LNG车改气行业前景及技术性分析与经济性分析(改)

LNG车改气行业前景及技术性分析与经济性分析前言：国家实施低碳经济发展战略，倡导能源高效利用、清洁利用的举措，使天然气作为石油的替代燃料并广泛应用于交通运输领域成为车船燃料发展的必然趋势！能源需求日趋紧张与汽车保有量快速攀升之间的矛盾；巨大资源消耗所带来环境污染与节能减排之间的矛盾；清洁能源与传统能源的发展趋势及价格差的存在；行业竞争加剧下，企业运营效率提升与成本控制的需求；车（船）LNG项目介绍----宏观环境《节能中长期专项规划》中提出：通过实施以洁净煤、石油焦、天然气替代燃料油，实施机动车燃油经济性标准及相关配套政策和制度，采取各种措施节约石油；实施清洁汽车行动计划，发展替代燃料。目前各地已陆续制定实施区域天然气车辆及加气站发展规划。为推动节能与新能源汽车规模化、产业化发展，国家四部委联合部署18个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作。中央财政对购置节能与新能源汽车按与同类传统汽车的基础差价，并适当考虑规模效应、技术进步等因素给予一次性定额补贴。天然气利用政策：“十二五”能源发展的一个重要特征就是低碳化，“气体的国家能源战略”将付诸实施。“十二五”期间天然气消费比例将由目前在能源消费结构占4%的比重提高到8%。国家鼓励以气代油，继续推广天然气等新能源车辆在交通运输领域的示范应用。节能减排利用政策：中国汽车排放有害气体扩散到空气中造成空气污染占整个城市空气污染的70％，国家将通过宏观调控政策来保障十二五减排指标的实现,这对天然气在车船市场的应用发展会起到巨大的推动作用。特别是港口、矿区、重要交通枢纽等车辆聚集区。一、概述天然气作为理想的廉价清洁代用燃料已广泛应用。近年来随着石油价格的不断上涨，天然气发动机的经济性越来越明显，天然气发动机也越来越受到用户的青睐。柴油-天然气双燃料发动机以原柴油机为基础，加装一套天然气燃料控制系统，使其既可以以柴油单一燃料模式工作也可以同时使用柴油和天然气为燃料。柴油-天然气双燃料发动机具有以下的优点：1.使用天然气替代部分柴油进行工作，降低了燃料费用。2.尾气排放更清洁，具有显著的减排效果。3.改装方便，不需要对机体进行大的改动，只需在机体外添加天然气喷射系统。4.在燃气短缺时仍可以以柴油为燃料正常运行。5.相比天然气单燃料发动机，双燃料发动机通过柴油引燃天然气，具有点火能量大的优点。6.天然气双燃料改装不会影响发动机的动力性。7.柴油-天然气双燃料发动机经济性相对于柴油单燃料发动机较高。二、LNG基本知识：1、LNG（LiquefiedNaturalGas），即液化天然气的英文缩写。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分由甲烷组成。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点。2、LNG的密度约为0．42～0．46g／cm3。3、1公斤LNG气化后约为1.4方天然气。4、LNG常用的计量单位为kg或Nm3。5、LNG温度极低，常压下沸点约为-162摄氏度。6、LNG的体积膨胀比极大，约为600倍。7、LNG不能加臭，必须用专用仪器检漏。8、LNG的存储是临时性的，温度、压力、组分随时在变化。三、LNG加气站介绍：为LNG汽车充装LNG液体的加气站分为橇装站和固定站。橇装站：储罐、泵橇、汽化器、加注机集中装配在一个橇体上，可以方便整站运输。固定站：储罐、泵橇、加注机分别固定安装在站上。通常该系统都有：加气功能：储罐内LNG由LNG低温泵抽出，通过加气机向汽车加气。卸车功能：由LNG低温泵将LNG槽车内LNC卸至LNG储罐。增压功能：卸车完毕后，将储罐内部分LNG通过LNG气化调压后进入储罐，当储罐压力达到设定压力时停止气化。调温功能：卸车完毕后，用LNG低温泵从储罐内抽出部分LNG通过LNG增温器后进入储罐，当储罐温度达到设定温度时停止。四、LNG汽车的工作原理、特点及与其它燃料汽车的对比1、工作原理关于LNG城市客车的工作原理，首先是储存液化天然气的专用气瓶，正常的工作压力为小于1.59Mpa大于0.65Mpa，工作温度为-162℃。以下为LNG客车的工作原理简图：加回热水气态液化气瓶液态工作原理示意图首先在车辆启动前，先将主安全阀门打开，液化气瓶内的液体通过气瓶自身的压力，将液体释放到汽化器中。正常情况下使用气瓶时最小工作压力不能低于0.65Mpa，否则会出现发动机供气不足、动力性下降，并且导致催化转化器烧结等现象。由于汽化器是通过发动机冷热水来对低温液体进行加热，所以经过汽化器的液态天然气被汽化成气态天然气。汽化器安装时应注意安装在靠近发动机进气管和振动较小的位置，不能直接安装在发动机上，同时要注意汽化器安装的位置不能高于发动机散热器的顶部，否则会导致加热水不能流经汽化器，汽化器结冰冻裂。当气体通过调压器时，该系统采用电控调压方式来控制天然气量，安装时应保证电控调压器天然气出口离混合器进气口距离应控制在500mm以内，最后天然气与空气在混合器中混合，从而提供给发动机燃料。燃烧后的气体经过催化转化器排到大气中，由于有污染的气体在催化转化器中参与化学反应，最终排到大气中的只是碳氢化合物。2、LNG汽车的系统匹配发动机电控调压器1)LNG钢瓶的匹配，因LNG为在-162℃低温储存，故要求钢瓶要有良好的保温性能，因此需要钢瓶为双层真空结构，为了保证钢瓶真空层长期处于真空状态，且具有更好的保温性能，要求在钢瓶内胆上缠绕保温材料，并增加吸附装置，吸附真空层中残留的空气。2)因汽车用钢瓶储存LNG液体的压力约在0.65Mpa左右，而LNG钢瓶的最大承受压力约为2.86Mpa。当钢瓶内的LNG燃料长期不用时，会出现气化的现象，为保证钢瓶的安全性，必须设置安全阀。3)发动机外的供气系统与发动机之间的匹配问题，将直接影响到发动机的性能及使用的可靠性。发动机要求的燃料供气压力为0.65Mpa，且要求能稳定的供气，供气温度在20℃-50℃。这就需要钢瓶内的充液压力、匹配的气化器气化速度和气化温度均要与发动机的工作要求相匹配，否则将直接影响到发动机的耗气量和工作的可靠性。解决问题的方法如下：控制加液站的加液的饱和压力能达到0.65Mpa；气化器的大小及气化温度根据发动机的要求进行设计，利用发动机的循环水，控制循环水的流量对气化温度进行控制。4)发动机自带供气系统和发动机工作要求之间的匹配。发动机采用电控单点喷射技术，精确控制燃气供给量；并采用增压中冷技术提高发动机的性能，稀薄燃烧能有效降低发动机的热负荷，提高发动机的可靠性，降低NOx的排放。五、LNG燃料经济性方面，以柴油和LNG作对比。0＃柴油：46.039MJ/kg，密度为0.828kg/dm3，相当于每升柴油的热值为38.120MJ/L。LNG（液化天然气）：36.126MJ/m3从以上数据可以看出，仅从燃料的热值对比：燃烧1L柴油相当于燃烧38.120/36.126＝1.055m3的液化天然气。而目前柴油的价格为7.50元／L。LNG气体的价格较高的为4.80元／m3左右。就以目前国内柴油的价格和目前国内较高的气体价格相比，行驶同样里程，LNG气体价格相对于柴油每Ｌ下降2元左右，而国内目前的燃油价格相对于国际上的价格，继续上涨是必然趋势，且国内费改税计划也是势在必行。单从以上对比，以LNG作燃料经济性远远优于以柴油作燃料。另外发动机电控喷射及稀薄燃烧技术的应用，大大提高了燃料的燃烧效率，进一步提高了车辆的经济性。六、LNG汽车相对于CNG汽车的对比CNG汽车：1．充气压力为20Mpa，安全性始终是一个潜在的隐患。2．充气时间长，直接影响到用户的经济效益。3．续驶里程短，需要建立更多的加气站方能满足加气要求，第一造成有限的资源浪费，第二也影响到用户的有效运行时间。4．气瓶的装载效率低，一个80L的气瓶仅装载16m3左右的气体，若想能使一台10m左右的城市客车可以达到柴油车同样的行驶里程，一般需要8-10个气瓶，每个气瓶充满气后的重量超过100kg。这样，对于低地板城市客车只能布置到车顶上，对整个车身结构会造成一定的影响，增加了车辆整备质量的同时，也提高了整车的重心。对车辆的行驶安全性，燃料消耗率均造成较大的影响。LNG汽车：LNG仅是液化后的天然气，在提高气体质量的同时，克服了以上以CNG为燃料汽车不可克服的缺点。1．使用ＬＮＧ作为燃料，一个335L的钢瓶，就能行驶500公里以上。完全解决了车辆的行驶里程问题。2、335L的LNG钢瓶自身重量225kg，充装满后的重量为353kg，相当于同样柴油车辆油箱加满油以后的重量。并且是在车架上安装，大大降低了车辆的重心。在提高使用经济性的同时，也同样提高了车辆的行驶安全性。七、LNG替代汽柴油的综合比较优势安全性高:LNG在低温（-162℃)常压下存储于双层中空的绝热钢瓶中，燃点为645℃,爆炸极限为5％～15％，因此液态LNG不容易被点燃。由于LNG气化后密度低（比空气轻），稍有泄漏即挥发扩散，不易聚集发生爆燃现象。因此LNG比汽油、柴油更安全环保性更优:LNG中CH4的含量一般在90%以上，组份更纯，且在液化过程中去除了大量杂质和有害物。单位发热量高，品质稳定，燃烧充分。LNG作为汽车燃料比汽、柴油的综合排放将降低85%左右以10米欧三排放标准传统柴油燃料车置换LNG单燃料车推算：每公里碳排放量可减少80克；其他污染物减少11.6克按年行驶10万公里计算：可综合减排约10吨（其中碳减排约8吨，其他污染物减排约2吨）经济性更好:LNG储气钢瓶体积小、重量轻，不会增加车辆自重。在同等排量、同样工况前提下，用LNG替代传统汽、柴油，燃料成本克节省15%--35%.（各地LNG寸在价格差），维修维护成本可降低10%。同时，由于LNG容器盛装量大，加液频率低，加液时间短，进而提升了车辆的整理使用效率。保障性更强:LNG属于非管输气源，不受管网供气配额指标限制。主要以LNG槽车配送，具备独立的储备和供应保障体系。国内上游产能充足，且呈逐年攀升态势。2011年度预计将达产1400万方/日。同时沿海LNG接收站陆续建成达产，预计至2015年，国外进口LNG将达到140亿LNG属于非管输气源，不受管网供气配额指标限制。主要以LNG槽车配送，具备独立的储备和供应保障体系。国内上游产能充足，且呈逐年攀升态势。2011年度预计将达产1400万方/日。同时沿海LNG接收站陆续建成达产，预计至2015年，国外进口LNG将达到140亿方。八、车改气经济性数据分析与案例分析：1、以公交客车为例，燃油车辆百公里燃油耗约30-33L,液化天然气车辆百公里燃气耗约35m3,使用天然气比用燃油运行费用至少节省20%以上，具有可观的经济效益，见下表：燃料经济性比较（以大型客车为例估算）汽油车柴油车LNG车汽油单价百公里油费柴油单价百公里油费LNG单价百公里气费7.2元/L237.6元7.1元/L213元4.8元/m3168元2、LNG车辆项目投资回收：项目值单位改装费用70000元/辆柴油单价7.1元/升LNG单价4.8元/方油气能耗比1.21升柴油=1.2方天然气柴油燃料油耗（货车）38升/百公里（336马力）LNG燃料气耗45.6方/百公里百公里节省51元/百公里平均日行驶里程300/500公里/日日节省费用153/255元/天九、客户推广思路：1.迎合武汉市政府节能减排政治指标以及开发新能源的迫切性，以政府为导向出台鼓励补贴油改气终端用户政策。2.武汉市政府做舆论导向，进行市场推广。3.大客户1对1做市场跟踪技术推广服务，以及经济性分析比选，如出租车公司、客运公司、大型物流园、大型搅拌站等等。4.从汽车厂家、气源公司到加气站网点建设覆盖等，整个价值产业链的环节单位过程努力，打造LNG车改气的成熟产业链。结束语：我国的天然气汽车产业的发展又遇上了非常好的机遇和势头。一是国家计划开征燃油税,汽油、柴油的零售价格与天然气的价格差将进一步扩大,使得汽车使用天然气作为燃料可以有更好的经济效益,调动了经营者和使用者双方的积极性。二是国家