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贵阳市发展LNG公共交通运输系统探讨

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摘要: LNG(液化天然气)和CNG(压缩天然气)为目前天然气汽车的两种主要形式。贵阳市在大力发展“清洁能源”公共交通系统过程中,先期采用CNG,但因CNG在运营成本上、运行效率和尾气排放等方面较之lng依然存在不足,目前贵阳市开始采用LNG作为发展“清洁能源”公共交通运输系统的主要燃料。本文将探讨在贵阳市发展LNG公共交通运输系统的必要性和需解决的问题。

Abstract: Now, the LNG(liquefied nature gas)and the CNG(compressed nature gas)are the two primary patterns of gas-fueled vehicles. Guiyang, the capital of Guizhou province, as the first city develops recirculating economy in china is devoting major effort to developing public transportation system fueled by "clean energy". In Guiyang, public transportation system fueled by "clean energy" mainly uses gas nature. In the first phase, the CNG was widely used in the public transportation system. But, there are some faults in the CNG, such as operating cost, operating efficiency and exhaust emission, contrast to LNG publication transportation system. So, since the end of 2005, the LNG was having beginning to used as "clean energy" in the public transportation system by Guiyang. In the article, we will discuss the necessity and problems needed to resolve of developing LNG public transportation system.

关键词: LNG;公共交通运输系统;CNG

Key words: LNG;public transportation system;CNG

中图分类号:U491.1+7 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)19-0101-02

0 引言

贵阳市作为我国首个循环经济生态试点省会城市,至2005年起开始积极大力发展“清洁能源”公共交通运输系统。贵阳市公共交通总公司作为目前贵阳市公共交通运输系统主要运营商成为发展“清洁能源”公共交通运输系统主要承担者。2005年3月起,贵阳市公共交通总公司在目前拥有1600余辆大型公交车、500余辆出租车中开展车用燃料天然气化改造,对发展“清洁色源”公共交通运输系统进行了积极探索。

贵阳市公共交通总公司在探索发展“清洁能源”公共交通系统过程中经历了两个阶段,先期采用CNG(压缩天然气),在2005年3月,贵阳市公共交通总公司吸取外省比较成熟的经验推行公交车CNG化并进行了试运营,并取得了一定的成果。同时也发现在运行情况下存在一些弊端,贵阳市公交公司2005年12月开始和省内外企业、科研院所联合,积极推行公共交通运输系统LNG化,预计到2010年贵阳市公共交通总公司的所有的公交车、出租车将实现LNG化。本文将针对LNG和CNG两种公共交通运输系统进行比较,探讨在贵阳市发展LNG公共交通运输系统的必要性及在发展过程中需要解决的问题。

1 贵阳市发展LNG公共交通运输系统的必要性

1.1 LNG公共交通运输系统运输效率高 先期贵阳市公共交通运输系统所采用的CNG(压缩天然气)一般是在25MPa左右的压力下储存在车内类似于油箱的气瓶内,压缩比为250左右,即250方常压常温状态下的天然气经过高压压缩成1方CNG,根据贵阳市公交公司实际运行情况统计,贵阳市公交车需携带6个标准CNG气瓶才能满足一天正常营运的需要,一次充气后的行驶里程在250-300公里左右,造成了公交车需频繁进行加气,在一定程度影响了公交车的营运效率。同时,为了满足公交车正常营运的需要,公交车需尽量携带较多的气瓶,气瓶为高压容器,自身重量较大,无形中增加了公交车的自重,在运行过程中增大的发动机的功率消耗。

LNG(液化天然气)以液体的形式存储天然气,压缩比为625左右,即625方常压常温状态下的天然气经低温(-162°C低温液化)液化成1方LNG,所以LNG的能量密度为约为CNG的25倍。根据目前贵阳市公交公司试运行的LNG公交车运行情况来看,携带一个标准150L的LNG储存罐,一次完全加注后营运的行驶里程达到500公里左右,能满足一辆公交车2-3天正常营运的需要,降低了车辆加注燃料的频率,极大提高了营运效率。

1.2 LNG公共交通运输系统污染更少 LNG是将气态天然气冷却到沸点(大气压力下为-162 ℃) 以下的得到的液体物质。在液化过程中,非烃类组分及一些非甲烷烃类通常要被除去,因而LNG的组分比CNG的组分更纯净[3],LNG的甲烷纯度达97%,而CNG的甲烷纯度仅为85%左右。采用LNG作为公共交通运输系统的主要燃料,燃烧较CNG更为完全,有害气体能得到了极大的减少,对于减少贵阳市大气污染具有重要的意义。

1.3 发展LNG公共交通运输系统成本更低 根据贵阳市公共交通总公司LNG公交车和CNG公交车对比运行情况表明,LNG公交车较CNG公交车更经济,主要体现在以下三点:

1.3.1 LNG公交车较CNG公交车减少建站成本 目前贵阳市公共交通总公司仅在三桥地区建有一个LNG加注站,能完全满足目180余辆LNG公交车的正常营运,按照目前整个贵阳市拥有的约1600余辆公交车全部成为LNG公交车,仅需在贵阳地区建设8个LNG加注站即可满足,占地面积小,这点对于市区面积狭小的贵阳市尤其重要。

采用CNG作为公交车燃料,因为每次加注后行驶里程短,需频繁进行加注,根据公共交通运输系统的运行特点,为满足贵阳市公交车加注燃料的需要,需要在贵阳市区内分布较多的CNG加注站,同时在CNG加注站占地多(2000~3000m2),建站投资大(300~500万元/ 站),同时加气站不能脱离天然气管网建设,间接增大了建站成本[4]。

1.3.2 LNG公交车运营成本较CNG公交车低 LNG公交车采用LNG作为公交车燃料,因LNG甲烷纯度高于CNG,可以减少发动机积碳的形成。同时LNG组成比较稳定,其成分的单一性和一致性有利于发动机压缩比等设计参数的确定,可避免乙烷、丙烷等成分的爆燃对发动机及其部件造成的不良影响。由于LNG的辛烷值高于CNG, 其组分均是低分子,结构简单,H和C原子比较接近,所以LNG具有较好的抗振爆性、燃烧性和冷启动性,作为汽车代用燃料,LNG能有效确保发动机平稳运转,降低噪音污染,与常规燃料相比,能减少发动机维修次数可较之CNG公交车节约发动机的维修费用30%以上。

在另一方面,LNG公交车在加注时采用自流形式加注,几乎没有成本,CNG在加注时需经压缩机进行加压,每加注1m3需消耗增压成本0.50~0.60元[4]。

1.4 总结 从根据上述从运行里程更长、尾气排放、运营成本三个方面对贵阳市发展LNG公交车或CNG公交车进行对比,可以得出在LNG公交车更适合于贵阳市。贵阳市公共交通总公司目前已制定出在2010年将完成全部公交车LNG化的发展规划,目前正在技术开发、专业人员培训等方面和省内外相关单位、科研院校合作,正积极稳妥的推进该计划的执行。

2 贵阳市发展LNG公共交通运输系统存在的问题

2.1 LNG来源是LNG公共交通运输系统发展的瓶颈

至2005年以来,在贵州省、贵阳市政府政策、资金等方面的支持下,公交车LNG化正稳步推进。但目前最大的制约问题是LNG供应不能得到充分保障。贵州省是一个油气资源匮乏的省份,长期以来以来油气资源靠从外省进行调拨。自贵阳公共交通总公司推广天然气汽车以来,气源主要来自于四川省泸州市和重庆市。供应得不到保证。目前贵阳市公共交通总公司为解决天然气的供应问题,采取两条腿走路的方式:一方面积极和外省天然气供应商建立长期稳定的合作关系,保证天然气的供应;另一方面,积极在省内寻找相关资源解决过度依靠省外资源的问题。

贵州省是南方地区的煤炭大省,在煤炭资源存在一种以吸附状态储存于煤层中的非常规天然气(煤层气),贵阳公公共交通总公司正瞄准该资源,准备将煤层气进行液化用于LNG公交车上,并在目前得到了积极的进展。同时,贵阳市公共交通总公司正和贵州省开阳磷矿合作,利用开阳磷矿生产过程中产生的废气回收并制成液化天然气,目前也已经进入了实质性阶段。

2.2 气站建设 目前,贵阳市仅在三桥拥有一座LNG加注站,当贵阳市所有公共交通运输系统实现了LNG化以后将需要更多的LNG加注站。此外,因公共交通运输系统车主要运行于市区,意味着LNG加注站需建设在市区,这对于本身发展空间已经狭小的贵阳市而言是一个问题。该问题的解决需要贵阳市政府从政策上进行大力支持,尽量将LNG加注站放在市区或距市区较近的地方。这对于以后再贵阳市全面推广出租车LNG化也会奠定一个良好的基础。

2.3 相关技术问题还亟待解决 虽然LNG公交车目前已经运行在贵阳市道路上,贵阳市目前LNG公交车主要是采用将以前使用汽油、柴油的公交车进行改装而成。改装后的LNG公交车还存在天然气汽车的通病,如加速性、爬坡等性能较之燃烧汽油和柴油的公交车有较大幅度的降低。同时,目前贵阳公交总公司LNG改装技术主要是和外省相关单位进行合作,如何将外省的技术结合贵阳市处于高原地区、以及贵阳市区道路情况较为复杂等情况,真正研究开发出一整套适合贵阳市乃至贵州省地区LNG公交车的改装技术、运营管理经验,是贵阳市推行LNG公共交通运输系统今后工作的重点。

3 结语

贵阳市推行公共交通运输系统LNG化是贵阳市作为我国首个循环经济试点省会城市需要,对于降低贵阳市大气污染、提高贵阳市公共交通总公司经济效益将起到不可忽视的作用。必须坚持走下去。贵州省、贵阳市政府应高度重视该问题,从政策、资金大力支持该项目的推进。各相关单位、科研院所也应积极行动起来加入到该项目的开发、研究和推广过程中。

参考文献:

[1]赖元楷.LNG燃料汽车的发展前景[J].天然气工业,2005 (11):105.

[2]王彦超等.液化天然气汽车技术及存在问题探讨[J].能源工程,2003(11).

[3]乔国发等.LNG在汽车代用燃料中的优势[J].油气储运,2004(22).