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LNGV更具市场前景 LNG乘用车可不可为?市场说了算
时间:2020-06-12 14:00:37

今年“两会”期间,农工党界别小组向全国政协十三届三次会议提交了《关于高质量发展我国天然气汽车产业的提案》,呼吁加大对天然气汽车产业升级的支持力度,加大力度推进提高CNGV(压缩天然气汽车)压力标准,其中关于“大力支持研究开发液化天然气(LNG)乘用车”的建议,引发行业关注。

这份提案称,目前全球天然气乘用车都使用压缩天然气(CNG),研发LNG乘用车无疑是天然气汽车产业的重大技术创新,将使我国天然气汽车技术走在世界前列,并带动全球天然气汽车产业和LNG行业的发展。国家特聘专家、同济大学教授韩志玉认为,LNG乘用车是各大车企都没有尝试过的全新技术,很值得探讨。

■LNGV更具市场前景

自1931年世界上第一辆CNG汽车问世以来,经过多年的漫长岁月,截止到2019年7月,全球天然气汽车的保有量约为2780万辆。全球燃油汽车的总量主要集中于发达国家,但天然气汽车的总量却主要集中于发展中国家,我国天然气汽车保有量早已位列世界第一,截至2018年年底,我国天然气汽车保有量约为670万辆。

天然气汽车是世界公认的清洁能源汽车,具有资源丰富、排放清洁、使用安全、技术成熟和成本低廉的优势。我国政府一贯鼓励和支持发展使用天然气汽车,仅“十二五”以来,党中央和国务院及国家有关部委发布的产业政策和法规文件中,至少有40余次提出明确要求。

农工民主党北京CNGV课题组、教授级高级工程师、全国“五一劳动奖章”得者、国务院特殊津贴专家洪讵介绍,天然气汽车分为CNGV和LNGV(液化天然气汽车),CNGV的天然气以高压(通常20MPa以上)气态储存,LNGV的天然气以液态储存。CNGV储存的气态天然气因能量密度小,所以续驶里程较短,一般为150~200km,只适用于出租车等小型车辆;而LNGV因为储存的液态天然气能量密度较高、续驶里程较长,更较适用于公交、环卫、物流等领域的大型车辆。

因为经济性突出,天然气价格明显低于汽油,在西安、重庆等不少城市的出租车都使用CNG与汽油的双燃料汽车;加之LNG的清洁环保特质卓越,LNG重卡已经成为打赢“蓝天保卫战”的利器,京津冀地区的不少柴油重卡都在政策的引导下更换为LNG重卡,2019年LNG重卡市场更是异常火爆,很多厂家的相关车型供不应求。

以自重3.5吨为界限,天然气重型车以LNGV为主,CNGV为辅;但在轻型车市场却清一色的CNGV,LNG乘用车则闻所未闻。洪讵介绍,因为LNGV停运过程中,低温低压钢瓶内的LNG温度升高,部分液态蒸发产生BOG闪蒸气会冲开安全阀,把多余的天然气排放到大气中,以缓解储罐内部的压力,避免爆炸险情。

“车辆愈小、BOG排放占比愈大,既是燃料损耗,也会污染环境,还会引发二次灾害。因此,发动机排量小于2升的车辆和储存容器小于150升的车辆都不允许使用LNG作为燃料,禁止LNGV停放在封闭的车库之中。所以,LNG乘用车在目前还是属于禁用范围内的车辆。”洪讵说。

他进一步指出,现在市面上的油气两用CNG乘用车,属于低水平的改装车辆,动力性下降约10%,燃气消耗量居高不下,排放物中、仅碳颗粒有明显降低,但增加了NOX排放,仅有节省燃料费用的效果,虽受到出租车司机和网约车主的欢迎,但绝对不是天然气乘用车的发展方向。

■兼顾经济与环保

“LNGV才是天然气乘用车的未来。”在洪讵看来,LNG乘用车优点众多。首先,在国际天然气交易市场,LNG的比重逐步提升,目前我国LNG储备供大于求,售价仅约为汽油的2/3,经济效益显著,未来应用前景广阔;其次,天然气是目前惟一被认可的清洁石化资源,自身结构决定了其比汽油等二次能源更加清洁,也比CNG更加纯净,更易达到国六甚至更高的排放标准;与此同时,LNG的能量密度与汽油几乎无差异,能提供与汽油同样的动力性能和续驶里程,且加注方式和汽油无异,1~2分钟即可加满一辆乘用车。

目前LNG在重卡和公交车领域应用效果良好,已经积累了不少成功经验,获得了良好的口碑。而国内汽车保有量中80%以上为乘用车,如果如此大体量的车辆能使用上更加清洁的LNG,其环境效益将不言而喻;同时,如果老百姓能以2/3的代价达到同样的运输目的,这也是一笔了不起的经济效益。因此在洪讵看来,LNG乘用车不失为一条出色的技术路线。

“其他国家不研究LNG乘用车,是因为其天然气汽车的保有量很低,而国内不研究的原因在于,业界认为天然气汽车技术难度大,液态储存天然气低温低压,气瓶体积又过大,无法置于乘用车内。事实上,这些问题从技术角度来看,有方可解。”洪讵说。

他介绍,研发LNG乘用车的关键,在于尽快开发出适用于小型乘用车的LNG低温高压气瓶。他本人已有成熟的研发技术设想,利用当前的材料和技术,可以开发出成本不太高(8000~10000元/只)的小型(65升、56MPa;或80升、45MPa或100升35MPa三种气瓶都能盛装25kg的LNG、续驶500km)低温高压气瓶。不过,目前的技术难点是如何制定出该产品的低温技术标准,尤其是如何确保气瓶的耐低温性能,以及如何考核气瓶的低温疲劳性能。这还需邀请高等院校的力学和材料研发团队,参与开发此类产品的预应力分析和设计计算以及低温利用,使该产品从研发开始的一切工作都处于严谨有序的氛围中。

洪讵进一步分析,低温高压气瓶的研制不存在重大技术难题,可以根本上解决此前低温低压液态气瓶体积大、有害气体散发的问题。在此技术支持下的LNG乘用车,将比同档次的燃油汽车成本仅高出16000~18000元。而因为天然气价格低于汽油,因此以普通家庭用车为例,多出的成本可在一年半到两年中间收回,出租车则可在半年内收回,之后便开始持续节省用车开支。

■需要技术、市场、政府三方努力

如此听来,LNG乘用车既有经济效益,又有环保效益,可谓一举多得。文章开篇的提案也建议国家重视LNG乘用车的研发,将其列入国家“十四五”重大科技攻关计划,由科技部和工信部组织、引导支持相关科研单位和企业立专项开展研发工作,以促进天然气汽车产业的技术创新和升级,带动LNG产业的发展。

但《中国汽车报》记者在询问了几家车企对LNG乘用车的看法之后,几乎没有得到有效反馈,车企的反应多是不了解、没想法。而记者联系到另一位与LNG乘用车项目密切相关的专家,对方则认为宣传这项技术还言之尚早。

韩志玉对此表示理解。他告诉记者,车企的研发方向跟着政策走,国内汽车行业的既定技术方向是纯电动汽车,在国家层面的能源战略也是以电力为主,虽然国家一直倡导天然气的使用,但没有具体的扶持政策,天然气汽车的地位很难得到重视。另一方面,天然气虽广泛存在于页岩和可燃冰中,可谓取之不尽用之不竭,但囿于开采能力,特别是东部沿海地区少有加液站。据了解,目前国内加液站的数量仅为3000多个,且加液站的建设成本约为加油站的2倍。

基于这样的现状,韩志玉认为,国内约有10个省份为“富气”地区,且中国地大物博,不应该简单规划一种汽车技术路线,应体现出能源多元化的格局,在富气地区用车频率较高的运营车辆领域,可率先推广LNG乘用车。而洪讵也认为,既然CNG双燃料车性能提升遇到天花板,可优先考虑将目前保有的几百万辆CNG乘用车升级为LNG乘用车。

当然,韩志玉也补充说,大力研发LNG乘用车还有几个问题仍需妥善处理。第一,相关车型续驶里程要保证在500公里以上,否则缺乏市场竞争力;第二,以前CNG汽车的高压气瓶置于后备箱侵占空间备受诟病,LNG乘用车想要为天然气车正名,技术创新必不可少,如奥迪CNG车型将气瓶一分为四置于车底,就是一种创新的体现;第三,为避免走CNG双燃料汽车的老路,LNG乘用车必须匹配专门研发的高性能的天然气发动机,而不是在汽油机的基础上改造。

“与电动汽车相比,LNGV的制造成本和用车成本都较低,所以我觉得市场接受应该不成问题,关键在于企业从发动机到储存气瓶,开发出让老百姓用着放心、舒心的产品。同时,在市场化方面,增加加液的便利性。如果国家在政策上再给予一定支持,不一定是补贴,而是给予与电动汽车同样的路权等支持,LNG乘用车将迎来更美好的明天。”韩志玉说。

关键词: LNG

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