天然氣汽車_1--天然氣概述

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1、天然氣概述消費(fèi)結(jié)構(gòu)、制備、儲(chǔ)量分布、優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能減排，缺點(diǎn)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格和能源需求的日益加大，發(fā)展車用替代燃料已成為汽車領(lǐng)域發(fā)展的新熱點(diǎn)。天然氣由于儲(chǔ)量豐富，排放低等特點(diǎn)成為各大汽車廠商開發(fā)替代燃料汽車的理想選擇。在各種代用燃料中，天然氣因其儲(chǔ)量豐富而具有特別意義天然氣的主要成分是甲烷CH4（質(zhì)量含量一般在83%～99%）及少量的烴類和CO2等。天然氣—空氣混合氣的燃燒值高達(dá)3226kJ/m3（汽油為3758kJ/m3，柴油為3819kJ/m3），很適合作發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。天然氣燃料

2、本身是氣體狀態(tài)，不需要進(jìn)行霧化，燃燒很充分。天然氣是一種清潔燃料，排氣中的CO為汽油的1/4～1/36；HC為1/2～1/3；NOx為2/3～1/3。天然氣的抗爆震能力強(qiáng)，其辛烷值高達(dá)110～127，故可大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。天然氣燃燒的過量空氣系數(shù)變化范圍廣，為0.58～1.8，這就有利于組織“稀薄”燃燒，進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率。石油是一種無法短期內(nèi)再生的資源，隨著全世界內(nèi)燃機(jī)保有量的增加，作為內(nèi)燃機(jī)主要燃料的石油面臨著日益短缺的嚴(yán)重問題。英國(guó)石油的研究報(bào)告顯示，2002年，在全球能源使用量

3、中，石油占37.5%，天然氣占24.3%，煤炭占25.5%，水力發(fā)電占6.3%，石油仍為全球第一大能源品種。車上用以取代汽柴油的燃料，這些燃料多以煤、天然氣、石油副產(chǎn)品、生物質(zhì)等為原料制備。代用燃料首先強(qiáng)調(diào)的是石油替代性，因此代用燃料主要是由非石油能源和石油副產(chǎn)品生產(chǎn)的。甲醇、合成油、二甲醚等代用燃料在國(guó)際上多以天然氣為原料，在中國(guó)則主要以煤為原料，因此又稱為煤基燃料。為提高氣體燃料的能量密度，在汽車上使用天然氣時(shí)，或是將天然氣加壓，或是將天然氣液化。天然氣壓縮后儲(chǔ)存在高壓氣瓶中放在車上相當(dāng)于普通

4、汽車的油箱，氣瓶中氣體的壓力一般為20MPa，這就是所謂的CNGV(CompressedNaturalGasVehicle)，即壓縮天然氣汽車。將天然氣在常壓下一162℃時(shí)液化后裝入低壓保溫容器中放在汽車上作為燃料，就是所謂的LNGV(LiquidNaturalGasVehiele)，即液化天然氣汽車。在油田輕烴回收裝置中處理天然氣時(shí)和在石油煉制過程中都有一種以丙烷和丁烷為主的副產(chǎn)品。它們也是天然氣組成的一部分，較易液化，在常壓下是氣態(tài)，也可做汽車燃料，這就是液化石油氣LPG(LiquefiedP

5、etroleumGas)。靠燃燒LPG獲取動(dòng)力的汽車叫液化石油氣汽車，英文縮寫為L(zhǎng)PGV，習(xí)慣上也將LPGV作為天然氣汽車的一種。天然氣儲(chǔ)備接近于石油儲(chǔ)備(石油儲(chǔ)備為1410億噸)。根據(jù)2000年世界天然氣和石油的需求狀況，天然氣還夠用63年，石油還夠用41年。因此，天然氣在全球能源儲(chǔ)備上的重要作用不言而喻。如果近幾十年能把天然氣用作汽車燃料，就會(huì)極大地拓寬穩(wěn)定的汽車動(dòng)力能源的來源，以防止液態(tài)燃料的不足。我國(guó)天然氣儲(chǔ)量較為豐富全國(guó)天然氣資源量為47.4萬億m3，最終可采資源量10~15萬億m3。自

6、20世紀(jì)90年代以來，陸上形成了三個(gè)新氣區(qū)：塔里木盆地、鄂爾多斯盆地及柴達(dá)木盆地；一個(gè)老氣區(qū)四川盆地獲得了新發(fā)展。近海形成了兩大氣區(qū)：鶯歌?！倴|南盆地和東海盆地。六大氣區(qū)天然氣可采資源量為9.285萬億m3，占全國(guó)可采資源量的66%。截至2004年底，六大氣區(qū)累計(jì)探明天然氣可采儲(chǔ)量2.4266萬億m3,占全國(guó)探明可采儲(chǔ)量的88%。六大氣區(qū)的形成和發(fā)展，推動(dòng)了天然氣產(chǎn)量和儲(chǔ)量的快速增長(zhǎng)。天然氣當(dāng)之無愧成為汽車燃料，這不僅是因?yàn)樘烊粴獾拈_采量在日益增多，而且還因?yàn)樘烊粴獍l(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能比較好，主要表

7、現(xiàn)在CO排放量較小、未燃HC成分引起的光化學(xué)反應(yīng)低、燃料幾乎不含硫的成分、微粒的排放量幾乎為零。相同壓縮比情況下改變發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料和燃料供給方式時(shí)的廢氣排放結(jié)果表明：天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的NOX的排放量比汽油機(jī)約低30%，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)NMHC的排放量比汽油機(jī)低50~60%，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)排放廢氣中HC的大部分是甲烷，而甲烷在空氣中比較穩(wěn)定，光化學(xué)反應(yīng)低。另外，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)CO2的排放量比汽油機(jī)約低20%。因此，使用天然氣可以將影響地球氣溫升高的因素—CO2排放量降低20%，這對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)是很有意義的。同柴油

8、機(jī)相比，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx和顆粒排放特別少，因此不需要安裝昂貴的顆粒過濾器。。面對(duì)不斷增長(zhǎng)的汽車數(shù)量，內(nèi)燃機(jī)節(jié)能和不斷降低排放成為永恒的任務(wù)。在這種情況下替代燃料受到了世界范圍內(nèi)的廣泛重視，特別是天然氣以其長(zhǎng)期可獲得性和均勻的地域分布優(yōu)勢(shì)而成為最有前途的車用代用燃料，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)得以深入研究和發(fā)展。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r基于天然氣的豐富儲(chǔ)量和良好的排放特性，世界很多國(guó)家和地區(qū)在發(fā)展天然氣汽車（CNGV）方面投入了巨大的精力，進(jìn)行了大量的研究開發(fā)工作，并已具備了較為成熟的技術(shù)。南美