压缩天然气技术的应用现状及进展

压缩天然气技术的应用现状及进展

史徐武

北京燃气绿源达清洁燃料有限公司，北京100049

摘要:压缩天然气（CompressedNaturalGas,简称CNG）是天然气加压并以气态储存在容器中。它与管道天然气的组分相同,主要成分为甲烷（CH4）。CNG可作为车辆燃料使用。LNG（LiquefiedNaturalGas）可以用来制作CNG，这种以CNG为燃料的车辆叫做NGV（NaturalGasVehicle）。液化石油气（LiquefiedPetroleumGas,简称LPG）经常容易与LNG混淆，其实它们有明显区别。LPG的主要组分是丙烷（超过95%），还有少量的丁烷，LPG在适当的压力下以液态储存在储罐容器中，被用作民用燃料和车辆燃料。下文以清洁能源汽车为例，分析了压缩天然气技术的应用现状及进展

关键词：压缩天然气;应用；发展

1压缩天然气技术的应用现状

压缩天然气是一种最理想的车用替代能源，其应用技术经数十年发展已日趋成熟。它具有成本低，效益高，无污染，使用安全便捷等特点，正日益显示出强大的发展潜力。天然气加气站一般分为三个基本类型，即快速充装型，普通（慢速）充装及两者的混合型。CNG主要应用于加气站可分为CNG标准站、母站和子站。CNG标准站又被称为CNG常规站，它是将来自中压管网(0．3～0．4MPa)的天然气经过过滤、计量、稳压后通过脱硫装置除硫，再用压缩机加压至25MPa高压脱水后经控制系统送入储气瓶组，最后由加气机对外计量加气。在使用方面，标准站适合建设在天然气输气管网覆盖的特定区域内，一般都距离主城区比较近。标准站主要设备包括脱硫装置、干燥装置、压缩机、CNG储气瓶组、CNG加气机、控制系统等。

在加气站建设发展阶段，CNG子站、母站灵活性要与标准站相互配合、互相弥补，应根据不同的加气市场环境和客户需求，建设完善的天然气加气网络。从运营以及经济性的角度分析，用户愿意“油改气”。测算模型如下:按照车辆的理论运营数据计算，小型汽车百公里能耗按照8L汽油计算，CNG与汽油比例为1．05m3∶1L测算。国际原油价格大于80美元/桶或小于40美元/桶，且国内成品油实施地板价的情况下，预计汽油与CNG吨差价达到2153元/t，汽油单价与CNG单价差达到1．875元，折算单公里成本差价达到0．15元/km，用户对CNG替代汽油有较强的积极性。

2压缩天然气技术设备风险评定分析

2.1设备风险评定的危险因素评价分析——LEC法

考虑到天然气压缩设备出现各类事故及故障的总体概率较低，从概率角度分析，对于必然事件的发生概率为100%，不可能发生的事件概率为0，因此，一般的可能事件发生的概率基本位于0~100%。从分数值的角度分析，将必然事件的分值划定为10分，不可能发生的事件分数值划定为0分，则一般的可能事件分数则介于0~10分。定义P为压缩设备处于不良环境中的概率，则使用人员同处于危险环境下的概率与之成正比。若在连续出现在危险环境中的分数值定为10，将不太容易出现的危险环境下的分数定为1，处于二者之间的情况可以根据环境的危险程度进行插值计算。

2.2压缩天然气技术危险提前预分析法

分析危险提前预分析法主要是针对于电气设备而言，通过使用该方法能够定性分析出各类潜在的设备故障影响因素及潜在的危险因子，并针对各类危险因素和因子提出针对性的诱发原因、具体危害形式、危险程度及危害影响范围及控制措施和策略。但针对于设备危险事故及事件的评定而言，主要是通过危险评级指数获取的，具体的危险事故及事件可以划分为严重事故、重要事故及轻微事故，依照不同的事故等级可以针对性选取不同的应对机制和策略。在具体的天然气压缩设备维护与保养过程中，相关技术人员和专业人员必须依照具体的危险评定指数确定事故等级，从而确定应该采取的措施和应急策略，最大程度降低人员和财产损失，确保设备能够正常使用，延长设备使用寿命。

3压缩天然气技术的应用进展

3.1应用发展历史

三十年代初，富气贫油的意大利首先研制了压缩天然气汽车。经过几十年的发展，全世界已有了130多万辆CNG汽车，3000余座CNG加气站。天然气作为汽车燃料的使用，在中国经历了两个阶段。第一个阶段为六十年代初期，我国开发了第一代天然气汽车，采用橡胶气包固定于车顶，行程只有十几公里，显得笨重而又不美观；八十年代末期，我国研制成功了第二代高压天然气汽车——CNG汽车，并以极大的优势取代了气包天然气；九十年代中期，我国开始进行CNG汽车的推广工作，自1999年起，我国开始在北京等12个试点城市开展了“空气净化工程---清洁汽车行动”，以治理汽车尾气对环境造成的污染，其中发展CNG汽车是该行动的重点之一。

3.2相关的规章制度

政府为治理环境污染在CNG技术方面制定了一些鼓励和保证措施。如国家正在进行燃油费税改革，在实行费改税后，燃油价格将上升，对CNG技术的发展会有重要的促进作用；如广州市政府出台的措施，每改装一辆CNG公交车，政府补贴4500元；再如北京市政府对CNG加气站建设投入50％的初始资金，同时对公交车和出租车行业新车中CNG汽车所占比例也有强制规定。同时制定了严格而详细的技术标准。国家技术监督局制定了“天然气和液化石油气国家标准体系”，共有标准近50项。技术标准包括基础、整车、专用装置及部件、车用储气罐及附件、CNG气体质量、CNG加气站建设和售气机等34项，管理标准有8项。这些规范、标准的制定，有力地促进了CNG技术在中国的推广和应用。

4应用发展前景

中国天然气利用已有相当悠久的历史，但天然气工业起步较晚，与世界发达国家或地区相比还有较大差距。全球天然气占总能源消费的24%，而目前中国仅占能源消费结构的3%。未来20年中国的能源消费弹性系数为0.45-0.50，其中煤炭为0.3，石油为0.5，天然气为1.4-l.5，一次电力为0.5-0.6，可见天然气的消费增长速度最快。天然气市场在全国范围内将得到发展。随着“西气东输”等工程的建设和投入运营，中国对天然气的需求增长将保持在每年15%以上，2020年将达到1000亿立方米以上，比2000年提高4至5倍。从国外天然气价格看，目前相当于人民币1.8元／立方米。中国天然气价格由政府确定，执行的是国家指导价下的双轨制价格，还没有形成市场导向下合理的天然气价格机制，明显低于国际市场，调整空间相当大。经济全球化带动着天然气的全球化，预计到2020年，全球天然气贸易量为7000亿立方米。天然气销售市场不再局限于取暖锅炉、商业服务和家庭炊事，天然气发电、天然气化工、天然气车用燃料和电池燃料、天然气空调及家庭自动化等方面利用潜力十分巨大。

结束语

随着压缩天然气的用量越来越多，消费者对于加气机计量结果的准确性产生了疑惑，甚至还出现了很多投诉事件的发生。因此，相关管理部门需要强化对加气站的计量监管工作，确保计量行为的规范性。在国家持续推进能源消费转型升级的背景下，交通运输作为重点减排领域，能源朝着低碳、绿色、可持续发展的方向不会改变。我国经济发展已由高速发展转向高质量发展，能源的集约使用是重中之重。并在实践中考证解决问题，探索新知识、新工艺，不断提高综合技术水平。

参考文献：

［1］马兴高，杨海强．CNG加油加气站一体化经营策略研究［J］．企业改革与管理，2018(22):113－114．

［2］闫钟山．液化天然气加气站发展展望［J］．科技与创新，2018(18):54－55，58．