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1、-中国液化天然气汽车的发展历程-第 12 页中国液化天然气汽车的发展历程一、 我国液化天然气（LNG）汽车的试验研究始于1961年1961年，四川省科委组织四川省机械研究设计院、自贡汽研三站、威远6082信箱等单位合作进行LNG汽车的试验研究。当时全国仅有四川石油管理局威远化工厂（对外称6082信箱）拥有天然气深冷分离及液化的工业生产装置。主产品是从天然气中提取氦，而LNG则是提氦过程中的副产品。1962年，1964年及1970年先后使用此副产品作为汽车燃料进行运行试验。当时LNG的价格略为汽油的三分之二。到了上世纪70年代初，国内又有重庆4203信箱和自贡天然气液化厂两个单位能生产LNG（后
2、者的规模为每天7吨）。1971年元月，原四川省机械工业局和科技局联合提出关于汽车燃用液化天然气的研究情况和今后进一步研究工作的意见（见文件复印件）。之后由四川机械设计院设计，由自贡高压容器厂加工一个几何容积为180L的夹层容器，经成都南光机器厂（109信箱）抽真空后，交自贡汽研三站装在一辆解放牌4吨载货汽车上进行运行试验。液甲烷保温绝热容器的内筒为进口不锈钢板卷制并焊接成形，外筒则为重庆钢铁研究所研制的耐低温炭钢板卷制并焊接成形。笔者当年也曾随该试验车（汽研05号）往返于威远桐子堡（6082所在地）自贡之间。直到该车因容器爆炸而终止试验。1973年7月22日（星期日）下午4时30分，停放在自贡
3、汽研三站车库内的05号LNG试验车上的液甲烷容器自行爆炸，幸无人员伤亡。该车于7月20日上午10时20分在威远6082信箱加注LNG。当天气温度较高，尚未加满，便于下午2时20分停止加注，返回自贡，行程仅51公里。次日又继续做运行试验，到下午3时半返回并将该车停放在车库，累计仅行驶。此时，试验人员检查容器压力仅为1Kg/cm2，遂将排气阀、排液阀开启，一个气压的气体很快消失。试验人员便认为LNG已用完，即关闭阀门。到第二天下午4时半，即停车25个小时后，容器发生爆炸。致使汽车大梁严重变形，货箱损坏。（见当年“关于液化甲烷试验容器爆炸的情况报告”）。这是我国LNG汽车发展进程中首例足以警诫后来者
4、的爆炸事故。7月23日（星期一），笔者曾应邀赴事故现场见证。其后，笔者还用该容器的不锈钢板做了几把菜刀。1992年，还曾展示给来访的中科院低温试验中心的杨克剑先生鉴赏。二、 上世纪8090年代的试验慨况 1，开封市的LNG公交车的试验情况3），以解燃油不足之虞。但因使用中有诸多不便之处且有碍市容，时任该市公用事业局局长的刘春田提出能否用LNG代替大气包。于是，该局属下的市管道煤气工程指挥部跟开封深冷仪器厂合作，于1989年3月选用斯特林液氮机将油田伴生气液化，并制作了一个几何容积为100L的LNG储罐。同年6月，装在开封市公交公司的一部大客车上进行运行试验。续行里程为320350公里，累计行程
5、达4千公里后，于6月15日通过由河南省科委组织的鉴定。（见当年管道煤气工程指挥部技术人员给笔者的信函）2，北京的LNG汽车运行试验情况1990年，由国家科委、北京市科委组织开封深冷仪器厂和北京焦化厂在北京建成一套小型LNG试验装置，并改装了一台LNG/汽油两用燃料汽车，进行了近4千公里的运行试验。2001年，北京公交总公司跟首科中原公司合作，组建了一个规模为50辆的LNG公交汽车示范车队，同时还建起一座LNG科技示范加气站。车上的LNG储气瓶为美国CHAKT公司的产品，其几何容积为410L。示范加气站的设备也是美国这家公司的产品。站内装置有一座总容量为50m33天然气。目前，尚有11辆LNG公
6、共汽车在运行。3，四川绵阳的LNG汽车试验情况1993年，中科院低温试验中心跟绵阳燃气集团合作，研制了一套300L/h的小型LNG装置，利用天然气自身压力膨胀制冷循环。并装了2辆LNG/汽油两用燃料车作为运行试验。之后通过了由四川省科委组织的鉴定。4，吉林油田的LNG汽车试验情况1996年，吉林油田与中科院低温试验中心合作，研制了一套500L/h的小型撬装式LNG试验装置，采用氮气膨胀闭式制冷循环。同时改装了一台四平牌LNG大客车。研制的车用LNG低温容器采用了粉末真空绝热，内壳采用不锈钢，外壳用碳钢，降低了造价。该车仅安装一个几何容积为100L的LNG容器。三、 LNG汽车开始迈入商业化推广
7、阶段随着我国LNG资源的日渐丰沛，加之撬装式LNG加注设备、LNG低温容器和LNG运输槽车的国产化，近几年来，我国LNG汽车开始进入多处开花的小规模推广阶段。1，坐拥国内首个LNG接收站的广东省2006年6月投入运行的深圳大鹏湾LNG接收站为广东推广LNG汽车提供了资源供征条件。2007年9月22日，广东首座LNG汽车加气站在湛江建成投产。目前，全省共有加气站13座，LNG保有量708辆。表 1 广东部分城市LNG汽车推广情况一览表城市名称深圳中山市湛江佛山珠海惠州加气站数（座）522211车辆数（辆）30010010010081002，拥有莆田LNG接收站的福建省随着2009年7月26日莆田
8、LNG接收站的投产，LNG汽车便在福州、莆田等地应运而生。2010年3月28日，福建首座LNG汽车加气站在福州建成。目前福州已拥有3座加气站和210辆LNG公交车。莆田建有一座LNG加气站。计划在2015年前，在福厦高速公路沿线建设30 座LNG加气站，为2千辆城际间运行的客货车服务。全省规划到2020年建成147座LNG加气站。此外，厦门、泉州、漳州等市则选择利用莆田接收站的气源，采用压缩天然气（CNG）的方式。厦门已投入首批50辆CNG公交车运行，年底将达到300辆。3，拥有福山气田及LNG生产厂的海南省海南的福山气田日产气能力为55万m3，位于福山镇的海然高新能源有限公司利用该气源建有日
9、产30万m3规模的LNG生产厂。该公司在海江建有2座LNG汽车加气站；琼海市也建有一座LNG加气站，目前，海口、三亚、琼海LNG公交车保有量为230多辆。“海南LNG汽车推广与应用”于2007年列入国家“十一五”863重大科技计划。根据海南国际旅游岛建设发展规划纲要，未来三年，海南将建100多座LNG加气站。气源将由2014年投产的中海油洋浦LNG接收站供应。4，新疆广汇：一个企业囊括全新疆的LNG产业由新疆广汇建设的全区首座加气站乌鲁木齐LNG示范站于2004年8月建成投产，并于2005年9月13日通过国家清洁汽车行动领导小组组织的验收。新疆广汇同时于2004年8月在鄯善县建成一座日产150
10、万m3的LNG生产厂并投入运行，该规模直到现在仍居全国同行业的首位。该公司在2009年前，还在全区建设了33个LNG汽车加气站，现在推广LNG重卡逾千辆。该公司2006年承担国家863项目中重型LNG运输车开发于2009年3月通过验收。目前，该公司LNG年产3亿m3（产能为5亿m3），为全国陆上LNG的最大供应商。2010年，该公司在哈密淖毛湖的5亿m3LNG项目即将投产；引进哈萨克气源的吉木乃5亿m3LNG项目将于2011年投产；富蕴煤制气一阶段20亿m3LNG项目将于2013年投产。届时，该公司LNG产能将达到35亿m3。目前，无论是LNG产能、LNG汽车加气站数量、还是LNG车辆保有量方
11、面，新疆均居全国之冠。据悉，2010年底，全区LNG汽车加气站数量还将增至100座。推广CNG重卡3500辆。计划2015年，全区LNG加气站达300座，推广LNG汽车至3万辆。5，贵阳世界上LNG公交车最多的城市从2006年起，贵阳市便开始试验推广LNG公交车，最初是以改装为主，从2009年开始以新购进LNG公交车为主。目前，贵阳市2200多辆公交车中有800多辆LNG车，可以说是全国乃至全世界拥有LNG公交车最多的城市。目前全市共有4个LNG汽车加气站。贵阳公交总公司承担的国家863项目“单一燃料LNG汽车的运行试验”于2008年4月通过验收。6，以863项目带动LNG汽车加气站建设的内蒙
12、古依托2008年2010年国家863计划项目鄂尔多斯及周边地区天然气汽车运行试验与技术考核，内蒙古启动了14座LNG汽车加气站建设项目。其中9个加气规模为3万m3/天，5个加气规模为5万m3/天，加气站分布在鄂尔多斯、呼和浩特、包头、乌海和巴彦淖和等5个城市。除此之外，华阳天然气股份有限公司也在乌海市建了一座LNG汽车加气站。鄂尔多斯市LNG加气站规划已于2010年5月通过审批，该市及周边地区在2020年前将建设104座加气站。7，其它分散在各地的LNG汽车加气站如大连、天津、滨海、青岛、烟台、山东日照、张家港、武汉、昆明等，其特点是一市一站，一般均仅有几十辆LNG汽车。四、 我国进口LNG接
13、收站的布局和建设概况大而言之，为了大幅度增加清洁能源在我国一次能源结构中所占的比重，小而言之，为了保障天然气汽车的气源供给；我国已在沿海各省分批布置了十多个进口LNG接收站的建设项目。现简单介绍如下：1，已建成并投产的3个接收站表 2 ：已建成并投产的3个接收站一览表序号地点投产时间规模（万吨/年）气源国备注1深圳大鹏湾（一期）一期：370二期增至700澳大利亚中海油与BP合作前者控股2福建莆田（一期）一期：260二期增至520印尼中海油与福建投资开发公司合作，前者控股3上海洋山港（一期）一期：300二期增至600马来西亚中海油与上海申能集团合作，前者控股由表2可知，即目前，我国已具备830万
14、吨的年接收能力。按300万吨可供气42亿m33。2，在建的LNG接收站（7个新建，1个扩建）表3 ：在建的LNG接收站一览表序号地点投产时间规模（万吨/年）气源国备注1大连大孤山（一期）一期：300二期增至600澳大利亚卡塔尔2莆田（二期）2011增至520印尼中海油控股3深圳2011300澳大利亚中石油控股，原选址大铲湾被否定4江苏如东洋口港2011（一期）一期：300二期增至650澳大利亚卡塔尔5唐山曹妃甸2（一期）一期：350二期增至650法国道达尔公司中石油项目6宁波北仓区2012一期2017二期一期：300二期增至6007青岛董家口（一期）一期：300二期增至600巴布亚新几内亚8珠
15、海高栏港201335033。3，已规划和立项的5个LNG接收站表4 ：已规划和立项的5个LNG接收站一览表序号地点投产时间规模（万吨/年）业主备注1奥东惠来县一期：2013二期：2020一期：200二期增至400中海油2010年7月通过环评；8月平整土地招标，9月通过一期预可研报告2天津塘沽一期：2012一期：300二期增至500中石化2006年6月通过环评3秦皇岛2005年预计2010年左右一期：200二期增至300中海油2007年向发改委桑报了可研报告4北海铁山港一期：2014二期：2020一期：300中石化2010年9月2日通过可研评审5海南洋浦一期：2014二期：2017一期：200二
16、期增至300中海油2010年7月环评公示，9月国家能源局批准可进行前期工作鉴于上述5个项目还存在一些不太确定的因素，故对其对我国LNG年接收能力的增加量暂不作定量评价。但其竣工投产时，必将使我国LNG接收能力得到显著的提高。五、 国内陆上LNG生产状况业界普遍认为，河南中原绿能高科在中原油田建设的LNG生产装置为国内规模化商业化生产LNG的第一家。而新疆广汇则是目前国内规模最大的LNG生产企业。近年来，国内还纷纷上马在建一大批LNG生产项目。其概况见表5和表6.表5 ： 中国已投产24家LNG生产工厂情况序号项目名称规模（万m3/d）地点投产时间1河南中原绿能高科15濮阳油田2新疆广汇150鄯
17、善吐哈油田3海南海燃25海口福山油田4中石油西南油气田分公司4四川犍为县5江阴天力燃气5江苏江阴6新奥燃气15广西北海涠洲岛7苏州华峰7江苏苏州8泰安深燃15山东泰安9成都永龙5成都龙泉驿10青海西宁5西宁11山西易高煤层气（一期）30山西易高县12鄂尔多斯星星能源100鄂尔多斯13重庆民生黄水12重庆石柱县黄水镇14中海油珠海50珠海市横琴岛15松原天然气7吉林省松原市16甘肃新连海（一期）10兰州17新奥山西沁水15山西沁水18宁夏清洁能源（一期）30银川19沁水顺泰煤层气（一期）50山西沁水20山西港华煤层气（一期）25山西晋城21哈尔滨深冷18吉林公主岭22重庆民生璧山5重庆璧山200
18、923天津舜天达10天津2010一季度24兰州燃气集团30兰州合计6383)表6 ：中国在建LNG工厂情况序号项目名称规模（万m3/d）地点投产时间1山西顺泰煤层气（二期）100山西沁水20102山西SK50山西沁水20103西安西蓝燃气50陕西靖边20104鄂尔多斯新圣天然气15鄂尔多斯20105内蒙古西部燃气30内蒙古磴口6华油内蒙古LNG30内蒙古磴口7甘肃新连海（二、三期）各15兰州8山东禹城华意30山东禹城9河南安彩高科10河南安阳10华油陕西安塞200陕西安塞县11宁夏清洁能源（二期）30银川201112山西港华煤层气（二期）75山西晋城201113新疆新捷150山东淄博20111
19、4新疆和田25和田201115华油广安LNG100四川广安201116华油广元LNG100四川广元201117华油内蒙古焦炉煤气90内蒙古乌海201118新疆广汇煤制气150哈密淖毛湖201119新疆广汇吉木乃150新疆吉木乃县20宁夏哈纳斯LNG300银川2011下半年21内蒙古元泰20内蒙古磴口2011(注：第17项为年产23.8万吨LNG折换值)合计15353)由此可见，2011年底，我国LNG产能将达 79.3 亿m3。六、 LNG汽车装备产业我国LNG汽车加气站的建设和LNG汽车的推广都离不开相关装备产业的支撑，现将国内相关情况概述如下：1，LNG汽车充装撬装站装装备厂家张家港富瑞特
20、科设备装备有限公司承担过国家863项目移动式LNG撬装加气站研究开发并于2009年成功应用于新疆等地，现已形成年产500套撬装加气站装置的生产能力，为国内该装置产能最大的生产厂家。此外，河南中原绿能高科、成都金科深冷设备有限公司等厂家也在生产销售该装置。2，LNG车载气瓶生产厂家目前国内CNG车载气瓶的生产厂家主要有三家。一是四川（简阳）空分设备（集团）有限责任公司，为我国最早生产低温绝热容器的厂家（上世纪70年代）。2007年6月6日，由该公司承担的“十五”国家科技攻关计划项目LNG汽车超低温气瓶研究开发及产业化通过验收。其LNG车载气瓶的哦规格及技术参数见表7.表 7 ： 川空LNG车用瓶
21、规格一览表公称容积（L）62100175240275375450有效容积（L）5590215245335405工作压力（Mpa）日蒸发率（%）空重（Kg）6488140185195260310外径（mm）405456558558558685690总厂（mm）1020120213581727184016701910二是张家港中集圣达因低温装备公司。其产品规格如表8.表8 ： 圣达因LNG车用瓶规格一览表公称容积（L）45300410有效容积（L）40270369外径（mm）350660660总长（mm）100016002000空重（Kg）55250338总重（Kg）80365490三是张家港富瑞
22、特科设备装备有限公司，生产有公称容积为275L、330L、335L、375L和450L等5种规格的车用瓶。3，LNG运输槽车和集装箱式运输车2003年，河南中原绿能高科与贵州红华科技合作，成功开发出我国首辆LNG运输槽车。新疆广汇公司承担的国家863项目中重型LNG运输车开发于2009年通过验收。目前，国内主要有四川空分、张家港中集圣达因、张家港韩中深冷科技有限公司和石家庄安瑞科气体机械有限公司等4家在生产此类运输车。公称容积规格主要有27 m3和40 m333天然气。一般均采用真空纤维绝热技术对槽车上帝的LNG储罐进行绝热处理。储罐内筒及管道材料均选用OCr18Ni9奥氏体不锈钢板，外筒则用
23、16Mnr低合金钢板。内外筒支撑选用耐低温且绝热性能良好的环氧玻璃钢。4，LNG汽车生产厂家LNG汽车生产厂家主要是中重卡车和大客车制造商。前者包括东风商用、红岩、中国重汽、陕汽等知名厂家。值得一提的陕汽乌海新能源汽车项目于2010年8月16日在内蒙古乌海市奠基，该项目占地1200亩，投资10亿元，设计年产5万辆LNG重卡，2014年建成。2011年将拥有组装2万辆的能力。此外，该公司承担的“十一五”863计划重大项目重型LNG商用车产品开发已顺利通过验收。而LNG大客车制造厂家几乎囊括了我国各大客车生产商，如黄海客车、安凯客车、蜀都客车、恒通客车、宇通客车、亚星客车、金龙客车、上海申龙、深圳
24、五洲龙等。LNG发动机制造厂家则主要集中在潍柴动力、上柴机器和玉柴机器等三大公司。七、 关于LNG汽车方面的技术标准十来年中，我国在参考国外LNG汽车方面的技术标准并结合国内具体实践的基础上，以全国汽车标准化技术委员会为主，组织编写了一批技术标准，对规范LNG汽车的健康发展起到了良好的作用。1.1天然气汽车和液化石油气汽车 标志 GB/T 17676-19991.2天然气汽车和液化石油气汽车 词汇 GB/T 17895-19991.3液化天然气的一般特性 GB/T 19204-20031.4液化天然气（LNG）的生产、储存和装运 GB/T 20368-20061.5液化天然气专用装置安装要求
25、GB/T 20734-20061.6车用天然气单燃料发动机技术条件 QC/T 691-20061.7液化天然气汽车定型试验规程 QC/T 754-20061.8液化天然气（LNG）汽车专用装置技术条件 QC/T 755-20061.9车用燃气喷嘴 QC/T 809-20091.10液化天然气罐式集装箱 JB/T 4780-2002汽车用液化天然气加注装置内蒙古、四川省和福建省均已制定液化天然气（LNG）汽车加气站设计与施工规范的地方标准。前二者已于2010年通过评审，后者已公示征求意见稿。4.1、新疆广汇和张家港富瑞联合编制的企业标准撬装式液化天然气（LNG）汽车加气站技术规范已于2009年9
26、月9日通过中国化工装备协会审查。4.2、新疆广汇液化天然气（LNG）汽车加气站设计与施工企业标准于2009年9月23日通过评审。八、 结束语鉴于LNG作为汽车燃料本身具有很高的洁净性、相当可观的的能源密度、较为丰沛的资源供给条件、以及优于液态燃料的经济性，LNG汽车将会在我国拥有较为广泛的发展前景。其发展地域首先是沿海LNG接收站的周边地区；再就是西部地区如新疆、内蒙、陕西、甘肃、宁夏等拥有LNG生产基地的地区；尤其是管道天然气短期内难以通达的地方。其应用领域首推需具有600公里以上续行能力的中重型卡车。旅游客车也是其有待推广的领域。行驶路线相对固定，续行里程要求不高的城市公交车和出租车，在有
27、管道天然气的城市，LNG难以与经济性更好的压缩天然气（CNG）竞争。至于行驶里程少、且经常停驶的私家车，为安全计，则不宜选择LNG。那种认为LNG汽车将取代CNG汽车的说法是缺乏依据的。二者各有各的适用范围，都应扬长避短，共同发展。但总的来说，我国的LNG汽车无论是其保有量，还是加气站拥有量，在一、二年后必将居世界首位。但必须清醒认识到，在LNG汽车的性能方面，无论是安全性、经济性、还是尾气排放指标，跟国外先进水平相比，还有相当大的提升空间。例如CNG汽车发动机管理系统，其电控系统的核心技术尚未国产化；再如加气站的计量装置也全为进口件。LNG汽车的技术标准体系也尚待完善。但只要我们不断的总结、改进，在不久的将来，我国将不但是天然气汽车（CNG和LNG）大国，而且也是天然气汽车强国。