燃气汽车的历史演变
在全球范围内,压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)作为汽车燃料已经使用了70多年。最早的CNG加气站是意大利人在1931年建成的,随后世界上很多国家开始探索燃气汽车的技术。国外使用CNG和LPG作为汽车燃料已有很长的历史。1973第一次石油危机后,各国都给予了足够的重视。
20世纪80年代以来,随着人们对环境污染的日益重视,CNG和LPG作为“清洁燃料”在世界范围内被大力提倡,并大力进行研发,在技术上取得了巨大成功。CNG和LPG汽车发展较好的国家和地区有美国、加拿大、意大利、荷兰、澳大利亚、新西兰、韩国、日本、独联体国家等。CNG和LPG汽车的总保有量达到10多万辆,到2000年达到2000多万辆。为适应汽车能源改革的大趋势,世界各汽车制造商都投入了天然气汽车的开发。如美国通用、福特、克莱斯勒。从1994年开始,德国宝马公司投产年产2000辆天然气汽车。三大汽车公司组成“天然气汽车技术联合体”,1998天然气汽车成本减半。在意大利、美国、荷兰、澳大利亚、法国、日本、新加坡、新西兰、印度尼西亚等十多个国家行驶了500多万辆天然气汽车,其中近400万辆为液化石油气汽车。据悉,这种车在美国的年增长率为13.46%。推动天然气汽车应用的主要力量是世界各国政府把天然气和液化石油气汽车的应用和推广作为战略性能源措施,并使之成为国家政策,通过制定法律法规来强制执行。同时,制定了各种优惠和补贴措施鼓励他们。在政策法规和优惠措施的支持下,许多国家都制定了发展规划。例如,在美国,20世纪初,2000万辆汽车使用天然气和液化石油气。俄罗斯计划到2005年将18%的汽车和40%的公共汽车转换成天然气。中国发展燃气汽车的标志是1988在四川南充建立了第一个加气站。中国已经建成了730多个加油站,改造了近30万辆汽车。从1995开始,中国作为政府行为推动,驱动力逐年增强,对多年来从事天然气和液化石油气汽车研发制造的企业是极大的鼓舞。很多有识之士也被投入到应用推广的行列,各大城市都在部署和行动。从各种报纸的报道可以看出,以气代油是现实可行的。
在我国天然气汽车的发展中,政府各部门通力合作,保证政策的连续性和一致性。为缓解日益严重的环境污染与快速发展的汽车工业之间的矛盾,1991999年2月7日,科技部、原国家环保总局联合发布《关于实施“空气化工清洁汽车行动”的若干意见》,决定汽车保有量占10%,总里程占40%-50%。
CNG汽车在中国广泛使用,可以分别燃用压缩天然气或汽油。未来CNG汽车将得到广泛应用,比传统石油更环保、更节能、更经济。全国CNG汽车近3000辆,已建成31加气站。我国LPG汽车的发展是在90年代以后。因为比CNG更容易储存和运输,所以发展势头更好,已经超越了CNG汽车的发展。从中国的趋势来看,LPG汽车在短期内将会有很大的发展。2000年一些大城市的出租车车队和公交车占一定比例,到2010将大力推广。据估计,中国的液化石油气汽车总数将达到几十万辆。CNG汽车的普及会滞后于LPG汽车,但会在一些资源优势明显的城市和地区逐步发展。到2010年,中国CNG和LPG汽车将占汽车保有量的2%~3%,其中80%将是在城市行驶的轿车和乘用车。
从“清洁汽车行动”到“十一五”国家863计划节能与新能源汽车重大项目,国家科技计划先后投入近2.5亿专项资金支持以天然气汽车为代表的替代燃料汽车技术研究和示范评估,带动了相关科研投入,加速了科技资源集聚,实现了天然气汽车关键技术的重大突破。基于自主创新的科技支撑为我国天然气汽车的可持续发展提供了强大动力。
一是组织实施了一批替代燃料汽车动力总成和整车的产学研自主创新项目,如单燃料CNG汽车开发、重型LNG商用车产品开发、重型卡车专用CNG发动机产品开发、缸内直喷LNG发动机产品开发、符合国四标准的二甲醚发动机产品开发等。设计开发流程日益规范,关键技术取得突破。天然气发动机发展由单纯的燃料替代向正向开发技术转变,掌握了增压中冷、稀薄燃烧等一批关键技术,天然气发动机技术水平全面提升。二是组织实施了“LNG/LCNG汽车加气站专用设备研发及产业化”、“移动式LNG撬装加气站研发”、“CNG储气井检测技术及系统研发”、“替代燃料汽车专用设备关键技术研发”等一批产学研相结合的替代燃料汽车关键配件及加注基础设施自主创新项目。掌握了天然气和液化石油气钢瓶、发动机ECU、喷嘴、高精度减压器等各种关键零部件和大排量天然气主站压缩机等重大装备的开发制造技术,产品性能接近国际先进水平。三是组织实施了“燃气汽车动力系统技术平台与整车开发”、“生物柴油组分与整车匹配技术研发”、“车用生物柴油测试与评价技术研发”、“氢天然气发动机开发”、“甲醇灵活燃料汽车开发”等一批能力建设科技项目。一批以整车和发动机骨干企业为核心、科研院所和高校积极合作的R&D团队,形成了强大的产品开发能力,并已开始承担。