天然气商用车现状及问题探讨

工作的指导意见（征求意见稿）》和2015年3月，国家发改委下发《国家发展改革委关于理顺非居民用天然气价格的通知》。不仅对整个天然气专用车市场造成了严重打击，对整个产业链也带来了限制。

时至2015年11月，国家发改委公布天然气价格调整方案，下调价格0.70元/m³（调整后的CNG天然气零售价为3.71元/m³，LNG天然气零售价为6.25元/kg），这让处于黑夜中的天然气汽车行业看到了曙光。政策上的不确定性增大了行业发展的难度。

在加气站建设方面，审批难、政府征收高额的土地使用费，也让参与天然气加气站建设的企业热情不高，天然气加气站数量不足制约着天然气汽车行业发展。

天然气商用车发展方向探讨

1.系统降重

对于CNG气瓶，目前国内基本采用玻璃纤维环向缠绕瓶，相比钢瓶能减轻30%的自重，若采用钢内胆碳纤维缠绕气瓶或铝合金内胆全缠绕气瓶，自重会更轻。

目前，CNG气瓶的最大容积可以做到212 L，一般长途运输车辆至少需要8支气瓶，最多可以达到12支气瓶，气瓶越多，固定装置数目越多、自重也会越大，因此，可考虑开发大容积气瓶、减少气瓶数量，使得气瓶固定装置简化，在同等安全性能等级条件要求下，固定装置的自重也能减少。同样，LNG气瓶如果开发出大容积气瓶，即每减少一支瓶体，相关的阀体等成套设备就能得到相应的减少，在成本和自重方面则有很大的下降空间。

在气瓶固定装置设计过程中，还可以考虑使用替代材料和复合材料，如高强度钢、铝合金、复合塑料等比强度高，轻量化的材料。同时运用计算分析软件对结构进行优化提升，减少不必要的自重。

提高燃料密度也是一种可行的方案，从CNG到LNG的整个转变过程中能量的利用率提高了3倍，对于传统CNG车辆可以提高气瓶额定工作压力，研发高压或者超高压气瓶。

目前在此类产品的生产设计过程中为解决高压和深冷的问题使系统设计安全系统过高，成本和自重居高不下。作为一个系统，并不是简单的几个零部件相互叠加，有的部件性能要求高，有的部件只需要满足一般的性能要求即可。因此，可以运用系统工程原理对于整个供给系统进行优化设计。

2.系统降价

柴油车和天然气车的区别主要在于供给系统。与燃油供给系统相比，燃气供给系统的价格还有很大的下降空间，供给系统降成本是天然气车辆发展的另一个需要攻关的方向，这牵扯到系统的优化布置和各个零部件总成的优化和降成本设计。对部分功能叠加的组件可以采用模块化设计，如燃气温控模块和智能点火线圈等，以提高产品的可靠性和低成本。

3.系统自动化、智能化控制

目前系统只是满足各种功能的实现，无法达到精准控制。系统复杂使需要设定的参数多，系统在控制过程中的反馈和修正都比较慢，系统响应时间长，控制也很复杂。系统的精简和自动化控制将成为天然气车辆发展的一个方向。如LNG供给系统可以采用低温泵替代自增压装置，发动机控制单元根据发动机自身的工作条件自动控制低温泵的运行，以便控制系统的供气量。

4.核心技术突破

控制LNG蒸发量是行业内亟需解决的问题，研究控制LNG气瓶的蒸发率对提高产品的经济性和竞争力有着积极的促进作用。在现有工艺技术水平上提高系统额定工作压力和对气瓶蒸发气体进行回收再利用都是有效解决LNG气体蒸发的途径。

系统燃气供应不稳定，一方面由于燃气汽化率随发动机冷却液的温度变化而变化，另一方面因系统缓冲罐匹配不合理。燃气供给系统可以采用低温泵为发动机提供适合发动机需求的压力、流量、温度，实现燃气自动按需供给，消除人为操作和环境变化等引起的误差。

目前天然气发动机大多数都是采用电控单点喷射点火技术（如图6），天然气和空气需要在进气口混合后，将混合气体送入气缸由高压点火线圈点燃。发动机若采用缸内高压直喷技术（如图7），高压直喷喷油器在发动机压缩冲程上止点前喷入少量柴油形成火焰引燃柴油后，将天然气直接以高压喷射到火焰中在气缸内燃烧。发动机的功率和扭矩与柴油机相同，比单点喷射点火式发动机大20%；热效率与柴油机相同，比单点喷射点火式发动机燃气损耗低20%～25%。

5.制定规范

制定统一的产品设计规范、检查认证标准（CNG车已有气瓶和安装方面的国家标准，LNG车的国标尚在立项和制定中，LNG专用装置的国标尚在修订中）和一致性文件，可以促进产品技术状态统一，有效降低日常的维护费用，减少使用环节的产品检查和使用难度。例如：系统设计过程中使用行业内推荐标准件或者行业推荐的产品结构和功能规范。

另外，供给系统应有一套完备和准确的自检功能，逐步替代强制性检查对客户带来的不便。天然气车商业化运行这么多年来，特别是CNG技术已经非常成熟，完全有必要对系统进行梳理和优化，逐步将天然气车辆供给系统从一套需要定检和强制检验的“危险品”发展为常规燃料的供给系统。

6.冷能利用

天然气车辆冷能利用最容易实现的是制冷利用。如图8所示的LNG冷能空调系统，系统通过在燃气供给系统中加设低温冷量提取系统，以提取制冷所需的液态天然气，液态天然气经由蒸发器与外界空气进行热交换，气化吸热后达到制冷的效果，最后通过循I不泵将空调管道内产生的冷气输送到驾驶室内。

LNG冷能空调与传统车用空调相比较，其循环泵替代了压缩机，但减少了冷凝器和干燥罐。无论是结构还是性能方面，都有较大的优势。

7.专用化设计

天然气车辆受当地气源质量和气候I不境影响较大，对于热区、寒区应针对性地分别开发供给系统。对于天然气气源质量较差的区域，供给系统应该增加除水过滤装置。

8.政府应有明确的政策导向和措施

以纯电动、燃料电池为主要燃料的新能源技术，存在价格过高、续驶里程短的现实问题，尚不能支撑重卡的发展。政府应该在国家层面上出台支持政策和具体措施，制定明确的发展目标和发展规划。建议国家加快全国范围内的加气站网络建设，制定补贴鼓励政策；建立科学、合理、清晰的天然气定价机制，并且柴油与天然气之间应保持合理的差价，以确保天然气重卡的燃料经济性。

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