港口使用LNG天然氣集卡前景分析及展望

  一、前言

  環(huán)境和能源問題是近一個世紀以來人類關心的重要問題。隨著世界經濟的飛速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，汽車擁有量急劇增加，汽車作為主要運輸交通工具，消耗全球近40％的石油資源，排放出大量的有害氣體。近年來，我國集裝箱業(yè)務發(fā)展迅速，規(guī)模龐大，港口集裝箱年吞吐量已超過1億標箱，集裝箱主要運輸工具一集卡保有量也達15萬輛以上。這些車輛幾乎全部以柴油為動力源，由于功率大，消耗的柴油和產生的尾氣更是驚人。

    據(jù)測算，每臺集卡年消耗柴油30噸以上，全國集卡一年就要消耗柴油450萬噸，l輛集卡的排放量比l輛小汽車大10倍以上，大量的尾氣排放對環(huán)境造成了嚴重的污染。為保護大氣環(huán)境和解決能源安全問題，我國一直致力于調整能源結構，減少對石油能源的依賴，大力發(fā)展清潔能源汽車。在新能源汽車中，LNG汽車由于燃料儲藏豐富，燃燒排放性能好，運行成本低、技術相對成熟、安全可靠，被公認為較為理想的替代燃料汽車。

    1．LNG天然氣汽車優(yōu)點

    天然氣是一種潔凈的能源，燃燒后產生的主要成份為二氧化碳和水。LNG天然氣汽車有以下方面的優(yōu)點：

    (1)有豐富的自然資源

    根有關資料統(tǒng)計，目前世界已探明的石油儲量，按現(xiàn)在的消耗速度，還能支撐40年左右，而已探明的天然氣儲量預計可開采達70年，預計21世紀天然氣的使用比重將超過石油成為********能源。我國也有豐富的天然氣資源，近幾年天然氣越來越成為一種重要的能源，在國民經濟中發(fā)揮作用。

    (2)有利于環(huán)境保護

    天然氣汽車以天然氣作為燃料，是一種理想的低污染汽車。天然氣汽車的排放污染大大低于以汽油、柴油為燃料的汽車，尾氣中不含硫化物和鉛，二氧化碳降低20％，一氧化碳降低90％，碳氫化合物降低70％，氮氧化合物降低70％，微粒排放可降90％以上。天然氣汽車對環(huán)境造成的污染遠遠小于汽油車和柴油車，許多國家已將發(fā)展天然氣汽車作為一種減輕大氣污染的重要手段。

    (3)較好的經濟性

    按熱值來計算，1．1立方的天然氣與1升的柴油或汽油相當，目前國內氣源產地如四川、內蒙等地1立方氣折合價格只是汽、柴油的一半，其他地區(qū)由于供給等原因也要省30％以上，經濟效益相當可觀。

    根據(jù)有關專家分析，天然氣發(fā)動機冷啟動性好，運行更平穩(wěn)，發(fā)動機磨耗更低，壽命更長，維護成本比汽柴油低。

    2．LNG天然氣汽車推廣應用面臨的問題

    表1  各類燃料汽車尾氣排放比較表

    LNG天然氣汽車有很多優(yōu)勢，但由于歷史發(fā)展的原因，LNG天然氣汽車推廣應用面臨以下幾個問題：

    (1)供氣體系建設有難度

    天然氣汽車在國內大城市推廣應用，必須建立相應的加氣站，這涉及到城市建設規(guī)劃、環(huán)境安全等諸多因素，而且建一個加氣站的費用相當高，需500—1000萬元人民幣，甚至更多，在沒有確保經濟效益之前，供氣廠家一般不會大規(guī)模的建天然氣站。目前條件下天然氣汽車更適合短途作業(yè)，如公交公司等。這個問題在一定程度上已經成為一些地區(qū)發(fā)展天然氣汽車的障礙。

    (2)汽車用戶的初始投資較大

    天然氣汽車的一些部件如貯氣瓶、安全閥等，要求嚴格，成本較高。此外，尚未形成規(guī)模效益，使得它們的造價下降受限。另外，由于天然氣發(fā)動機采用了特別的控制系統(tǒng)，以及汽化輔助系統(tǒng)，發(fā)動機價格相對柴油機更高。

    天然氣汽車發(fā)展有70多年的歷史，國外早在40年代初就開始天然氣汽車的技術開發(fā)。

    近幾年，隨著技術進步，天然氣發(fā)動機電子控制技術和機械制造技術日臻成熟，天然氣汽車續(xù)駛里程由最初的幾十公里提高到現(xiàn)在的幾百公里以上。

    目前全世界約有六七十個國家在進行天然氣汽車的研究使用，天然氣汽車保有量己超過650萬輛，主要分布意大利、新西蘭、阿根廷、美國、日本等國家。

    我國已有多個省市推廣天然氣汽車，天然氣汽車達30萬輛以上，各種天然氣加氣站700多座。我國天然氣汽車和加氣站主要集中在四川、新疆、陜西、甘肅等省，以及北京、上海、重慶等城市的公交使用。

    目前，世界上天然氣汽車主要以CNG汽車為主，但CNG以壓縮氣方式存貯在儲氣瓶中供汽車使用，儲氣量少，續(xù)駛里程較短，應用范圍受到限制。另外儲氣瓶以高壓存在，安全風險較大，而LNG以低溫液態(tài)方式存貯，儲氣量大，行駛里程可達400-800公里，更適合長途運輸。隨著低溫設備技術的不斷完善， LNG將有更廣的前景，從國內外的趨勢看，各國的天然氣汽車的研制重心已經由CNG汽車轉向LNG汽車。

  四、港口碼頭使用LNG天然氣集卡的有利因素分析

    集裝箱港口碼頭由于作業(yè)需要都配集裝箱卡車，根據(jù)生產規(guī)模的不同，每個港口所擁有的集卡從百輛到千輛不等。但由于特殊的作業(yè)環(huán)境，這些集卡的運程較短，非常適合LNG天然氣集卡作業(yè)。

    在港口推廣LNG天然氣集卡有以下有利因素：

    1．在港口推廣LNG天然氣集卡有以下有利因素

    (1)港口集卡的作業(yè)運程適合LNG車輛使用

    港口碼頭的集卡主要以短駁作業(yè)為主，每輛集卡一天平均工作時間15小時，行程200公里左右，而現(xiàn)在國內開發(fā)的低速LNG集卡能連續(xù)作業(yè)40工作小時或連續(xù)行駛450公里，基本上與低速柴油發(fā)動機車輛持平，高速LNG集卡能連續(xù)行駛400-800公里以上，港口完全有條件使用天然氣集卡。

    (2)國內外LNG天然氣集卡技術基本成熟，能滿足港口生產需要

    經過近幾年的技術研究開發(fā)，國內LNG發(fā)動機和汽車的技術已基本成熟。如玉柴、上柴、維柴等國內著名的發(fā)動機生產廠家，已成功開發(fā)生產出一系列 LNG發(fā)動機，能滿足不同的需要，在公交車、重型貨車領域有相當廣泛的使用。國外也有許多著名的發(fā)動機廠生產開發(fā)出性能質量優(yōu)異的LNG發(fā)動機，并得到廣泛應用。目前國內許多著名重型汽車已生產出針對港口作業(yè)需求的低速LNG集卡，以及使用于公路的高速LNG集卡。低速LNG集卡已經在國內某港口進行了試用，高速車大多在新疆使用，從了解到的情況來看，普遍反應良好。

    所以在港口推廣LNG集卡，只要選好合適的車輛，技術上不是問題。

    (3)LNG氣站技術成熟，建站靈活，車輛加氣方便，完全適合港口要求

    LNG天然氣由于其以超低溫液態(tài)貯存，所以氣站建設也比較靈活。目前一般LNG氣站有常規(guī)站和可移式成套組裝站(一般為撬裝LNG加氣站)兩種，撬裝 LNG加氣站占地面積約為800平米／座，儲氣罐為50立方米(也有30立方的)，供氣能力為1萬立方／日，能滿足100輛集卡日常加氣需要，投資總金額為約400萬。常規(guī)站占地面積約為2000平方米／座，供氣能力為3萬立方／日，能滿足300輛集卡車日常加油需要，投資總金額約為,1200萬。港口可根據(jù)LNG車輛數(shù)量靈活建站和擴大規(guī)模，氣站的設備不復雜，管理也不難，對車輛的充氣也很方便，一般一輛集卡充氣不超過5分鐘。

  (4)有可觀的經濟性

  目前，LNG天然氣集卡與柴油發(fā)動機集卡相比，價格大約貴6至8萬元。按港口平均每臺集卡每年消耗25噸柴油，天然氣比柴油保守便宜20％，柴油按時價6300元／噸計算，使用一輛LNG天然氣集卡比使用同樣功率的柴油集卡每年可節(jié)約燃料費用25×6300×20％=3．15萬元，基本上3年可收回購車成本。如果某港口有150輛LNG天然氣集卡投入運行，每年節(jié)約燃料費用近450萬元，以后隨著LNG技術的發(fā)展，LNG發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的國產化，以及LNG儲氣瓶及附件的批量化，車輛成本會更低，經濟效益更加顯著。

  (5)環(huán)保效果顯著

  從了解的情況來看，國內大部分港口已經或正在把龍門吊從原來的燒油改為用電，對港口環(huán)境改善起到了很好的作用。如果港口全部采用LNG天然氣集卡，可以木大減少各種有害氣體的排放，將為打造綠色環(huán)保港口作出重要的貢獻。

  2．推廣使用LNG集卡面臨的問題

  當然LNG汽車起步時間不長，在推廣使用LNG集

卡也要面臨一些問題：

    (1)使用管理問題

    由于LNG天然氣集卡不同于傳統(tǒng)的柴油集卡，起步較晚，在使用過程中一定會存在一些問題，如LNG集卡停機不用時，氣瓶的氣會以每天3％左右的速度自動排掉；在使用過程中會出現(xiàn)氣瓶內的存氣與實際不符一所謂的虛氣量問題，以及供氣系統(tǒng)附件如閥、管子等質量不穩(wěn)，容易損壞等問題。所以在使用、修理、保養(yǎng)等方面一定要轉變觀念，加強管理。

    (2)與氣源供應商的合作問題

    由于目前國內氣源接收站不是很普及，供氣不象柴油、汽油一樣方便，所以港口在推廣LNG集卡時一定要做好與氣供應商的合作，做到雙方共贏。

  五、結束語

  港口使用LNG天然氣集卡的條件已經成熟，我公司已著手推廣使用LNG集卡，并與中石油旗下的浙江新捷中油天然氣利用有限公司合作建造LNG氣站，相信隨著使用經驗和技術的不斷積累，使用LNG天然氣集卡一定會象使用柴油集卡一樣普遍和得心應手。當然，如果LNG集卡的推廣使用能得到政府的大力支持，那它的前景一定更寬廣和美好。