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青島市CNG汽車效益分析

2008-11-05 15:29:37 零排放汽車網-專注新能源汽車,混合動力汽車,電動汽車,節能汽車等新聞資訊 網友評論 0

一、引言

青島市10654平方公里土地,800多萬人口,年工業總產值達到3000多億元,為我國東部沿海重要的經濟中心、港口城市和旅游勝地,是中國環境狀況最好的城市之一,是山東省和沿黃河流域對外開放和經濟發展的龍頭。

青島市經濟發展迅速,汽車保有量每年都以兩位百分數的速度增加,道路結構復雜、容量不足,許多干道堵車現象嚴重,車輛速度低,經常處于加減速和怠速狀態,尾氣排放對環境造成的污染日益凸現,放之任之無疑會影響可持續發展,因此,政府對城市綜合交通進行了近期與遠景規劃;2006年全市環境保護投資達66.46億元;全市大范圍淘汰燃煤鍋爐達2826臺,煙塵控制區覆蓋率達100%;對130余條線路的3600余輛公交車進行抽檢,查處超標公交車1000余輛次,開展公交車“冒黑煙”治理技術研發工作,使市區汽車尾氣綜合達標率為84.59%;并重點立項,實行“青島市清潔汽車行動計劃”;等等。青島市清潔汽車主要是代用燃料汽車,代用燃料有液化石油氣(LPG)、壓縮天然氣CNG),CNG汽車推廣應用是青島市清潔汽車行動的核心。

對青島市CNG汽車的效益調查分析可為今后環境保護及法規制訂提供必要依據[1]。

二、青島市CNG汽車能源替代效益

石油短缺和生態惡化是21世紀人類面臨的主要問題,據研究資料顯示,世界已探明的石油儲量,按現在的消費速度只能支撐43年,而天然氣預計可以開采200年以上。近20年來,世界天然氣需求持續穩定增長,平均增長率保持在2%,未來十年內,全世界天然氣消費增長率將保持3.9%,中國對天然氣需求的增長每年將保持在15%以上,2010年將達到1000億立方米以上。天然氣在世界能源結構中的比重將超過石油。天然氣汽車以低排放、抑制溫室效應和擺脫對石油的依賴這3大特性,正在世界范圍內普及和推廣,截止2006年2月,全世界共有486萬輛天然氣汽車,天然氣汽車是21世紀汽車工業發展的一個重要方向。中國使用壓縮天然氣的汽車到2006年底約有19.486萬輛,主要分布在四川、陜西等西部地區,可以預見,隨著國內其它城市供氣系統和全國范圍內加氣站網絡建設的完善,天然氣汽車必將大力推廣,天然氣企業和天然氣汽車行業的市場空間極為廣闊[24]。

目前青島市能源消費結構極不合理。一次能源消費中,原煤仍舊占有絕對比重,2002年為816.7萬噸, 2006年為1116.34萬噸,平均增長率為8.13%。原油消費2002年為339.3萬噸,2006年為588.91萬噸,平均增長率為14.78%。輸入電力2002年為41.10億千瓦時,2006年為149.06億千瓦時,平均增長率為38.02%。以煤為主的能源結構不僅導致了較高的環境污染,而且在一定程度上妨礙了產業結構的調整。能源消費結構調整趨向于增加電力輸入和使用LPG、CNG等清潔替代能源[5]。

LPG由于隨著油價不斷上漲,用戶越來越少,目前青島市LPG加氣站由2004年的17座變為目前的5座,LPG出租車全市不足300輛,且數目逐漸減少,文中對LPG汽車的效益不予考慮。開展清潔汽車行動后CNG加氣站與CNG清潔汽車迅速增加,目前青島市CNG加氣站3座,在建2座,估計07年底可以建成4座。青島市CNG出租車和公交車天然氣用量多于20000 Nm3/天,總共有CNG車314輛,其中CNG客車308輛,CNG出租車6輛,估計07年底CNG出租車將達到400輛。青島市客車總計4418輛,出租車總計9072輛?蛙嚾加偷奶娲蔬_到7%,出租車燃油替代率07年底可達到4.4%?傊,CNG車輛對青島市能源結構的影響已小有成效,但清潔汽車能源替代率依然偏低。

三、青島市CNG汽車環境效益

汽車對環境的污染有尾氣排放、噪音和電磁輻射等,這里主要考慮前者。汽車排放的主要污染物是CO、HC、NOX、CO2、SO2及PM等。過去學術界不將CO2列為污染物,近幾年來因溫室效應把CO2納入污染之列,最近有報道稱,每輛汽車平均每年生產CO2約5500噸,目前大氣中CO2比100年前增加30%。

截至2007年8月青島市機動車達到1310220輛,其中汽車592738輛、摩托車705932輛、掛車11310輛、其它240輛。青島市汽車尾氣的達標率情況如表1所示,總勢逐年提高,但改進余地仍然很大,大約需要對72551輛機動車進行改造和檢修,將部分機動車改為CNG汽車是一條行之有效的途徑。

表1 青島市汽車尾氣達標率情況統計

年份

2001

2002

2003

2004

2005

2006

達標率/%

82.96

85.61

82.55

84.59

85.67

87.76

天然氣燃燒主要生成物為二氧化碳和水,產生的溫室效應只有煤炭的1/2,是油的2/3。天然氣汽車是一種理想的低污染車,與汽油車相比,它的尾氣排放中CO減少87%,HC減少67%,NOX減少39%,SO2 減少80%,CO2減少23%,微粒排放可減少41%,鉛化物減少100%。具有的缺陷是動力性相比汽油車而言下降20%,供氣體系建設有難度,貯氣瓶占用空間大,攜帶不便[67]。

目前青島市CNG汽車都是由汽油車改造而成,結構與性能的匹配很難最佳。另外,在城市商業區,汽車怠速工況時間一般在16%以上,高的達33%;加減速工況時間一般在50%以上;勻速工況時間約為25%,平均車速在20km/h以下,怠速工況、加減速工況的比例高達75%,而加速及怠速工況的排放是中等勻速工況的2~3倍。所以車輛的平均排放因子較高,抽樣檢測結果示于表2。汽油車HC、CO與NOX的排放因子分別為11.52g?km-1、86.62g?km-1、9.78g?km-1;CNG汽車HC、CO與NOX的排放因子分別為3.61g?km-1、11.10g?km-1、5.80g?km-1。

表2 汽油車與CNG汽車排放因子

排放物

HC/(g?km-1)

CO/(g?km-1)

NOX/(g?km-1)

汽油車

11.52

86.62

9.78

CNG車

3.61

11.10

5.80

通過調查,青島市的公交車(含6輛CNG出租車)每天行駛里程約320km(出租車約為480km),汽油車與CNG車年排放量及比較結果如表3所示,可見,CNG汽車年排放HC減少292.02T,年排放CO減少2769.48T,年排放NOX減少216.66T。再慮及其它排放物的減少,具有不可估量的環境效益。

表3 汽油車與CNG車年排放物總量比較

排放物

HC

CO

NOX

汽油車/[T/(輛.年)]

1.35

10.12

1.14

CNG車/[T/(輛.年)]

0.42

1.30

0.68

單車排放減少[T/(輛.年)]

0.93

8.82

0.69

總排放減少(T/年)

292.02

2769.48

216.66

四、青島市CNG汽車經濟效益及社會效益

經濟效益主要考慮燃氣銷售利潤、CNG車輛燃料節省費用2個部分。青島市沒有自己的天然氣資源,也沒有自己的燃氣母公司,天然氣分別從東營孤島、張店中油、臨淄誠意及藍村和龍口等地購進,致使天然氣成本偏高(如表4所示)。

表4 青島市天然氣成本

氣源地

采購價格/(元.L-1)

往返里程/km

燃料費平攤/元

高速路費平攤/元

駕駛員 補貼/元

總成本/元

東營孤島

1.86

730

0.446

0.275

0.03

2.611

張店中油

2.00

520

0.317

0.195

0.03

2.542

臨淄誠意

2.00

480

0.297

0.179

0.03

2.506

藍村

2.51

105

0.064

0.000

0.006

2.579

龍口

2.20

420

0.247

0.030

0.03

2.510

目前青島市天然氣銷售價為3.45元/Nm3,加氣站每天售氣2.08萬Nm3,年售氣759.2萬Nm3,年總成本1935.96萬元,年利潤為683.28萬元。

汽油機客車改裝為CNG汽車增加的成本約15700元。汽油的價格為4.93元/L(93#),百公里油耗約22L。CNG車百公里氣耗約21Nm3,每天行駛里程約320km。CNG汽車相比汽油車增加的成本在行駛4.36萬公里后可完全回收。

青島CNG汽車具有明顯的社會效益:

(1)優化了青島市的能源消耗結構,利于青島市的可持續發展;

(2)CNG加氣站服務和CNG汽車改裝的從業人員達到27人,估計年底將有較大增加;

(3)汽車排放大幅度降低,環境污染對人身體損害減小,提高了人們的生活質量;

(4)是2008年“科技奧運、綠色奧運”的重要組成部分,提升了青島市的形象,促進了青島市旅游業的發展。

五、總結

青島市CNG汽車目前已實現客車燃油替代率7%,07年底將實現出租車燃油替代率4.4%,改善了青島市能源耗費結構。CNG汽車相比原汽油車年排放HC、、CO及NOX等明顯減少,降低了汽車尾氣排放對大氣環境的污染。雖然青島市CNG成本較高,售價較高(是重慶等城市的2倍),加氣站運行效益及汽車燃料費用的減少仍相當可觀。CNG汽車在青島市形象提升、人員就業等方面也具有重要社會效益。青島市CNG汽車及加氣站的數量太少、氣源的成本太高限定了其效益規模,這是今后要解決的主要問題。

參考文獻

[1] 王豐元,解維亮,孫剛,宋年秀.青島市城市交通需求管理策略研究[J].青島建筑工程學院學報,2005,26(2):67-70,77.

[2] 翟殿清,蔣再潔,許鐵磊. 不同類型機動車排放污染物對空氣污染情況分析[J].天津科技,2007,34(1): 44-46

[3] 郭淑霞,于雷,宋國華.重型柴油車實測排放因子和MOBILE6預測值的對比分析[J]. 安全與環境工程,2007,14(2):17-21.

[4] 畢曄,葛蘊珊,韓秀坤. 基于MOBILE6.2的北京市出租車排放污染物分析[J]. 安全與環境學報,2007,7(2):61-64.

[5] 鄧玉勇,王小瑞.青島可持續發展的能源戰略與政策[J]. 青島科技大學學報,2005,21(3):25-28.

[6] 劉成倫,杜嫻. 重慶市機動車尾氣對大氣環境的影響分析及減緩措施環境污染與防治[J]. 2005,27(7):523-526.

[7] 宋翔宇,謝紹東. 中國機動車排放清單的建立[J]. 環境科學, 2006,27(6):1041-1045.

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作者:0car0.com 來源:chinaev

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