三分钟了解车用CNG和LNG各维度的详细对比

天然气被压缩到200年MPa高压天然气称为压缩天然气（CNG），CNG储存在高压钢瓶中，汽车被称为燃料CNG汽车；天然气经过超低温深冷至-162℃形成的液态天然气称为液化天然气（LNG），LNG储存在低温储罐中，汽车被称为燃料LNG汽车。加工天然气CNG、LNG不同的过程和不同的存在形式CNG、LNG加注、储存和供应系统带来了一定的差异，但最终天然气通过调压阀调压到0.15MPa燃烧汽车发动机。
1.技术成熟度比较
1.1 CNG利用历史长
1988年，中国建成了第一个CNG截至2006年底，我国已建成730多个天然气汽车加气站，改装CNG近20万辆汽车。随着合肥、南京、武汉、长沙等多条国家天然气管道的铺设，西气东输、川气东输CNG汽车正在大规模发展，CNG加气站和CNG环保车在全国爆发式增长。而第 0.15MPa 0.15MPa 20MPa 0.45MPa CNG钢瓶组 调压阀组减压 LNG储罐 气化器 （LNG变CNG一个LNG汽车加气站于2002年12月在北京建成。经过两年的发展，目前在全国范围内LNG汽车不到700辆，仍处于试验阶段。
1.2建站模式
CNG汽车加气站主要有两种形式:标准站和子母站。标准站建在城市中高压管网一端，操作方便；CNG子站建在离母站几十公里范围内，气源有保障，可灵活布站。
LNG建站类似于CNG以子母站的形式，LNG加气站一般远离母站LNG液化厂，LNG目前，液体罐车只能从数千公里外通过气源LNG液化厂公路运输LNG加气站为汽车加气，导致气源安全保障极差。
1.3建站设备
CNG压缩机、自动售气机、储气瓶等相关设备本地化，达到国际先进水平，完全满足行业需求。LNG低温设备制造商较少，技术不成熟，LNG国外需要引进低温泵、阀门、自动售气机等。
1.4建站用地
CNG加气工艺比LNG复杂，生产设备多，占地面积大，一般LNG加气站用地约1000~15000m2,而CNG加气站用地面积约1000~3000m2。
1.5建站投资
CNG加气站工艺较多LNG复杂，设备多。初步估计。CNG加气标准站投资约600万元/座，LNG加气站投资约500万元/座(考虑进口设备成熟)。如果考虑土地价格，CNG建站投资更高。
1.6气源运输
LNG新疆广汇工厂建在偏远气田附近LNG为例，LNG工厂离江约4000公里，只能通过公路运输。LNG例如，气源运输有以下缺点：
1)运输里程长，运输时间三天三夜，气源连续保障差；
2)地域跨越大，气候复杂，特别是夏季暴雨和冬季雨雪天气可能导致交通中断；
3)司机长时间行驶容易疲劳， LNG车辆长途运输长途运输事故；
4)运输槽车每车运输量仅为2.天然气5万立方米，不适用于天然气日需求量大的加气站行业；
5)数千公里的道路使运输成本高昂。
因此，远距离运输槽车LNG气源，导致运费高，气源保障极差，极有可能导致用户用气中断。CNG标准站可建在城市中、高压天然气管道区现当地取气，具有方便、安全、气源充足的特点。CNG母站一般建在郊区，可以通过槽车快速运输到子站约几十公里。
1.7储气系统
LNG储存在中压低温钢瓶中，CNG高压常温钢瓶的储存方式如下：
1）LNG单位体积能量密度大。相同体积LNG车用储罐装载的天然气是CNG储气瓶的3倍左右，所以LNG汽车能满足长途行驶的需要。
2）加注相同体积的LNG时间仅为CNG不到两分之一。

3）LNG储存压力为1.6MPa，CNG储存压力大于LNG，达到20MPa。LNG优于液体储存CNG气态储存，但目前CNG汽车发展已经相当成熟，CNG储气系统完全可以满足城市驾驶车辆的需求。公交车更大消耗52立方米，更大日行驶300公里，日消耗162立方米。低温270升(158公斤)LNG钢瓶或6个130升CNG钢瓶组(6个缠绕瓶重552公斤，6个普通钢瓶重996公斤)能满足一天的驾驶需要，CNG钢瓶组要比LNG钢瓶重400~850公斤。
LNG液体储存也有不利影响。LNG在长期储运过程中，液体会分层（组分密度不同）或漏热，产生蒸发气体。目前，由于城市民用管网无法回收或再液化经济性差，采取了直接排空到大气的措施，造成公交车气量浪费，气耗增加。
1.8储气瓶检查
LNG钢瓶和CNG钢瓶都是压力容器，需要定期检查。按10年内检查3次，每个钢瓶检查费100元计算，CNG考虑安装6个钢瓶，LNG考虑安装钢瓶，CNG汽车比LNG汽车每年增加钢瓶检验费150元。
1.9 加气时间

CNG加注时间长，公交车满10分钟左右；而且LNG公共汽车大约需要4分钟。如果汽车加气时间比较集中，往往会出现排队等候的现象。通过增加汽车储气瓶受气管的通径、增加自动售气机的数量、在夜班设置专人加气等气等方式来解决。
2.安全比较
CNG、LNG均为中高压、易燃易爆危险品，LNG存储压力达到1.6MPa，造成的伤害也是致命的。只有按照标准设计车站、生产、储存、运输和使用的每个环节，才能保证整个系统的安全。
2.1 CNG保证相关技术的标准化和安全
CNG汽车使用的配件要求很高，国家针对CNG汽车颁布系列强制性技术标准，如：《SY0092-98汽车压缩天然气加气站设计规范《GB 18047-2000 车辆压缩天然气《GBT19240-2003压缩天然气汽车专用装置安装要求《GB 17258-1998汽车压缩天然气瓶《GB/T 19533-2004 定期检查和评估汽车压缩天然气瓶，《SY/T6499-2000泄压装置检测等，涵盖加气站设计、储气瓶生产、改装部件制造、安装调试等环节。设计上考虑了严密的安全保障措施。在设计中考虑了严格的安全措施。对于高压系统使用的零件，安全系数为1.5~4以上，安全阀安装在减压调节器和储气瓶上，控制系统中安装紧急断气装置，确保安全装置在超压或气体泄漏时紧急切断，确保安全。
储气瓶出厂前应进行特殊检查。气瓶定期检查后，需充气进行火灾、爆炸、坠落、枪击等试验，合格后方可出厂使用。事实证明，几十年来，压缩天然气汽车在中外发展中非常安全可靠。
2.2 LNG相关技术正在逐步实施标准化
LNG国内正积极准备建立高压、低温、易燃危险品LNG建站、加注等标准，确保系统安全。

虽然CNG压力高达20MPa，比LNG高，但车用CNG只要遵守标准设计施工，按照制度操作，就形成了完整的技术标准和规范，CNG汽车安全完全有保障。 终上分析，CNG汽车领域的相关利用技术应该成熟LNG，推广国内应用比例LNG普及。但LNG储存优势相当明显：LNG加气站占地面积小，投资较省；盛装公交车辆一天行驶所需燃料，LNG储罐更小更轻；LNG加注较CNG快捷。因此，在技术和安全方面，CNG或LNG可满足城市公交系统车辆的需求，选择浙江省公交系统CNG或者LNG燃料应根据我省气源和两种燃料的经济性进行比较。

3、气源比较
3.1 LNG气源极其有限
国内自建LNG项目有日处理15万立方米天然气的河南中原油田LNG项目；日处理150万立方米天然气的新疆广汇吐哈油田LNG项目，主供华中、华南市场；日处理15万立方米天然气的海南福山油田LNG项目，主供海南省内市场；日处理15万立方米天然气的广西北海LNG项目，供北海、桂林、贵港等地城市燃气。国家发改委于2007年8月30日出台了《天然气利用政策》，禁止以大、中型气田所产天然气为原料建设LNG项目，国内自产LNG气源受到了严格的限制。
国外引进方面仅广东与澳大利亚于02年签订了较低价格的LNG供应协议，06年开始正式引进供应广东市场。近期来，国际LNG价格大幅上涨，目前国内众多进口LNG项目包括浙江项目因价格等原因，项目已搁浅。
可见，国家禁止了新建LNG项目，自产LNG气源极其有限，国际LNG价格一路走高，进口LNG项目又遥遥无期。现目前严重匮缺的LNG气源，从源头上制约了LNG汽车难以规模发展。
3.2 CNG气源充足，保障供应
2006年，全国累计探明天然气可采储量为3.84万亿立方米，剩余天然气可采储量约为3.09万亿立方米，全年天然气工业产量为585.53亿立方米。根据国家的规划，到2010年，我国的天然气骨干管网将由现在的2.8万公里发展到4.4万公里，基本形成覆盖全国的骨干管网格局，达到西气东输、川气东送、北气南下、海气登陆、就近供应的天然气供应目标。
结合国家的骨干输气管网，我省将建成杭湖线、杭甬线、杭嘉线、甬台温线、杭金衢线等省级主干管网，接纳西气、东海气、川气、西气东输二线等多种气源，预计2010年我省将形成四气一环网的有利用气格局。杭州建成省天然气主干管网的枢纽中心，四种气源在此可以相互调配，可有效的保证气量供应和气源安全。预计2010年浙江省可利用天然气资源为40亿立方米，2020年可利用天然气资源为124亿立方米。
《天然气利用政策》，将车用天然气列为城市燃气性质，属于优先类用户，故CNG气源可获得政策上的优先支持。
4、价格比较
天然气气源价格上涨时，对LNG和CNG价格影响是一致的，故以当前数据进行价格比较的结果同样适合将来。
4.1 LNG价格
LNG价格昂贵，一是LNG生产成本非常高，天然气通过深度冷却到－162℃时，液化为液体（LNG），此深冷过程要比生产相当规模的CNG能耗高一倍左右。二是国内LNG液化工厂偏远，一般采取陆地长途运输，而CNG采用的是管道运输过来的天然气，LNG的运输价格远高于CNG。三是国际LNG一般随国际原油价格波动，原油价格长期看涨，势必推升LNG到岸价格，近期国际LNG有大幅度的攀升，这也是导致国内几大LNG接收站项目推延的主要原因。就浙江现实来看，今年11月份新疆LNG到浙江价格为5652元/吨，每吨约1400立方计，折合每方价格4.03元，加上LNG加气站经营成本，预测车辆最终得到的LNG燃料价格为4.5元/立方米左右。
4.2 CNG价格
目前我省利用的管道天然气为西气、东气以及正在实施的川气，管道天然气输到浙江每立方价格不到2.2元，即使CNG加气站投资大、经营成本高，预测车辆最终得到的CNG燃料价格也仅为3.7元/立方米左右。
4.3 CNG相比LNG给公交车增加的运行成本
1）设置专人加气增加的费用：为避免公交车加气时间长、加气排队给司机增加的额外负担，晚班设专人为公交车辆集中加气。以杭州公交车为例，按百公里耗气52立方米、日均行驶220km，年行驶360天计算，年耗气量＝52×2.2×360＝41184Nm3。加注114.4立方米天然气，CNG汽车按10分钟，LNG汽车按4分钟考虑（计算中按0分钟考虑）。
每个CNG加气站考虑为130辆公交车加气设计，建设6台双枪加气机计12支加气枪。则加注130辆CNG公交车比LNG公交车增加的工时＝130×（10－0）÷60＝22小时。按每小时30元支付工资，需要660元。由此计算专人加气给每方气增加的成本＝660÷（52×2.2×130）＝0.044元。
2）储气瓶检验费：CNG汽车比LNG汽车每车每年增加钢瓶检验费用150元。由此计算出钢瓶年检给每方气增加的成本＝150÷41184＝0.004元。 CNG汽车比LNG汽车日常运行成本高出不到5分钱，相比之下，CNG做汽车燃料经济性大大优于LNG。

经过上述对比分析，CNG汽车与汽油、柴油和LPG汽车相比，无论从环保性、经济性还是安全性来讲，都具有无可替代的优越性，从技术成熟度来讲也比LNG汽车可行。尽管LNG储存优势相当明显，车辆加气较CNG快捷，但受制于气源及价格，目前还不适宜推广。所以在杭州推广应用CNG汽车是必要的和急迫的。结合我省天然气利用规划（即近期利用西气东输、东海天然气、川气东输、西气东输二线管道气源，远期引进国外LNG气源），推荐杭州发展天然气汽车产业的技术路线为：发展初期采用CNG－汽油双燃料汽车改装技术以启动天然气汽车市场，逐步建设加气站体系，改装车型以汽油公交车和出租车为主。发展中期，以直接引进CNG单一天然气汽车为主。远期，随着LNG气源的引进和LNG技术成熟，实现CNG汽车和LNG汽车共同发展。

重庆融能机电设备股份有限公司是一家集研发、生产、成套、销售、安装、维护等为一体的综合性高新技术企业，“专精特新企业”，重庆首批国家知识产权贯标企业。主要提供CNG加气站成套设备、 LNG加气站成套设备、 高压空压站成套设备、 加氢站成套设备、 石油化工压缩机成套设备、 PET吹瓶空压站成套设备、 热交换系统成套设备、 等服务。

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