浅析气体燃料汽车的经济性与环保性

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前言

随着中国经济的发展，机动车的数量逐年增加。1999年，中国汽车年产量1.85xlO6辆，同年汽车保有量达到1.575x 107辆。汽车在带给人们生活便利的同时，也产生了诸多不良后果，如严重的尾气排放污染。北京、上海等大城市汽车运输业尾气排放造成的污染已占大气污染的80%，其中占汽车保有量10%、总运行里程40%~50%的公共汽车和出租汽车更是流动的污染大户。如何净化空气，改善生活条件成为民众普遍关心的话题。同时，汽油、柴油价格的攀升使汽车（尤其是出租汽车）的运行成本大幅度提高，促使不少城市把降低运行成本和减少排污的希望寄托在燃油汽车改装装置上（主要是双燃料车）。在用车改装液化石油气燃气装置后的环保效果真如人们预想吗是否存在认识上的误区呢，本文将燃油汽车改装燃气装置后的经济性与环保性作一对比分析。

　　1燃油

汽车改装燃气装置后的经济性车辆运行的经济性是汽车发展的两大课题之一。汽车运行的经济性主要是指汽车的燃料费用、使用寿命和汽车的维修费用。而改装车的经济性则主要体现在改装费用和燃料的价格（综合为每100km燃料价格），同时还与不同燃料车的税费情况有关，这是汽车经济性的主要决定因素。1.1LPG与汽油的燃料经济性比较就中国目前的条件，综合一些试验资料，以桑塔纳出租车为例（每辆车营运天数330d/a，300km/d），则燃料经济性计算结果见表1.表1 LPG与汽油的燃料经济性对比燃料目前市场零售价燃料消耗/llOOknT1燃料消耗费用/元lOOkm- 1节约燃料费/元lOOknT1元/t元/L 90号无铅汽油注：90号无铅汽油密度按740kg/m3计，LPG密度按540kg/m3计。

　　1.2燃油汽车改装燃气装置的费用目前，中国桑塔纳等化油器式发动机汽车改装燃气装置的方案主要有3种：汽车只改装为LPG燃料装置，保存原化油器，费用约3000元/辆；汽车改装LPG燃料装置加电控式化油器（包括补气阀、氧传感器、电子控制单元等），费用约汽车改装LPG燃料装置和电控式化油器，并加装三元催化转化器，费用5000~6000元/辆。其中三元催化转化器使用寿命约1.6xltfkm，其配件进口价为1000元/只，国内价为400~500元/只。

　　1.3经济性分析在用燃油汽车改装LPG燃料装置和电控式化油器，基本上可在1~2年左右收回投资；若同时加装三元催化转化器，则每年要更换三元催化转化器配件，则回收投资年限较长，需3年左右。所以从投资角度看，还是有较高经济效益的。但近年来中国液化气市场一直供不应求，90年代以来，中国液化气石化学校石油储运教研室教师，主要从事石油商品应用的教学工作。

　　的净进口量以每年53%的速度增长，同时国内符合汽车用液化气的产量很少，这样汽车用液化气在很大程度上依赖于进口。当国际市场上LPG价格波动时，如何保证中国LPG市场的稳定和货源的充足尚需探讨。另外，由于燃气汽车商未形成规模，LPG加气站数量远少于加油站，在一定程序上影响了燃气汽车的运营经济性。

　　2燃油汽车改装燃气装置后的环保性2.1汽车的排放污染源汽车的排气污染源主要有3方面：汽车排气管排气：污染物主要是CO（―氧化碳）、HC（碳氢化合物）、NOx（氮氧化物）、悬浮颗粒等；曲轴箱排气：主要是燃烧室的窜气污染，含有未氧化或部分氧化的燃油气体和NOx等；油蒸气：主要是化油器的蒸发油气，即燃油气体。不包括加油站蒸发的油蒸气。

　　上述气体对人体健康产生很大的危害。

　　2.2减少汽车排放污染物的措施为减少汽车排放污染物对大气的污染，国家技术监督局颁布了新的汽车排放标准，并要求从2000年1月1日起执行，中国轻负荷汽车排放标准全国：20M.7.I开始北京市：20（M.1.1开始上海市：未规定为达到此标准，国内近2年来采用了以下几种措施：改进汽车设计。生产新型的电喷发动机，并加装三元催化转化器。实践证明，采用电喷发动机和三元催化转化器装置的汽车，其污染物（HC、CO、NQx）排放比化油器型汽车降低95%以上，且节约燃料2.5%采用无铅清洁汽油。实践证明，无铅清洁汽油能明显减少汽车发动机排放的污染。据报道，使用无铅清洁汽油后，电喷汽车百公里油耗平均下降7%，C0排放平均下降57.8%，HC排放平均下降40.3%.而化油器汽车百公里耗油下降5.2%，CO排放下降20.2~32.5%，HC排放减少22.9~43.8%.若采用相当于世界燃油n类标准的新标准无铅清洁汽油（2003.1.1日起向全国推广，其中烯烃含量由50%下降到35%或20%，四乙基铅含量由0.013g/L下降到0.005g/L），则尾气污染减少的效果将更加明显；③改燃油装置为燃气装置。与国外相比，中国燃气汽车发展处于起步阶段，无论是技术水平还是配套条件，与国外相比都有相当大的差距。由于燃油汽车和燃气汽车对发动机要求不同，燃油汽车改燃气装置时要求各方面参数与发动机工作性能优化匹配。但中国目前技术尚不成熟，无法实现参数优化匹配。因此，改装后的燃气汽车燃气不能充分燃烧，尤其是双燃料汽车（同时使用燃油和燃气），在进行燃料转换时，C0和HC排放将大幅度增加，无法保证改装后的燃气汽车达到环保要求。试验数据见表3.表3双燃料汽车装文丘里管混合器的测试结果4号汽油比值汽油比值由表3可以看出，LPG较汽油排放特性有一定改善，但若在用车只改装LPG装置，则不能完全达到国家排放标准；若同时改装电控式化油器，对出厂新车能接近或达到国家排放标准，对已行驶1.0xio5 ~1.5xKkm的在用车则达不到；若再加装三元催化转化器，则新车及在用车均能达到或接近国家排放标准。

　　2.3环保性分析中国在用车改装资料显示，在改装的近5.Ox104辆燃气汽车中，由在用车改装的双燃料汽车和单燃料汽车几乎占80%，其中绝大多数仅改装燃气装置或电控式化油器，由于技术和发动机性能制约，在用车改装对减少有害物质、净化城市空气作用不大，有的甚至还加剧了空气污染。

　　3建议LPG作为清洁能源和汽车代用燃料，在未来能源中的使用比例会越来越大。鉴于目前情况，笔者认为：①双燃料汽车改装只是权宜之计。由于现有发动机主要是为燃油设计的，改用LPG后，动力损失较大。加之中国汽车改装技术不成熟，环保性也无法保证，所以不应大力推广；②大力发展单一燃料燃气汽车。根据国外经验，单一燃料的燃气汽车在性能和成本上优于双燃料汽车，降污效果更明显，优于在用车改装；应大力推广清洁汽油。在现阶段，闭环电控直喷发动机加装三元催化转化装置的汽车配以无铅清洁汽油也能达到良好的经济性和环保性。