摘　要：由于燃油汽車(chē)尾氣排放是產(chǎn)生PM2.5的主要因素之一，導(dǎo)致我國(guó)主要城市霧霾天氣越來(lái)越嚴(yán)重。為解決城市公交燃油造成的環(huán)境污染問(wèn)題，本文從城市公交車(chē)的種類(lèi)與特點(diǎn)出發(fā)，對(duì)城市公交車(chē)進(jìn)行了技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的分析，提出了當(dāng)前城市公交應(yīng)大力發(fā)展LNG公交車(chē)與LNG混合動(dòng)力公交車(chē)，從而推動(dòng)城市環(huán)境改善與城市燃?xì)獍l(fā)展。

關(guān)鍵詞：天然氣　公交汽車(chē)　發(fā)展淺議

1　前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題日益突出。近年來(lái)，我國(guó)一些地區(qū)不時(shí)會(huì)出現(xiàn)霧霾天氣，特別是今年初，京津冀、長(zhǎng)三角等區(qū)域城市的卒氣質(zhì)量連續(xù)超標(biāo)。監(jiān)測(cè)總站數(shù)據(jù)顯示，顆粒物(PM2.5和PMl0)為近日連續(xù)霧靄過(guò)程影響空氣質(zhì)量最顯著的主要污染物，而揚(yáng)塵、燃煤和汽車(chē)尾氣排放等成為PM2.5的主要來(lái)源。

機(jī)動(dòng)車(chē)污染已成為我國(guó)空氣污染的重要來(lái)源，解決城市機(jī)動(dòng)車(chē)污染首先從公交汽車(chē)開(kāi)始。近年，在國(guó)家“公交優(yōu)先”發(fā)展戰(zhàn)略等相關(guān)政策指導(dǎo)下，國(guó)內(nèi)重慶、福州、貴陽(yáng)等主要城市先后采用CNG公交車(chē)、LNG公交車(chē)、氣電混合動(dòng)力公交車(chē)等，促進(jìn)了當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境改善。

2　公交汽車(chē)的燃料種類(lèi)與分析

城市公交汽車(chē)按照燃料供給分為燃油公交汽車(chē)、天然氣公交汽車(chē)、混合動(dòng)力公交汽車(chē)、電動(dòng)公交汽車(chē)、燃料電池公交汽車(chē)。

燃油公交汽車(chē)分為汽油公交汽車(chē)、柴油公交汽車(chē)，由于燃油公交汽車(chē)的排放存在污染，已成為PM2.5及空氣污染的重要來(lái)源，在目前城市公交汽車(chē)發(fā)展上應(yīng)受到嚴(yán)格控制。

燃料電池公交汽車(chē)是電動(dòng)汽車(chē)的一種，是以氫氣、甲醇等為燃料，其電池的能量是通過(guò)氫氣和氧氣的化學(xué)作用，直接變成電能的。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物，是無(wú)污染汽車(chē)，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2倍～3倍，因此，從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面，燃料電池汽車(chē)是一種理想的車(chē)輛。但由于目前氫氣的獲取與儲(chǔ)存較為困難且成本較高，續(xù)航里程過(guò)短，燃料電池的生產(chǎn)成本一直居高不下，還沒(méi)有一套成熟的技術(shù)批量生產(chǎn)，近期推廣使用存在很多問(wèn)題，可作為未來(lái)理想的公交汽車(chē)能源。

電動(dòng)公交汽車(chē)主要是指純電動(dòng)公交車(chē)，是以車(chē)載電源為動(dòng)力，選配合適的車(chē)載蓄電池或電纜供電設(shè)備提供電能驅(qū)動(dòng)行駛的公交車(chē)。該車(chē)噪音小，行駛穩(wěn)定性高，實(shí)現(xiàn)零排放。但由于電池重、占車(chē)輛空間大，電池衰減過(guò)快，續(xù)航里程短等問(wèn)題尚未解決，因而阻礙了電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用與發(fā)展。同時(shí)，南于我國(guó)電力以火電為主，發(fā)電過(guò)程存在環(huán)境污染問(wèn)題，并由于燃煤導(dǎo)致PM2.5、PMl0、CO2等大量產(chǎn)生。除非電池技術(shù)出現(xiàn)重大突破，純電動(dòng)公交車(chē)的電池問(wèn)題在短期內(nèi)難以解決。目前，在大連、深圳等地使用純電動(dòng)公交車(chē)發(fā)現(xiàn)，純電動(dòng)公交車(chē)尚不成熟，還存在多種技術(shù)性問(wèn)題。因此，從汽車(chē)總體發(fā)展趨勢(shì)看：純電動(dòng)汽車(chē)將是未來(lái)發(fā)展的方向。

混合動(dòng)力公交汽車(chē)是指那些采用傳統(tǒng)燃料的，同時(shí)配以電動(dòng)機(jī)／發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)改善低速動(dòng)力輸出和燃油消耗的車(chē)型。由電動(dòng)和其他能源動(dòng)力相結(jié)合的混合動(dòng)力公交汽車(chē)正好可以彌補(bǔ)純電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航能力等方面不足的問(wèn)題，具有較好的發(fā)展前景。

天然氣公交汽車(chē)是指用壓縮天然氣和液化天然氣作為燃料的公交汽車(chē)。

鑒予以上分析，目前從技術(shù)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等方面因數(shù)考慮，最可行的公交汽車(chē)是混合動(dòng)力公交汽車(chē)、天然氣公交汽車(chē)?，F(xiàn)就兩種公交汽車(chē)做進(jìn)一步比較分析。

3　公交汽車(chē)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

3．1　天然氣公交汽車(chē)

天然氣公交汽車(chē)可分為壓縮天然氣(CNG)公交汽車(chē)、液化天然氣(LNG)公交汽車(chē)。目前，我國(guó)以壓縮天然氣(CNG)公交汽車(chē)為主，部分城市使用液化天然氣(LNG)公交汽車(chē)。

3．1．1天然氣公交汽車(chē)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

天然氣公交汽車(chē)是以天然氣為燃料，與燃油公交汽車(chē)相比具有較大的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保優(yōu)勢(shì)，具體分析如下：

(1)天然氣辛烷值高達(dá)l20，抗爆性高，燃燒特性優(yōu)越。

(2)天然氣與空氣混合均勻，燃燒完全，CO和微粒粉塵的排放量較低，解決了城市燃油公交汽車(chē)尾氣排放產(chǎn)生PM2.5的問(wèn)題。

(3)與柴油公交汽車(chē)相比，沒(méi)有碳煙和顆粒排放，徹底解決了城市公交汽車(chē)冒黑煙問(wèn)題，具有較好的環(huán)保效益。

(4)運(yùn)行平穩(wěn)、噪音低(降低30％左右)。，

(5)天然氣是比較安全的燃料。天然氣燃點(diǎn)在650℃以上，比汽油燃點(diǎn)(427℃)高，不易點(diǎn)燃。且與空氣的相對(duì)密度為0.48，泄漏氣體很快在空氣中散發(fā)，很難形成遇火燃燒的濃度。

(6)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)不積炭，能延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命，不需經(jīng)常更換機(jī)油和火花塞，可節(jié)約50％以上的維修費(fèi)崩。

(7)與燃油公交汽車(chē)相比，具有較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)(見(jiàn)表l)。

因此，以天然氣為燃料的公交汽車(chē)由于具有較好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益、社會(huì)效益，天然氣公交汽車(chē)具有較好的發(fā)展前景。

3．1．2LNG公交車(chē)與CNG公交車(chē)的比較

CNG公交車(chē)采用高壓CNG鋼瓶?jī)?chǔ)氣(20MPa)，為常溫高壓天然氣；而LNG公交車(chē)采用LNG鋼瓶?jī)?chǔ)氣(0.6MPa左右)，為低溫液化天然氣。因而，導(dǎo)致兩種公交車(chē)存在一定差異，現(xiàn)根據(jù)其各自的特點(diǎn)，比較如下：

(1)CNG公交車(chē)采用CNG鋼瓶?jī)?chǔ)氣時(shí)，由于受車(chē)輛尺寸影響，放瓶數(shù)不多，儲(chǔ)存量不大，若采用一個(gè)80L的氣瓶?jī)H裝載l6m³左右的氣體，要達(dá)到城市公交同樣的行駛里程，一般需要8—10個(gè)氣瓶。而LNG公交車(chē)采用LNG鋼瓶?jī)?chǔ)氣，儲(chǔ)存量大，若采用一個(gè)335L的鋼瓶，就能行駛500km以上。

(2)CNG公交車(chē)采用CNG鋼瓶?jī)?chǔ)氣，儲(chǔ)氣量不大，一般每天加一次氣；LNG公交車(chē)采用LNG鋼瓶?jī)?chǔ)氣，儲(chǔ)存量大，相同運(yùn)行情況下，一般兩天加一次氣。

(3)LNG公交車(chē)由于儲(chǔ)氣量大，比CNG公交車(chē)?yán)m(xù)航里程長(zhǎng)。

(4)LNG公交車(chē)兩天加一次氣，比CNG公交車(chē)減少了加氣次數(shù)，且兩天為加氣往返里程減少一次，如貴陽(yáng)每次加氣所需的往返里程平均5km左右。為此，采用LNG公交車(chē)既減少了為加氣所需的往返里程，又節(jié)約了因往返里程產(chǎn)生的燃料消耗與運(yùn)行費(fèi)用。若按照一次加氣所需的往返里程5km計(jì)，一年(以360天計(jì))一輛LNG公交車(chē)可節(jié)約900km，可年節(jié)約天然氣270m³。

(5)CNG鋼瓶壁厚較厚，重量重，CNG公交車(chē)與LNG公交車(chē)相比，加大了汽車(chē)負(fù)荷，增加了燃料消耗。

(6)LNG公交車(chē)加氣時(shí)間較短(5min左右)，而CNG公交車(chē)加氣時(shí)間較長(zhǎng)(約15min左右)，縮短了車(chē)輛等待時(shí)間，減少了車(chē)輛排隊(duì)問(wèn)題。

(7)LNG公交車(chē)儲(chǔ)罐壓力小(0.6MPa左右)，質(zhì)量輕、車(chē)輛設(shè)計(jì)布置方便，且更為安全。

因此，從LNG公交車(chē)與CNG公交車(chē)的比較看，LNG公交車(chē)優(yōu)于CNG公交車(chē)，建議城市天然氣公交汽車(chē)應(yīng)發(fā)展LNG公交車(chē)。

3．2　混合動(dòng)力公交汽車(chē)

3．2．1混合動(dòng)力公交汽車(chē)種類(lèi)

混合動(dòng)力公交汽車(chē)按照燃料種類(lèi)分為：汽油、柴油和天然氣混合動(dòng)力公交汽車(chē)。

混合動(dòng)力公交汽車(chē)則是在低速行駛時(shí)由電池驅(qū)動(dòng)，車(chē)速達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為柴油(汽油或天然氣)機(jī)驅(qū)動(dòng)，而且不僅搭載的柴油(汽油或天然氣)機(jī)可為車(chē)上的蓄電池組或“超級(jí)電容”充電，在車(chē)輛滑行、剎車(chē)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能也能經(jīng)“超級(jí)電容”轉(zhuǎn)換成電能。

3．2．2汽油／柴油混合動(dòng)力公交汽車(chē)

汽油／柴油混合動(dòng)力公交汽車(chē)分別以汽油、柴油為燃料，在低速行駛時(shí)由電池驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有污染。但南于公交車(chē)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必以汽油或柴油為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作，此時(shí)以汽油或柴油燃燒，與常規(guī)汽油或柴油公交車(chē)一樣運(yùn)行，存在汽車(chē)尾氣污染與PM2.5的污染問(wèn)題。因而，汽油混合動(dòng)力公交汽車(chē)、柴油混合動(dòng)力公交汽車(chē)對(duì)環(huán)境是存在污染，只是比純汽油／柴油公交汽車(chē)對(duì)環(huán)境的污染少一些，因此，不建議城市采用汽油／柴油混合動(dòng)力公交汽車(chē)。

3．2．3天然氣混合動(dòng)力公交汽車(chē)(也稱“氣電混合動(dòng)力公交車(chē)”)

由于天然氣是高效、清潔的燃料，解決了燃油對(duì)環(huán)境污染的問(wèn)題與PM2.5的產(chǎn)生問(wèn)題，天然氣混合動(dòng)力公交汽車(chē)已成為目前城市公交汽車(chē)應(yīng)用的較好模式。

天然氣混合動(dòng)力公交汽車(chē)分為LNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)與CNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)。同理于LNG公交汽車(chē)與CNG公交汽車(chē)，由于LNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)克服了CNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)存在充氣時(shí)間長(zhǎng)、車(chē)輛續(xù)航里程短等問(wèn)題，因而，LNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)具有較好的應(yīng)用發(fā)展前景。

3．2．4 LNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)的技術(shù)特點(diǎn)

混合動(dòng)力公交汽車(chē)采用混合動(dòng)力后，當(dāng)需要大功率、內(nèi)燃機(jī)功率不足時(shí)，由電池來(lái)補(bǔ)充；負(fù)荷少時(shí)，富余的功率可發(fā)電給電池充電。南于內(nèi)燃機(jī)可持續(xù)工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車(chē)一樣。

LNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)在混合動(dòng)力公交汽車(chē)中的特點(diǎn)尤為突出，具體如下：

(1)由于混合動(dòng)力公交汽車(chē)采用可充電電池，可以方便地回收制動(dòng)時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量。

(2)LNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)一旦遇到信號(hào)燈或起步、怠速行駛等低速情況，電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作。也即是在在繁華市區(qū)行駛時(shí)，天然氣混合動(dòng)力公交汽車(chē)遇到信號(hào)燈或起步、怠速行駛等低速情況下，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，南電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“零”排放。

(3)LNC混合動(dòng)力公交汽車(chē)行駛一般在20碼以上或遇到下坡路段，LNG發(fā)動(dòng)機(jī)工作的同時(shí)，又會(huì)主動(dòng)為電動(dòng)機(jī)充電。

(4)LNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)采用LNG為燃料，比CNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)儲(chǔ)存量大，車(chē)輛續(xù)駛里程長(zhǎng)等特點(diǎn)。

(5)LNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)不僅解決了續(xù)航問(wèn)題，而且電池的容量也瘦身了60％—70％，從而成本也比純電動(dòng)公交汽車(chē)大大降低。

(6)由于采用LNG為燃料，其儲(chǔ)量大，內(nèi)燃機(jī)可以解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動(dòng)汽車(chē)遇到的難題。

(7)LNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)可讓電池保持在良好的工作狀態(tài)，不發(fā)生過(guò)充、過(guò)放，延長(zhǎng)其使用壽命，降低成本，也克服了純電動(dòng)公交車(chē)完成一次允電作業(yè)需要4h～6h的問(wèn)題。

(8)LNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)更環(huán)保、更節(jié)能，使用LNG作為燃料，有效降低有害氣體排放，與燃油車(chē)相比，尾氣中二氧化碳排放量下降80％、碳?xì)湎陆?span lang="EN-US">60％、氮氧化物下降40％、二氧化碳總排放量下降20％，顆粒物的排放基本消除，環(huán)保達(dá)到歐ⅴ水平。

(9)車(chē)輛行駛時(shí)更平穩(wěn)、噪音更小。

4　結(jié)論

在公交汽車(chē)上天然氣公交汽車(chē)、混合動(dòng)力公交汽車(chē)均優(yōu)于燃油公交汽車(chē)，而在公交汽車(chē)中采用LNG在儲(chǔ)存、續(xù)航里程等方面優(yōu)于采用CNG。因此，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境等分析比較看，在城市公交汽車(chē)上應(yīng)大力發(fā)展LNG公交汽車(chē)，特別是LNG混合動(dòng)力公交汽車(chē)。

參考文獻(xiàn)

1高黎敏.LNG用作汽車(chē)燃料的優(yōu)點(diǎn)[J].煤氣與熱力，2012；3：16-18

2袁翔，張勁松.氣電混合動(dòng)力汽車(chē)的可行性分析[J].公路與汽運(yùn)，2010；3：1-3

3曹正策，胡琴.混合動(dòng)力電動(dòng)公交車(chē)產(chǎn)業(yè)化構(gòu)想[J].汽車(chē)工業(yè)研究，2005；12：38-40

本文作者：廣宏

作者單位：貴州燃?xì)?span lang="EN-US">(集團(tuán))有限責(zé)任公司