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天然气车用可显著减少尾气污染,但我国面临缺气难题
天然气替代车用燃油,特别是柴油用于重型车(公交车和重卡),已经被不少国家证明是最为行之有效的治霾措施之一。1952年的大雾引发了整个伦敦城的恐慌,并推动了净化空气的新立法。随着北海油田的开发,英国开始推行“向天然气冲刺”政策,伦敦把天然气比重从0.4%提高到30%,对雾霾天气的治理起到了巨大作用。在日本,专家一致认为,大城市中PM2.5的主要来源是汽车尾气,尤其是柴油汽车的尾气。为此,东京市把交通运输燃料中天然气的比重,从早先的1%大幅提高到20%。
2011年我国的重型载货与大型载客汽车保有量分别为460万辆和126.6万辆。虽然数量仅占机动车总保有量的6.3%,但氮氧化合物和颗粒排放量,却分别占全国当年汽车总排放量的67.2%和78.8%。
鉴于柴油汽车的尾气污染物数量如此之大,提高油品质量和安装尾气治理装置如此困难重重,最理想的途径应是以车用天然气大幅度地替代柴油和柴油车,首先是以天然气专用车替代重型柴油车(卡车和客车)。
我国不仅是“相对贫油国”,还是“相对贫气国”,人均天然气资源量只相当于世界平均水平的1/7。近10年来,天然气消费量的年均增长率高达16%,供需缺口逐年加大。从2009年起,每年冬季都因天然气供需缺口过大而出现全国性的“气荒”。2011年,天然气的进口量已增至316亿立方米。按照天然气“十二五”规划的目标,预计届时的年消费量将达2695亿立方米,需进口900—1000亿立方米,对外依存度将迅速增至37%。
因此,如果找不到能部分替代天然气的新能源,要想发挥天然气汽车减少常规化石燃油尾气污染的作用,也只能是一种良好的愿望。
生物天然气车用,可兼收减少空气污染物和减少碳排放的两利
国际经验表明,生物天然气车用对治霾的作用比常规天然气还要突出。据英国低碳和燃料电池竞争力中心(CENEX)的测定,生物天然气卡车的氮氧化合物和微细颗粒排放率分别为0.539g/km和0.002g/km,只有同型柴油卡车的14%和3%。很重要的一点是,如果将减排尾气CO2、NOx的车辆设计制造成本进行比较,则生物天然气汽车比一般的汽、柴油车更有优越性,制造成本要比汽、柴油车低出数倍。在最近的十几年里,欧盟国家已形成了大规模商业化生产和销售生物天然气的新产业,年总产量200亿立方米以上。
瑞典是国际上生物天然气车用最早、成效最显著的国家。该国有以天然气汽车辆2.3万台,2009年消耗了6700万立方米燃气(其中65%是生物天然气)。该国生产的生物天然气26%用于驱动机动车。2010年有227家沼气—生物天然气工厂。其中140家用城市生活污水剩余污泥作原料,有191个加气站。有机废弃物和残留物如果全部开发,可以有每年74TWh,折74亿立方米生物天然气的产出。
欧洲国家的研究表明,用压缩天然气(CNG)和柴油驱动的大型公交车相比,减排NOx和烟气的效果极为显著,NOx的减排率可高达96%,非常有利于改善城市的空气质量。
生物天然气车用,一个异常突出的优势是CO2零排放乃至负排放。生物天然气比汽油减排CO2的理论值可达约30%;因此,已经确定了“零排放”目标的欧盟国家,都将扩大车用生物天然气的应用。
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