20世纪80年代末至21世纪初,中国天然气汽车先实现了从无到有的突破,随后经历了从有到多的跨越,在20多年时间里稳步增长至100万辆,2010年以后更是进入爆发式增长。2010年至2015年,中国天然气汽车保有量从110万辆辆迅猛发展至年约500万辆(其中LNG汽车约20万辆),年均增长率超过40%。在全世界约2000万辆天然气汽车中,平均每4辆中就有1辆在中国,中国已成为全世界天然气汽车保有量的第一大国。
从生产的天然气汽车的类型上看,既能以汽油又能以天然气提供动力的双燃料车型占了绝大多数,其中以小型乘用车为主。纯天然气汽车则以LNG客车和LNG卡车等营运类车辆为主。2012年至2016年3月,中国累计生产5种天然气车型88.35万辆。其中,双燃料乘用车占比一半以上,再就是双燃料货车、天然气客车和天然气货车,占比都在13%至18%之间,双燃料客车的比例仅4.2%。
天然气汽车近几年的崛起绝非偶然,它崛起的背后有环保、经济、技术等多重因素的共同推动。
在全球应对气候变化和我国治理大气污染的双重压力下,天然气汽车在环保上有显著优势。与汽油和柴油相比,LNG单位热值更高,且燃烧产物主要为水和二氧化碳,几乎不含硫化物、氮氧化物和铅,对大气环境的污染(雾霾和温室气体)都更小。从经济上来说,由于天然气价格比原油低,天然气相对于汽柴油具有明显的比较优势。低油价背景下,天然气作为交通燃料在运营费用上仍低于汽柴油。相对于电动汽车等其他新能源汽车,天然气汽车在整车技术成熟度、续航里程、安全性、冷启动等方面表现更加出色。
以城市出租车和家用轿车为代表的CNG小型乘用车,安全环保,易于“油改气”,成本也较低。中国汽车研究中心的实验结果显示,与京V标准中的限值相比,燃用CNG时的总碳氢排放降低34%,非甲烷碳氢排放降低50%,一氧化碳排放降低70%,氮氧化物排放降低80%,颗粒物(PM)排放降低83%。经济性方面,以北京市出租车日行驶350公里计算,比较CNG和汽油作为燃料时的经济效益(基于今年3月时北京市的价格水平),CNG出租车的燃料成本仅为汽油车的45%;每天燃料成本节省85元,按年运营时间350天计算,每年可以节省燃料成本接近3万元。且出租车改装仅仅需要几千元至1万元,采用CNG燃料汽车相对于汽油车大幅度降低了车辆的运营成本。
另一类以大货车和城市公交车为代表的LNG汽车,续航里程长,适合重负荷的长途运输或商业运营。LNG是经加压降温而得到的液体,能量密度大。同样的钢瓶容积,LNG车用瓶装载的天然气是CNG储气瓶的2.8倍以上,这使LNG汽车续驶里程长。由于LNG液化时会清除大量杂质,LNG中重金属、苯、硫等有害物质含量低于CNG,燃烧后的排放效果要优于CNG。
根据北京市环保局测算,目前北京市重型柴油车保有量约22万辆,仅占机动车保有量的4%,但其排放的氮氧化物和一次颗粒物分别占机动车排放总量的50%和90%以上,减排空间巨大。重型柴油车的“油改气”从经济角度也有可观效益。以LNG重卡为例,其初次购置费用比同马力柴油车高出8万元至10万元,但鉴于等热值LNG价格仅为0号柴油价格的50%至70%,以一年行驶里程为15万公里计算,则一年可节约燃料费用近14万元,不到一年即可收回初次购置成本。