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    3. 車用液化天然氣技術有望破解能源危機
      2007-12-05 00:33 來源: 作者: 網友評論 0 條 瀏覽次數 70
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      現在,隨著汽車擁有量的日益增加,汽油需求也越來越大,石油儲量卻越來越少,造成能源危機越來越嚴重。人們在尋求新能源、新技術來改變危機。因此人們研制出燃氣汽車、太陽能汽車、燃氫電池汽車等等。燃氣汽車主要是以天然氣為燃料,供汽車行駛使用,其關鍵技術是燃氣的攜帶問題。目前開發比較成功的是壓縮天然氣汽車,即將天然氣壓縮20倍左右,裝進一個儲氣罐里,安裝在車的后備箱里,汽車發動機前再增加相應的燃氣設備,這樣一輛燃氣汽車就改裝成功啦。每輛汽車改裝費大概需要3000-5000元。但由于其行駛距離有限,最多只能行駛100公里,并且加氣站的建設要受天然氣管道的限制,不能象加油站那樣很方便建站,因此目前改裝的燃氣車主要是城市里的出租車、公交車,還無法大規模的推廣應用。太陽能汽車和燃氫電池汽車據報道現在已有樣車制造出來,車速和行程里數據說還不錯,但估計是汽車成本過高,難以批量生產,或者還有什么技術障礙,總之始終沒見推出其產品。
        因此,人們又在研制怎樣利用液化天然氣,即將天然氣降低到-162℃、液體狀態。其體積就會縮小625倍,這樣天然氣的大型運輸問題就解決了。其技術原理是這樣的,用一個雙層的保溫罐,中間填充保溫材料并抽成真空,內層鍍上水銀,經過多級保溫處理,基本能保持其-162℃的溫度。這樣的儲氣罐內壓力很小,運輸也很安全。事實上絕熱層并不能完全杜絕熱交流,每天還會有2%左右的液化氣升華,實際操作中是把這部分氣體通過排氣閥排到大氣中,因為液化天然氣運輸多是在曠野或者大海上,不會有什么危險,這個問題也算是基本解決了。
        但是,問題出在汽車攜帶的小型儲氣罐上,現在申請的很多車載儲氣罐專利,其原理是和大型液化氣運輸罐是基本一樣的,都設計有隔熱層,防爆開關,減壓開關,只是體積小的多,安裝在汽車的后備廂里。但是問題同樣是隔熱層不能完全禁止熱交流,每天大約有2%左右的液化氣升華為氣態氣,內壓會不斷升高,如果把這部分氣體排放到大氣中,就會產生危險,因為小汽車多是停放在居民區或車庫里,搞不好就有發生爆炸或燒傷事故。如果不排放,內壓持續上升也會有爆炸的危險。
        另外,汽車在行駛當中又出現了第二個問題,因為液化天然氣是-162℃的,其轉化為氣態天然氣的速度是很慢的,很容易導致跟不上汽車使用的情況,這樣就會出現熄火現象。而以前申請的專利往往忽視了這一塊,讓液化天然氣的閥門直接和供氣管相連,沒有給予液化天然氣足夠的時間和空間讓其汽化。這樣隱患就很多,或者是因為來不及升華造成供應不上,導致熄火,或者是以液態的方式直接進入化油器,噴射進活塞,這樣就跟燃燒汽油沒有區別了,無法顯示氣體燃料的優勢。另外在停車期,滯留在輸氣管內的液態天然氣很容易升溫汽化,輸氣管中的壓力就會升高,也會有爆炸的可能性,或者損壞輸氣管??傊?,液態天然氣使用起來性能很不穩定,給司機師傅帶來了很多麻煩。
        第三,液態罐中的液體在抽取過程中要防止熱對流,即在使用液態天然氣時閥門要及時打開,不需要時閥門要及時關閉,而這是我們普通采用的球閥、螺旋閥門所無法做到的,其關閉無法實現自動化,如果長期打開著,溢出的液體就會太多,造成供氣管壓力升高,更為可怕的是熱量會從閥門口進入恒溫罐內部,迅速吸收熱量。使其它保溫設計形同虛設,導致液體汽化,內壓迅速升高。
        以上三方面的原因,是液化天然氣的技術不成熟的地方,這些不成熟的地方,直接導致其無法大面積推廣,現在應用尚不如壓縮天然氣。但是越來越嚴重的能源危機,要求我們必須打破這些技術屏障。
        為此,我們成功的設計出復合罐,利用模糊技術,解決了液化天然氣容易升華的問題,最終解決了液化天然氣利用的瓶頸性問題。汽車攜帶比較方便,運行比較平穩,加氣站建設相對容易、分散。該項技術能促使液化天然氣真正的登上歷史的舞臺,能源危機有望緩解。
        現在液化天然氣利用現狀是:在國際上,殼牌公司已用大型的海輪運輸液化或固體天然氣,我國也在跟進這種海運業務,天然氣液化技術已非常成熟,屬于殼牌公司90年代的專利技術。目前新疆也有一家公司在開展液化天然氣運輸業務,不過是叢新疆運往廣州,走的是陸運。這些公司開展的都是液化天然氣大型運輸業務,這從一個側面說明天然氣液化增加的成本并不多,否則這樣運來運去再加上液化成本就會因為價格太高失去買家。但是目前把它直接運用到汽車上國內還沒有,其原因可能是以前的技術不成熟;或者是以前國內能源供應充足,對此方面的技術不關心;或者配套建設比較龐大,實施比較困難。例如加氣站建設投入比較多等等。美國在70年代的能源危機之后,積極尋找替代能源,其液化天然氣和壓縮天然氣的使用已占到能源總量的20%,技術發展比較早,技術也比較成熟,我國的壓縮天然氣技術有學習他們的可能。為什么沒有學習他們的液化天然氣技術,可能是美國那邊做的也不太理想,也有可能是我們的拿來主義拿的很慢。
        另外,從國際上尋找新能源和替代能源的現狀上來看,液化天然氣(LNG技術)還是最佳的投資方向。氫燃料電池車雖說已制出了樣車,車速和行程都不錯,但一輛車大概造價需要300萬元左右,技術雖沒問題,價格離老百姓太遠。這個價格能否降下來還是個疑問,因為這還是一項間接的利用氫能技術,同樣還需解決氫氣的液化、儲存和攜帶問題,攜帶問題我們這項技術就能解決,但是液化問題不好解決。氫能作為能源在德國已經推廣過,據說也建了不少液化站和加氣站,但因為把氫氣液化需要-252℃,-252℃-162℃雖然相差了90℃,但是每差一度耗電量就成倍的往上翻,最終因為耗電量太大而得不償失,被迫放棄了計劃,后來德國又發展了風電,就是用風吹著帶動減速器、電磁鐵很笨重的那種,現在也達到國內總發電量的30%,德國人很牛,什么螃蟹都敢吃,難怪歐洲會成為思想家的搖籃。
        而利用天然氣,從開采、運輸到液化,都具很好的成本優勢。燃燒天然氣的汽車,改裝費只有幾千快錢,離老百姓的距離很近。天然氣雖屬于不可再生能源,但現在地球的儲存量可供人類再利用50100年,已有足夠的時間讓廠家去發揮了。這也為其他能源技術的發展和完善提供了時間上的緩沖,因此該項技術還是很具有潛質的技術?,F在這項技術已申請了國家專利。希望有識廠家進行試制,達到預期效果后,再進入商業運行階段。
        我們申請的這項專利,技術本身并不復雜,只涉及一般機械原理,需要制造液化天然氣運輸罐的廠家協助即可完成,試制階段投入不算大,估計需要經費3050萬元。但是推廣經費挺大,例如加氣站建設,相關設備制造等等,需要雄厚的資金做支持,仍然是高投入,高回報的一個行業,因此有興趣的廠家要投資還需慎重考慮。

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