CNG 车辆加气解决方案 – 关于 CNG 和 NVG
什么是天然气？
天然气是一种树木和动物等有机物质经过几百万年分解而自然生成的碳氢化合物。
它通常存留在地下气囊或存留在砂或原油等基质的底下储藏层中，并作为采油副产品或未净化天然气而专门提取出来。
甲烷是天然气的主要成分，一般占到“符合管道外输标准”天然气成份的 90% 以上。天然气中可能存在的少量其它碳氢化合物，包括乙烷、丙烷和丁烷。
英国国内消费的多数天然气目前都产自北海。采自油气田的气流含有天然气、液体和其它物质。需要通过加工从液体中分离天然气并去除污染物。首先，从原油、烃凝析液、水和夹带固体等液态中分离出天然气。然后分离的天然气经过进一步处理来满足规定的要求。脱水厂负责控制水含量；天然气加工厂负责去除特定烃类成分，使之符合烃类露点技术规范；而天然气脱硫厂则负责去除可能存在的硫化氢和其它硫化物。由于天然气本身无嗅，所以需要通过添加气味剂使之产生我们所熟悉的“天然气”气味。
什么是 CNG？
CNG 全称是压缩天然气，该术语用于描述加至高压（一般为 250 bar）的甲烷或天然气。在加压过程中，天然气始终保持气态。
为了最大限度提高给定容积（如燃料罐）内存储的天然气量，需将天然气加压到很高压力并存储在专用储罐内。
什么是 NGV？
NGV 即天然气车辆，是经改装可燃用 CNG 的标准车辆。
NGV 分为三类：专用型、两用燃料型和双燃料型。只燃用天然气的专用型车辆。两用燃料型车辆燃用 CNG，同时也能使用汽油作为备用燃料。发动机可分别燃用两种燃料，但不能同时燃用。发动机压缩比必须保持在适合汽油的水平上。目前，此类发动机几乎只用在 3,500 kg以下的车辆上。双燃料型发动机是由柴油发动机演变而来的。它保留少量柴油作为点火引燃火源。主要燃料天然气与进入的空气相混合。双燃料型发动机通过压缩而自动点火，不需要火花塞。
 CNG 叉车 – 澳航货运站 |
压缩天然气存储在车辆上气瓶内，气瓶则安装在车尾部、车架下方或车辆顶部。 天然气通过高压压力调节器（一般位于发动机舱）送入发动机，在此将压力调低。在化油器式发动机中，燃料通过专门设计的天然气混合器与空气按比例混合，然后以接近一个大气压（通过特殊的燃料/空气混合器）进入化油器。 在燃油喷射式车辆中，天然气以相对较低压力（最高压力约为 6 bar，90-100 psi）进入喷油器。在这两种情况下，天然气随后流入发动机燃烧室，点火并产生驱动车辆所需的动力。特殊电磁阀可防止天然气进入关机时的发动机。 |
 Onyx CNG 垃圾处理车 – 法国巴黎 |
在两用燃料型车辆中，燃料选择开关负责控制天然气或汽油的流动。（在某些系统中，当车辆天然气耗尽时，可自动进行燃料切换。）燃油表一般装在仪表盘上或与正常燃油表合装在一起，这样，驾驶员就能确定油箱内剩余的天然气量。
什么是 CNG 加气站？
CNG 加气站是使用压缩天然气给汽车加气所需的整套设施的统称，主要包括天然气供应系统、天然气压缩机、储罐、优先控制面板和配送器。
CNG 加气站形式和规模多种多样，但都包括这些基本部分。
加气站分为两大类，即定时加气（或慢速加气）和快速加气。
定时加气站使用压缩机在一定时间内直接给车辆加气，而车辆此时一般是夜间停泊。所以，这些加气站不需要昂贵的电子式配送器，但局限性在于，它们不适合公共加气站。
此类加气站适合于所有车辆每晚都返回已知基地的大型公交车总站。
快速加气是适合小轿车和出租车等轻型车辆更常用的方法，适合于汽油加油站的加气方式。
对于这些加气站，天然气是从存放高压天然气（250 bar）的固定储罐配送的。天然气压缩机根据需要随时切换工作状态，不断补充每次车辆加气后失去的天然气量，以维持满负荷压力。
这种设置非常适合于公共加气站或车辆需要快速加气和车辆需要马上离开加气站前往另一个地点的情况。
快速加气站适合于小轿车、出租车、面包车、垃圾收集车和 HGV，但任何类型车辆均可以这种方式加气。
安全性
始终处于气态 CNG 比汽油和柴油等传统液体燃料更加安全，原因有很多。首先，如果发生燃料泄漏，则天然气会快速向上扩散，而对于液体燃料而言，它们会聚集在地面上，导致可能的火灾隐患。
其次，CNG 的引燃温度比液体燃料高得多（CNG 为 580 °C，而汽油则为 220 °C），所以，一旦发生天然气泄漏，导致的潜在火灾隐患就小得多。
而且，CNG 可燃性范围较窄，只有当空气中浓度达到 5 和 15% 范围时（而汽油在空气中浓度范围为 1 至 8%）才会引燃。
此外，天然气无毒、无污染，不会污染地下水。
另外，天然气燃烧后不产生太多的醛类或其它空气毒素，而汽油和某些替代燃料则存在这一隐患。
NGV 具有的另一安全特性在于，车辆上和加气站所配备的储罐均采用超强材料制造，具有泄压保护和其它安全机构。
储罐设计经过防火、碰撞、机械损坏等众多严格试验。
分配泵处的加气过程也非常安全，因为整个系统都是“密封”的，可防止产品的任何泄漏或溢出。
替代燃料
多年来，人们一直在研究便于运输的替代燃料。
这并不是什么新技术，只不过是认识到原油储量的有限性，且对原油的依赖也导致其它一些问题，如供应保障和价格问题等。
主要替代燃料有：
- 超低含硫柴油 – 这是能满足欧四技术标准或欧共体建议作为第四阶段于 2006 年实行的燃料技术标准的柴油燃料。欧四燃料技术标准刊登在欧洲五国共同体于 1998 年颁布的 98/70/EC 指令中，其中规定硫含量必须低于 50 ppm。这已经替代了硫含量大于 1000 ppm 的常规柴油，也将替代现在广泛使用的、但硫含量为 XXX 的低硫柴油。<500 ppm.
- 生物柴油和生物天然气 – 生物柴油是针对通过植物油酯交换反应所获得的燃料的统称。这种方法可生产出燃烧特性与纯柴油非常相似，但粘度更低的燃料。生物柴油一般指的是菜子油甲酯 (RME)，即欧洲主要生物柴油。酯化大豆油是此类燃料在美国的主要来源，称为大豆柴油。
- 液化天然气 – LNG 也是天然气，但为液态。甲烷在 –161 °C下就会液化，液化前一般要制冷到 –180 °C，存储时需要真空-绝热低温储罐使其保持液态。
- 液化石油气 – LPG 主要成分包括丙烷、丙烯、丁烷和丁烯，其配比因产地而各不相同。LPG 的组分在正常温度和压力下为气体，但很容易进行液化以方便存储。既可以通过将压力提高到约 8 个大气压，也可以通过降低温度来实现液化。
- 氢气 – 氢是分子量最小的化学元素，而且地球上不存在氢的单体元素。鉴于氢反应性极强，它总是与其它分子键合，因此，在汽车中使用的氢气必须由人工制造。汽车可在内燃机中燃用纯氢，或在燃料电池中使用氢来驱动电动机。从长远考虑,燃料电池方案应为首选，因为，虽然它要求对现有车辆设计进行更复杂的更改，但在燃料量相同时，它的效率更高，所以行驶距离更长。
- 电 – 很多电动车辆已在普遍使用，如叉车、送奶车和某些小型客车等。多数电动车辆的缺点是，行驶距离较短和需要频繁充电，所以，这种方案仅限于本地市内交通。混合燃料车辆，如电动/天然气车辆,将有助于延长这些车辆在未来的行驶距离。
环保问题
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人们出于很多原因希望投资开发替代燃料，主要推动因素为：环境、经济、企业和技术发展。 用天然气驱动汽车可减少或消除：
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有害物质排放的减少可以是显著的：
- 二氧化碳 – 可比汽油减少 22-24%，可比柴油减少 10%
- 一氧化碳 – 可比汽油减少 76%，CNG 和柴油机排放均较低
- 氧化氮类 – 可比汽油减少 83%，可比柴油减少 80%
- 碳氢化合物 – 可比汽油减少 88%，可比柴油减少 80%
- 苯 – 可比汽油减少 99%，可比柴油减少 97%
- 铅 – 可比汽油减少 100%，对柴油不适用
- 颗粒 – 对汽油不适用，对柴油可消除
- 硫 – 可比汽油减少近 100%，可比柴油减少近 100%
天然气比汽油或柴油燃烧得更慢，因此，发动机因磨损较小而寿命得以延长。
由于天然气不含铅，所以可消除火花塞铅沉积，寿命可延长 2 至 3 倍。
对于管线基础设施投资而言，建设大型 CNG 加气站更加合理。
资源利用率更高 – 鉴于经济效益和用国产燃料替代石油这些因素，国家会支持 NGV 发展。
压缩天然气体积比常规燃料小 30% 至 60%
供应有保障 – 通过将交通能源转向本地天然气，一旦发生全球石油危机，依赖进口石油的国家就能提供一定保护。
