1 引言
众所周知，汽车尾气已成为城市大气的主要污染源，汽车尾气所造成的严重大气污染给人们的身心健康造成了严重危害。因此，世界许多国家积极发展燃气汽车以减轻汽、柴油车尾气对大气的污染，取得了较为理想的效果。
截止97年底的统计，全世界约有40多个国家推广CNG(压缩天然气)汽车和LPG(液化石油气)汽车570多万辆，对改善城市大气环境起到了积极作用。但是其绝对数量与全世界汽车保有量相比，所占比例还很小。国内从80年代中期开始推广燃气汽车以来，已改装各种CNG、LPG汽车10，000多辆，建设加气站70余座。但与国外相比，在发展规模和技术上还存在较大差距，增长速度并不是很快，主要在于LPG、CNG汽车均存在许多不足，制约了其规模化发展。其中CNG汽车的主要制约因素有：①车用钢瓶自重大，一次携带燃料少，续驶里程短；②CNG加气站占地多(2，000～3，000m2)，安全距离要求大，且有噪音污染，在城市内布站困难；③建站投资大(300～500万元)，天然气增压成本高0.50～0.60元／Nm3)，原料气价高于1.0元／Nm3以上时在经济上不可行；④加气站不能脱离天然气管网建设，难以网络化布点。制约LPG汽车发展的主要因素有：①车用LPG的气质要求高，国内专用气源不充足；②其燃烧排放效果比汽油好，但LPG组分不纯时，其排放效果很差，甚至不如汽油；③LPG价格地区差异大、不稳定，有时高于燃油价格；④安全性较差。
LNG(液化天然气)汽车是以LNG工厂生产的低温液态天然气为燃料的新一代天然气汽车，其突出优点是LNG能量密度大(约为CNG的3倍)，气液体积比为625／1，汽车续驶里程长，（可达400km以上)，建站投资少，占地少，无大型动力设备，运行成本低，加气站无噪音，LNG可用专用槽车运输，建站不受天然气管网制约，因此便于规模化推广。更重要的一点是可将LNG用泵升压汽化后转化为CNG，对CNG汽车加气，而不需要提供CNG专用压缩机。
2 国内LNG汽车发展情况
LNG汽车是随着LNG工业的发展而发展起来的，早在60年代就有人将汽车改为LNG--燃油两用燃料汽车，由于当时LNG工业尚在起步阶段，LNG供应不是十分普遍，因此LNG汽车并不受人们的重视。
进入80年代，随着世界范围内LNG工业的规模化发展和燃气汽车推广速度的加快，美国、加拿大、德国和法国等国家开始重视LNG汽车技术的研究。到90年代初开始小规模推广，效果十分理想，其显著的特点是不仅能满足严格的车辆排放法规的要求，更重要的是克服了CNG汽车的主要缺陷，兼有CNG、LPG汽车的优点，能满足长途运输的需要，更具实用性。因而LNG汽车被认为是燃气汽车的发展方向，倍受车队经营者的关注。目前全世界约有3，000辆LNG汽车在运行，数十个加气站投入了使用。其中美国有40多个LNG汽车加气站，1，000余辆LNG汽车，年增长率约60％，表现出强劲的发展势头。墨西哥市也在1999年初建成一座可供数百辆城市中巴加气的LNG汽车加气站，这表明LNG汽车技术已实用化。
国内在90年代初注意到LNG汽车的出现并开始LNG汽车研究。1990年，开封深冷仪器厂、国家科委、北京市科委和北京焦化厂在北京建成一套小型LNG试验装置的同时，研制了一台LNG--汽油两用燃料汽车，进行了近4，000km的运行试验；1993年，四川省绵阳市燃气集团公司、吉林油田分别与中科院低温中心联合研制了一台LNG--汽油两用燃料汽车，并进行了一系列的运行试验，均取得了较为理想的运行效果。但由于当时国内LNG工业没有发展起来，本身技术不很完善以及缺乏资金等原因，使得LNG汽车技术无法完善和推广。
3 我国发展LNG汽车的可行性探讨
3.1 技术可行性
3.1.1 LNG汽车
以LNG为燃料的汽车称为LNG汽车，一般分三种形式：一种是完全以LNG为燃料的纯LNG汽车，一种为LNG与柴油混合使用的双燃料LNG汽车，一种为LNG与汽油替换使用的两用燃料汽车。这几种LNG汽车的燃气系统基本相同，都是将LNG储存在车用LNG储罐内，通过汽化装置汽化为0．5MPa左右的气体供给发动机，其主要构成有LNG储罐、汽化器、减压调压阀、混合器和控制系统等，如图1所示。车用LNG储罐一般采用双层金属真空加多层缠绕绝热技术，国内外都能生产，国外技术可保证LNG日蒸发率在2％以内(7天之内不产生蒸发损失)。汽化器一般采用发动机冷却水作热源，由控制系统根据发动机工况调节其汽化量。减压调压阀和混合器与CNG汽车基本相同，无技术难点。总体来讲，国外LNG汽车技术完全成熟，已达到实用技术水平。但是，国外LNG汽车系统价格十分昂贵，无法在国内推广使用。国内改装的几台样车均采用与国外类似的工艺，并取得了比较理想的运行效果，其存在的主要问题是LNG储罐采用的是真空粉末绝热技术，绝热效果差(日蒸发率达到4％)，一些低温阀件，如电磁阀、截止阀可靠性不高，液位显示装置不过关。但是，如果通过引进国外成熟的LNG汽车技术和设备，依靠国内低温行业的技术力量完全能够解决上述问题，使国内LNG汽车技术达到实用水平。
3.1.2 LNG汽车加气站
LNG汽车加气站有两种形式，一种是专利LNG汽车加气的单一站，一种是可对LNG汽车，也可对CNG汽车加气的混合站(L-CNG站)。
LNG汽车加气站的主要设备有LNG专用储罐、LNG低温泵、LNG计量装置和控制系统，流程类似于普通的加油站，如图2实线部分所示。LNG储罐是一种双层真空绝热容器，国内外均能生产，而且技术成熟、安全可靠，在加气站中储罐一般在地下，低温泵在储罐内，用于将罐内LNG向车用储罐输送，计量装置建在储罐上方的地面，因此整个加气站占地很少，数百平方米即可，在目前的加油站增设这套系统十分容易。
L-CNG汽车加气站是在上述LNG汽车加气站基础上增设一套汽化系统而成(如图2虚线部分所示)，主要包括高压低温泵、高压汽化器、CNG储气瓶组和CNG售气机。高压低温泵将储罐内的LNG增压后注入液化器，LNG吸收外界热量而汽化，汽化后的高压气体存于CNG气瓶组内，通过售气机对CNG汽车加气。汽化过程由控制系统自动控制。L-CNG汽车加气站技术在国外尤其是美国、加拿大、法国等是十分成熟的，其工艺原理比较简单，所采用的设备中低温储罐、汽化器、CNG售气机、CNG储气瓶等在国内是定型产品，技术成熟。高压低温泵和计量装置在国内不太成熟，可以从国外进口，通过消化吸收也可实现国产化。
3.1.3 安全保障技术
LNG汽车技术的安全问题，主要是LNG的泄漏问题。为了能够及时检测到LNG的泄漏，LNG汽车及加气站设有泄漏检测、冷量检测、气体检测及火焰检测等安全检测系统。LNG一旦发生泄漏，系统会采取自动保护措施。国外LNG汽车技术，在其主要设备上采取了以下安全措施：
①LNG储罐设有防过量注入系统、防超压(超高和超低)系统。
②汽化器的进口管线上设有紧急切断阀，一旦汽化器发生泄漏或其它事故，立即自动动作，关闭汽化器。
③LNG泵设有紧急切断阀，可以自动动作。
④为使LNG的泄漏量达到最小，在管线的每个独立段都装的紧急切断阀。另外，主要的LNG管道上还装有防超压的安全阀和防泄漏的过流阀。
总之，LNG站用系统和车用系统自身安全性设计要求非常高，发生事故的可能性很小，其安全性是有保障的。
