比石油更加清洁 天然气汽车的未来

　　在接下来的10年里，全球道路上行驶的以天然气为动力的车辆(NGV)可能将会翻五番，而我们并不应该对这种发展趋势感到意外。

　　首先，天然气比石油更加便宜，如果以等热值换算，当天然气价格在1美元/百万英热单位时，一桶石油的价格应该是5.8美元。而现在在一些市场(比如北美市场)，天然气与石油的价格比低到了1：30。

　　其次，天然气相比于石油更加清洁。使用天然气燃料的轻型车辆比传统的燃油车辆能减少30%的温室气体排放，中型和重型的车辆的温室气体排放则会减少23%。除了温室气体排放，天然气的污染也小于石油。一般来说，压缩天然气(CNG)汽车尾气中的碳氧化物含量比汽油汽车要少97%，固体颗粒物少99%，也不会产生汽油残余。同时，天然气汽车的行驶噪音要小于一般的汽车，发动机的性能却基本相同。

　　但天然气汽车也有着一些缺点，比如绝大多数的汽油发动机未经改装的话，是无法最优地燃烧天然气的，改装费用通常也很昂贵，而根据国际能源署的计算，购买一辆新的天然气汽车也要比同型号的汽车要贵上2000~10000美元。除了成本问题，更大的挑战在于天然气加气站网络建设的落后，这在很大程度上限制了天然气汽车的市场规模。

　　在城市中，保持一定数量的加气站对于出租车、公共汽车和市政车辆这些运营距离有限，且不会超出加气站点范围的车辆而言是相当重要的。而长距离的货运车辆往往有着固定的运输路线，如果加气站分布合理，那么长距离运输也可以通过事先制定周密的加气计划来完成运输任务。但是对于数量更庞大的私家车，加气站点则需要像加油站一样密集才能满足需求。

　　另外，天然气汽车必然面临如何储存压缩或液化天然气的问题。当前的天然气汽车往往需要牺牲一定空间来安装天然气储气罐，这降低了消费者，尤其是私人消费者对天然气汽车的吸引力。好消息是在新型天然气汽车的设计中，天然气储气罐已经被隐藏在座位下面或者车底盘上，以尽量减小对车内空间的占用。

　　目前来说，天然气汽车一般分为两种类型：压缩天然气型——通过250帕的高压将天然气泵入一个钢铁或者铝制的储气罐;液化天然气型(LNG)——天然气冷却到零下161摄氏度后成为液态，这时将其储存在特制的储藏罐内。LNG的储藏罐相当于一个保温瓶，保证瓶内的液态天然气不被气化，并能维持天然气的液化状态达到两周甚至更长的时间。

　　CNG适用于轻型和中型车辆，重型车辆更倾向于适用LNG。这是因为LNG相比于CNG有着更大的密度，也就是说，同样空间下LNG比CNG可以储藏更多也能提供更多的能量。

　　还有一种尚未被商业化的储气类型——吸附天然气(ANG)——在较低的压力下，一般在35帕的压力下，使天然气吸附在纳米多孔材料上(一般是碳基材料)。与LNG一样，ANG相比于CNG也有着更高的能量密度。

　　天然气汽车出现于上世纪中叶，尽管其有着诸多优势，但现在依然只占全球汽车市场的很小部分。在2010年底，使用中的天然气汽车大概有1270万辆，而全球汽车总量则是10亿辆。

　　世界上各个地区的天然气汽车的使用并不均衡。世界上70%的天然气汽车和一般的加气站仅位于五个国家：巴基斯坦、伊朗、阿根廷、巴西和印度。其中的主要原因在于这些国家缺少石油炼化能力，比如巴基斯坦和伊朗。

　　而在世界目前的道路燃料消费中，天然气汽车只占不到1%，在世界天然气消费中，天然气汽车用气量也几乎可以忽略不计。但是天然气汽车的市场正在快速发展。国际能源署最新的情境分析显示，到全球2035年天然气汽车的总量将达到3000万辆，届时天然气交通消费将占到天然气总消费3%。而天然气汽车全球联合会更加乐观，他们相信到2020年，全球天然气汽车的总数就会达到6500万辆。

　　得益于美国巨大的非常规天然气产量，北美的天然气汽车市场是全球最具增长潜力的。尽管现在天然气在美国交通领域的作用可以忽略不计，但是根据美国第二大天然气公司切萨皮克的预计，如果美国的卡车都放弃使用柴油而改用天然气的话，那么美国的石油进口将减少30%。

　　美国天然气大发展同样为天然气汽车提供了更多的燃料选择，比如通过天然气制油来直接替代石油消费。GTL的化学组分和石油类似，但比石油更加清洁，而其相比于CNG和LNG，GTL可以直接用于石油产品驱动的设备上。

　　尽管缺乏加气站依然是限制美国天然气汽车快速发展的瓶颈，但美国最大的交通天然气提供商——清洁能源公司正在试图改变这个局面。这家公司正在建设一个叫做“美国天然气高速公路”的项目，这个项目目标是在美国各大交通干线上建设150座LNG卡车加气站。切萨皮克能源公司为这个项目提供了4.5亿美元的资金支持，而清洁能源公司更是计划进入天然气汽车的下游全产业链：加气站、运输、出租车、机场交通以及市政车辆市场。

　　但是，这个计划显然已经难以与美国天然气汽车市场的增速相匹配。有研究公司预计在今后一段时间内，美国加气站年均增加6%，但天然气汽车数量增速却达到了8%。比如2010年，美国天然气加气站为18202座，相比于2009年增加了10%，但同期的天然气汽车市场的增速为12%。

　　交通领域中一个比较现实可行的利用天然气的途径是采用“混合搭配”。比如在南美地区，90%的天然气汽车发动机是双燃料的，既可以烧天然气(主要是CNG)，也可以烧汽油。那里的天然气汽车上往往也放着一个汽油罐桶，以避免天然气用光却找不到加气站，以致寸步难行的窘境出现。而在巴西，三燃料发动机也在2005年进入了市场，除了CNG和汽油，这种发动机也能使用乙醇驱动。

　　综上所述，天然气汽车的未来可能并不会很遥远了。