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LNG替代柴油经济性分析

2017-05-18 11:12:42  来源:互联网  LNG  柴油  经济性分析   
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  根据中石化的均值比较法:
  天然气低热值为36.22 MJ/m3,0#柴油低热值为38.44 MJ/L。(甲烷CH4低热值35.902MJ/m3,8548大卡,相当于柴油0.934L)如果不考虑燃烧效率,单从热值上来算,1立方米天然气相当于0.942升柴油。虽然天然气的热值较高,但天然气与空气形成混合气的热值比柴油的混合气热值低约10.5%,这是功率下降的主要原因。天然气作燃料时,燃料本身的体积在整个进气中占有较大比例,因此导致进入气缸的空气量减少,充气系数下降。天然气的主要成分甲烷的火焰传播速度比柴油低12%,使发动机总燃烧期增长,造成气缸内压力和温度上升缓慢,致使发动机动力下降。
  根据发动机生产商的统计数据,同排量发动机在使用天然气作燃料时,最高功率一般要下降10%——15%左右,1m3天然气进入发动机燃烧后产生的热值相当于0.75L——0.8L柴油燃烧的热值,据日本“新能源产业技术综合开发机构”提交的一份题为《高效率、低公害天然气汽车实用化开发报告》指出,现普遍水平为0.75,即1m3 天然气与0.75L柴油产生的动力相当(1L柴油相当于1.3 m3天然气, 1方天然气相当于0.626公斤柴油)。也就是说如果每方LNG价格与0.75L柴油价格相同,LNG将没有任何优势,按照河北0#柴油7.84元/升计算,每方天然气价格5.88元(约8200元/吨)。
  柴油车改用LNG的经济效益分析表
  说明:LNG气源地不同,热值和组分不同,内蒙/山西/宁夏等LNG工厂生产的LNG热值普遍较低,与进口LNG及广汇/北海相比,每方热值低10%以上,最大差20%(宁夏与上海比较),即使同一气源地不同时段LNG热值和组分也有变化,因此造成不同气源地LNG与柴油替代比例不一样(不考虑不同发动机的影响)。我们通常说的1:0.75到0.8的前提是天然气热值36.22MJ/NM3,柴油热值38.44 MJ/L。
  百公里节省费用的公式:百公里节省费用(元/百公里)=百公里耗油量(升/百公里)*(当期柴油单价元/升-当期天然气单价元/方*1.3)从上面的分析表中可以得出结论:柴油车采用LNG作为替代燃料,每方LNG销售价格按照每升0#柴油销售价格的60%定价,城际大巴和公交平均每天行驶300公里,重卡平均每天行驶400公里,在一年左右的时间即可收回车辆改造或者更新单燃料车增加的费用,百公里油耗越大,行驶里程越长,经济效益越突出。
  使用LNG替代柴油后节约百分比=(当期柴油单价元/升-当期天然气单价元/方*1.3)/当期柴油单价元/升=(1-每升柴油价格的百分比*1.3)
  按照每升柴油价格60%定价每方天然气销售价格燃料成本降低百分率=(7.84-4.7*1.3)/7.84=22.07%;
  天然气替代柴油的换算关系:
  燃点对比:安全性对比:
  柴油:燃点220℃;汽油燃点427℃。但汽油挥发性强,汽油蒸汽要对柴油燃点低。
  液化石油气(LPG):燃点490℃。
  天然气:燃点650℃。
  煤气:混合气体,燃点大于500℃。
  比重对比:
  液化石油气(LPG): 与空气比重1.5——2,发生泄漏时往下沉积,易造成爆炸的安全隐患。
  天然气(NG):与空气比重0.58——0.79,发生泄漏时会很快往空中挥发,不易造成安全隐患。
  爆炸极限对比:
  液化石油气(LPG):1.7%——9.7%。 极易发生爆炸。
  天然气(NG):爆炸极限5——15%。 不易发生爆炸。
  从以上看出,天然气的各项安全性指标均高于常见的几种燃料,所以以天然气为燃料的安全性相对于其它燃料来说,安全性更高。
  作为车用燃料,LNG(液化天然气)较CNG(压缩天然气)具有以下优势:
  1. LNG比CNG一次充装行驶里程长。大公共汽车充装一次LNG可运行400公里,出租轿车充装一次可运行500公里,而大公共汽车充装一次CNG仅能运行200公里,出租轿车仅能运行130公里。
  2. LNG比CNG充装时间短,LNG充装一次约3——5分钟,CNG充装一次约12分钟。
  3. LNG比CNG充气压力低,约为CNG充装压力的1/40,不易泄漏。LNG充装压力仅为0.5MPa,CNG充装压力却是20Mpa。
  4. LNG比CNG非有效载荷低,使用经济性好。行驶相同距离下,LNG气瓶重量仅有300公斤/车,而CNG气瓶重量为1000公斤/车(6只气瓶)。
  5. LNG比CNG充装噪声低,CNG加压噪声达80dB,而LNG加压噪声在50dB以下。
  6. LNG比CNG更清洁,因为LNG液化时已清除大量杂质。
  7. LNG与CNG相比可减少二次转换的能量消耗。
  8. LNG因续驶里程长、充装时间短从而可减少加气站的建站数量,节约土地资源。
  车船LNG的优势
  经济性
  1、容积LNG储罐装载天然气是CNG的3倍,采用LNG作为车用燃料,可实现汽车续驶里程长;
  2、LNG因续驶里程长、充装时间短从而可减少加气站的建站数量,节约土地资源;
  3、建站投资少,占地小,无大型动力设备,运行成本低,加气站无噪音;
  4、建站周期较短,特别适应于矿山、港口运输的重型卡车和城际大巴以及内湖船舶;
  5、LNG价格稳定,不受国际原油价格影响,用LNG作燃料较用汽、柴油作燃料节约近20%左右。
  6、由于LNG是液态,可用专用槽车运输,建站不受天然气管网制约,便于规模化推广。
  环保性
  LNG由于脱除了硫和水分,其组成比CNG更纯净,因而LNG汽车的排放性能要优于CNG汽车,LNG 作为优质的车用燃料具备燃烧完全特性,燃烧后生成二氧化碳和水。它可将汽油汽车尾气中CH减少72%,NOx减少39%,CO减少90%,SOx、Pb降为零,增强了汽车的环保性能,尾气排放达到欧Ⅲ标准,利于环保,成为目前最清洁能源燃料之一,更是车用燃料的首选,有明显的环境效益及社会效益。
  安全性
  燃点对比:
  柴油:燃点220℃;汽油燃点427℃。但汽油挥发性强,汽油蒸汽要对柴油燃点低。
  液化石油气(LPG):燃点490℃。
  天然气:燃点650℃。
  比重对比:
  液化石油气(LPG): 与空气比重1.5——2,发生泄漏时往下沉积,易造成爆炸的安全隐患。
  天然气(NG):与空气比重0.58——0.79,发生泄漏时会很快往空中挥发,不易造成安全隐患。
  爆炸极限对比:
  液化石油气(LPG):1.7%——9.7%。 极易发生爆炸。
  天然气(NG):爆炸极限5——15%。 不易发生爆炸。
  压力对比:
  LNG比CNG充气压力低,约为CNG充装压力的1/40,不易泄漏。LNG充装压力仅为0.5MPa,CNG充装压力却是20Mpa。
  从以上看出,LNG的各项安全性指标均高于常见的几种燃料,所以以LNG为燃料的安全性相对于其它燃料来说,安全性更高。
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