清洁燃料汽车与污染控制
徐墨杭
琼州学院理工学院海南五指山 572200
摘要：近几年来，我国汽车工业实现了突飞猛进的发展，据中国工业协会的最新统计，目前我国汽车保有量已达2400万辆，年消耗油品7000多万吨。汽车在促进经济繁荣，给人民生活带来方便的同时，也带来了能源和环保的问题。其中对环境影响最大的，莫过于随着机动车总量的飞速增长而日益严重的汽车尾气污染。业内人士估计，10至15年后，我国的汽车保有量可能超过1亿辆。因此，治理汽车污染将是一项长期的，艰巨的，复杂的系统工程。汽车尾气主要是指排气管排出的废气，废气中含有150~200中不同的化合物，其实对人危害最大的有一氧化碳，碳氢化合物，氮氢化合物，铅的化合物及颗粒物。汽车尾气不仅对人产生危害，对植物也有毒害作用。所以汽车尾气污染的控制足以引起全人类的重视。新型汽车清洁燃料的出现指明了尾气污染控制的方向。
关键词：尾气，污染，控制，清洁燃料。
引言：据世界资源研究所和中国环境监测总站测算，全球10个大气污染最严重过的城市中，我国就占了7个。因此，中国政府对治理汽车尾气排放造成的城市污染非常重视，积极支持清洁燃料车的发展。清洁燃料汽车是以清洁燃料取代传统汽油的环保型汽车，是减少汽车污染物排放的重要措施之一。
1. 以北京市为例看清洁燃料汽车的发展
1.1 北京市发展清洁燃料汽车的迫切性
北京市机动车保有量虽然比国外大城市少，但单车排放的污染物比国外同类机动车高几倍至10几倍，机动车排气污染居全国之首。机动车排放的一氧化碳，氮氧化合物等污染物对人体健康产生危害，氮氧化合物中毒性最大的是No2,对人体的呼吸器官有刺激作用，会引起气管炎，肺炎，甚至肺气肿。机动车排放的污染物还可能引起光化学烟雾。光化学烟雾是汽车尾气的二次污染物，与机动车排放的HC，Nox有关。北京市在非采暖期已经存在明显的光化学烟雾污染。因此，采取有效措施，防治机动车排放污染，防止环境继续恶化，防止发生光化学污染的公害事件发生，已成为刻不容缓的重要工作。
1.2 清洁燃料汽车的发展方针及步骤
按照国务院对北京市环境质量的要求，北京市的环境至少要在2002年达到质量二级表针。为此北京市真被采取多项治理措施。其中对于控制机动车污染物排放，一是对于新车颁布了《轻型汽车排气污染物排放标准》。二是，积极推广使用清洁燃料汽车，并从政策上给予一定支持。我们发展清洁燃料汽车的基本方针是：统筹规划，加快实施，先易后难，区别对待。对于还在起步阶段的清洁燃料汽车产业的发展来说，需要一个相对稳定的，长期的政策支持，首先鼓励在用车辆尽可能改为清洁燃料汽车。同时清洁燃料汽车要维持一个比较稳定的保有量。不仅要大量改造在用车辆，还要有制造厂生产双燃料汽车。而目前让已经达到新排放标准的新车再马上改用清洁燃料，除非在经济又相当好处，否则是有很大困难的。因此，为促进清洁燃料汽车产业的起步，我建议有关部门应考虑在政策方面有一定灵活性。针对不同类型的车辆，制定不同的政策，使得在近期清洁燃料汽车有一个比较稳定的保有量。
具体的讲就是：对于已经列入近期改车计划的出租车行业，应针对不同价位的车型考虑不同的政策。对于中高档次的出租车，首先考虑改造再用车辆，待这些车辆逐步淘汰更新时，再更新为采用电子燃油喷射的双燃料车。对于目前准备更新的低价位出租车，则应一定期限内适当放宽新车标准。优于这些车辆的服务对象是普通市民，租价较低，在更新车辆时除尽量改为电喷车外，若考虑其成本，待其到了下一个更新期时，此时相关的加气设施已经建设得比较完善，经济承受能力也有很大提高，这时要求其他使用电喷双燃料车也是能够接受的。
1.3 关于改车对象的选择
合理的选择好首批改为清洁燃料汽车的车种和车型是十分重要的。选择的好，经济，社会和环保效益明显，必然对发展清洁燃料汽车起推动作用，否则将是不利的。
从环境保护角度分析：电喷车加上三效净化装置即可达到轻型汽车新车排放标准。而普通化油器车，几时安装尾气净化装置，也难以达标。因此，近期应以改造普通化油器车为主，以取得最大的环境效益。以后再逐步考虑改造使用电子燃油喷射的车辆。
从技术经济角度分析，双燃料汽车的发展，首先应是那些投资回收比较稳定的专业运输车辆，如公共汽车，出租车，环卫车，邮电车，运输车等。一是专业运输车辆集中管理，可以建相对少的站点，而在短期内达到经济规模获得较大效益；二是车型车况较为单一，便于技术改造和运行管理。
有鉴于此，我的具体想法是；
1.3.1 积极推动在用车辆，特别是普通化油器车辆，改为清洁燃料汽车，以缓解大量燃油造成的尾气污染。
1.3.2 近期以改造专用车辆为主，启动加气站的建设，待加气站建设到一定数量时，逐步带动发展部分社会车辆。
1.4 关于清洁燃料的选择
目前我们采用的清洁车用燃料主要是压缩天然气和液化石油气，与使用汽油相比，尾气排放中的污染物大大降低。从测试情况来看，使用压缩天然气的效果好于液化石油气。但是建设压缩天然气加气站的投资大约等于液化石油气的5倍以上，这样给出其建设带来了一定困难，投资大，必然建站少，建站少，也就必然发展慢。因此，我的想法是：
1.4.1 对于有固定，集中停车场的车辆，如公共汽车、环卫车、邮电车以及运输公司的货运车等，应尽可能考虑使用天然气，在近期没有条件供应天然气时，才是使用液化石油气。
1.4.2 对于流动性比较大的出租车，近期以使用液化石油气为主。
1.5关于加气站的设置
加气站的布局和建设，是发展清洁燃料汽车的关键。由于汽车用地非常紧张，而且市区的消防要求又非常高，因此加气站选址和建设的难度非常大。为加快加气站的建设，必须因地制宜，多种建站形式相结合。
1.5.1 新建站与现有加油站的改造相结合；
1.5.2 专用站与社会站相结合。
2.清洁燃料的种类及技术要求
2.1 清洁燃料的种类
目前使用最广泛的清洁燃料是压缩天然气（CNG），液化天然气（LNG）和液化石油气（LPG）。我国已制定了压缩天然气和液化石油气产品标准。
2.2 压缩天然气和液化石油气主要技术要求
汽车用压缩天然气主要技术要求
项目指标
高位发热量，MJ/m3不小于31.4
硫化氢含量，mg/m3不大于15
总硫含量， mg/m3不大于200
二氧化碳含量，%（v/v）不大于 3.0
水露点低于最高操作压力下最低环境温度5℃
车用液化石油气规格主要指标
3. 以天然气汽车为例论述清洁燃料汽车相比于传统汽车的优缺点
3.1 清洁燃料汽车
清洁燃料汽车是指各种有害气体排放值分别达到法定限定值水平以下，并与替代燃料，能源的使用有关的汽车总称。
3.2 天然气汽车
天然气汽车是以天然气为燃料的一种气体燃料汽车。天然气的甲烷含量一般在90%以上，是一种很好的汽车发动机燃料。目前，天然气被世界公认为是目前最为现实和技术上比较成熟的车用汽油和柴油的代用燃料，天然气汽车已在世界和我国得到推广应用。
3.3 天然气汽车的主要优缺点
3.3.1 天然气汽车的排放污染大大低于以汽车为燃料的汽车，尾气中不含硫化物和铅，一氧化碳降低80%，碳氢化合物降低60%，氮氧化合物降低70%。因此，许多国家已将发展天然气汽车作为一种减轻大气污染的重要手段。
3.3.2 天然气汽车有显著的经济效益
3.3.2.1 可降低汽车营运成本。天然气汽车的价格比汽油和柴油低得多，燃料费用一般节省50%左右，使营运成本大幅降低。由于油气差价的存在，改车费用可在一年之内收回。 项目 车用丙烷 车用丙丁烷 37.8℃蒸汽压（表） kpa 不大于 1430 1430
丙烷，%（v/v ） 不小于 ― 60 丁烷以上，%（v/v ） 不大于 2.5 ― 戊烷以上，%（v/v ） 不大于
― 2 丙烯，%（v/v ） 不大于
5 5 100ml 蒸发残留，ml 不大于 0.05 0.05 油渍观察 通过 通过 密度（15℃或20℃） 实测 实测 铜片腐蚀 不大于 1 1 总硫含量，mg/kg 不大于 123 140 游离水 无 无
3.3.2.2 可节省维修费用。发动机使用天然气作燃料，运行平稳，噪音低，不积炭，能延长发动机使用寿命，不需经常更换机油和火花塞，可节约50%以上的维修费用。
3.3.3 比汽油汽车更安全
首先与汽油相比，压缩天然气本身就是比较安全的燃料。这表现在：
3.3.3.1 燃点高。天然气燃点在650℃以上，比汽油（427℃）高出223℃，所以与汽油相比不易点燃。
3.3.3.2 密度低。与空气的相对密度为0.48，泄漏气体很快在空气中散发，很能形成遇火燃烧的浓度。
3.3.3.3 辛烷值高。可达130，比目前最好的96好汽油辛烷值高得多，抗爆性能好。
3.3.3.4 爆炸极限窄。仅5~15%，在自然环境下，形成这一条件十分困难。
3.3.3.5 释放过程是一个吸热过程。当压缩天然气从容器或管路中泄出时，泄孔周围会迅速形成一个低温区，使天然气燃烧困难。
其次，压缩天然气汽车所使用的配件比汽油汽车要求跟高。表现在：
3.3.3.6 国家颁布有严格的天然气汽车技术标准。从加气站设计，储气瓶生产，改车部件制造到安装调试等，每个环节都形成了严格的技术标准。
3.3.3.7 设计上考虑了严密的安全保障措施。对高压系统使用的零部件，安全系数均选用1.5~4以上，在减压调节器，储气瓶上安装有安全阀，控制系统中，安装有紧急断气装置。
3.3.3.8 储气瓶出厂前要进行特殊检验。气瓶经常规检验后，还需充气作火烧，爆炸，坠落，枪击等试验，合格后，方能出厂使用。
中外发展天然气60年来，从未出现过因天然气爆炸，燃烧而导致车毁人亡的事实证明，压缩天然气汽车是十分安全可靠的。
3.3.4 天然气汽车的动力性略有降低。燃用天然气时，动力性略下降5~15%。
3.3.5 改装一次性投资大。目前改装一辆天然气汽车大约需要1万元左右。
4.结论与建议
根据上述的评论与分析可以得出：车用能源多元化和清洁化是汽车工业未来发展的必然趋势。虽然清洁替代能源在某些指标上没有达到尽善尽美的程度，但清洁能源汽车的温室气体和标准排放物的各项指标整体上优于汽油车的排放。
根据我国目前国情，对我国发展清洁汽车提出以下建议：
4.1 强化富产天然气地区燃气汽车的优势，支持燃气汽车的推广。
4.2 改善二甲醚的使用方法，探索新的合成方法，降低使用运输成本。
4.3 完善甲醇燃料的生产工艺，进一步加强产业化，加强燃料乙醇汽油的应用。
4.4 加快突破制约电动汽车与燃料汽车发展的成本问题，并在政策上给予一定的优惠。
参考文献
[1] 国家统计局.中华人名共和国2006年国名经济和社会发展统计公报[G].2007-2-28.
[2] 王晓丽.汽车能源多元化发展影响因素分析及政策研究[D].吉林：吉林大学.2006.
Clean-fuel vehicles and pollution control
Xumohang
Key words: emission, pollution control, clean fuel.
Abstract: In recent years, China's automobile industry achieved rapid development, according to Chinese Industry Association's latest statistics, China's vehicle population has reached 24 million, more than 7,000 tons of annual oil consumption. Automotive in promoting economic prosperity and convenience to people's lives, it also brings energy and environmental protection. Where the greatest impact on the environment, than with the rapid growth of motor vehicles growing automobile exhaust pollution. Industry estimates, 10 to 15 years, China's vehicle population may be more than 100 million. Therefore, the control auto pollution will be a long-term, arduous and complicated systematic project. Automobile exhaust is the main exhaust pipe emissions, exhaust contains 150 to 200 different compounds, in fact, people are most detrimental to carbon monoxide, hydrocarbons, hydrogen and nitrogen compounds, lead compounds and particulate matter. Automobile exhaust cause harm not only people, have toxic effects on plants. Therefore, the control of automobile exhaust pollution, enough to cause the attention of all mankind.The emergence of new clean fuel vehicles specifiled in the direction of exhaust gas pollution control.
题目：清洁燃料汽车与污染控制
作者：徐墨杭
班级： 08还本一班
学号： 15号
指导老师：赵由之
2010-8-10