摘　要：由于燃油汽车尾气排放是产生PM2.5的主要因素之一，导致我国主要城市雾霾天气越来越严重。为解决城市公交燃油造成的环境污染问题，本文从城市公交车的种类与特点出发，对城市公交车进行了技术、经济、环境等方面的分析，提出了当前城市公交应大力发展LNG公交车与LNG混合动力公交车，从而推动城市环境改善与城市燃气发展。

关键词：天然气　公交汽车　发展浅议

1　前言

随着我国经济的发展，环境污染问题日益突出。近年来，我国一些地区不时会出现雾霾天气，特别是今年初，京津冀、长三角等区域城市的卒气质量连续超标。监测总站数据显示，颗粒物(PM2.5和PMl0)为近日连续雾霭过程影响空气质量最显著的主要污染物，而扬尘、燃煤和汽车尾气排放等成为PM2.5的主要来源。

机动车污染已成为我国空气污染的重要来源，解决城市机动车污染首先从公交汽车开始。近年，在国家“公交优先”发展战略等相关政策指导下，国内重庆、福州、贵阳等主要城市先后采用CNG公交车、LNG公交车、气电混合动力公交车等，促进了当地的环境改善。

2　公交汽车的燃料种类与分析

城市公交汽车按照燃料供给分为燃油公交汽车、天然气公交汽车、混合动力公交汽车、电动公交汽车、燃料电池公交汽车。

燃油公交汽车分为汽油公交汽车、柴油公交汽车，由于燃油公交汽车的排放存在污染，已成为PM2.5及空气污染的重要来源，在目前城市公交汽车发展上应受到严格控制。

燃料电池公交汽车是电动汽车的一种，是以氢气、甲醇等为燃料，其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，直接变成电能的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2倍～3倍，因此，从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。但由于目前氢气的获取与储存较为困难且成本较高，续航里程过短，燃料电池的生产成本一直居高不下，还没有一套成熟的技术批量生产，近期推广使用存在很多问题，可作为未来理想的公交汽车能源。

电动公交汽车主要是指纯电动公交车，是以车载电源为动力，选配合适的车载蓄电池或电缆供电设备提供电能驱动行驶的公交车。该车噪音小，行驶稳定性高，实现零排放。但由于电池重、占车辆空间大，电池衰减过快，续航里程短等问题尚未解决，因而阻碍了电动汽车的应用与发展。同时，南于我国电力以火电为主，发电过程存在环境污染问题，并由于燃煤导致PM2.5、PMl0、CO2等大量产生。除非电池技术出现重大突破，纯电动公交车的电池问题在短期内难以解决。目前，在大连、深圳等地使用纯电动公交车发现，纯电动公交车尚不成熟，还存在多种技术性问题。因此，从汽车总体发展趋势看：纯电动汽车将是未来发展的方向。

混合动力公交汽车是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机／发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。由电动和其他能源动力相结合的混合动力公交汽车正好可以弥补纯电动车续航能力等方面不足的问题，具有较好的发展前景。

天然气公交汽车是指用压缩天然气和液化天然气作为燃料的公交汽车。

鉴予以上分析，目前从技术、环境、经济等方面因数考虑，最可行的公交汽车是混合动力公交汽车、天然气公交汽车。现就两种公交汽车做进一步比较分析。

3　公交汽车的技术经济分析

3．1　天然气公交汽车

天然气公交汽车可分为压缩天然气(CNG)公交汽车、液化天然气(LNG)公交汽车。目前，我国以压缩天然气(CNG)公交汽车为主，部分城市使用液化天然气(LNG)公交汽车。

3．1．1天然气公交汽车的技术经济分析

天然气公交汽车是以天然气为燃料，与燃油公交汽车相比具有较大的技术、经济、环保优势，具体分析如下：

(1)天然气辛烷值高达l20，抗爆性高，燃烧特性优越。

(2)天然气与空气混合均匀，燃烧完全，CO和微粒粉尘的排放量较低，解决了城市燃油公交汽车尾气排放产生PM2.5的问题。

(3)与柴油公交汽车相比，没有碳烟和颗粒排放，彻底解决了城市公交汽车冒黑烟问题，具有较好的环保效益。

(4)运行平稳、噪音低(降低30％左右)。，

(5)天然气是比较安全的燃料。天然气燃点在650℃以上，比汽油燃点(427℃)高，不易点燃。且与空气的相对密度为0.48，泄漏气体很快在空气中散发，很难形成遇火燃烧的浓度。

(6)天然气发动机不积炭，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％以上的维修费崩。

(7)与燃油公交汽车相比，具有较大的经济优势(见表l)。

因此，以天然气为燃料的公交汽车由于具有较好的经济效益、环保效益、社会效益，天然气公交汽车具有较好的发展前景。

3．1．2LNG公交车与CNG公交车的比较

CNG公交车采用高压CNG钢瓶储气(20MPa)，为常温高压天然气；而LNG公交车采用LNG钢瓶储气(0.6MPa左右)，为低温液化天然气。因而，导致两种公交车存在一定差异，现根据其各自的特点，比较如下：

(1)CNG公交车采用CNG钢瓶储气时，由于受车辆尺寸影响，放瓶数不多，储存量不大，若采用一个80L的气瓶仅装载l6m³左右的气体，要达到城市公交同样的行驶里程，一般需要8—10个气瓶。而LNG公交车采用LNG钢瓶储气，储存量大，若采用一个335L的钢瓶，就能行驶500km以上。

(2)CNG公交车采用CNG钢瓶储气，储气量不大，一般每天加一次气；LNG公交车采用LNG钢瓶储气，储存量大，相同运行情况下，一般两天加一次气。

(3)LNG公交车由于储气量大，比CNG公交车续航里程长。

(4)LNG公交车两天加一次气，比CNG公交车减少了加气次数，且两天为加气往返里程减少一次，如贵阳每次加气所需的往返里程平均5km左右。为此，采用LNG公交车既减少了为加气所需的往返里程，又节约了因往返里程产生的燃料消耗与运行费用。若按照一次加气所需的往返里程5km计，一年(以360天计)一辆LNG公交车可节约900km，可年节约天然气270m³。

(5)CNG钢瓶壁厚较厚，重量重，CNG公交车与LNG公交车相比，加大了汽车负荷，增加了燃料消耗。

(6)LNG公交车加气时间较短(5min左右)，而CNG公交车加气时间较长(约15min左右)，缩短了车辆等待时间，减少了车辆排队问题。

(7)LNG公交车储罐压力小(0.6MPa左右)，质量轻、车辆设计布置方便，且更为安全。

因此，从LNG公交车与CNG公交车的比较看，LNG公交车优于CNG公交车，建议城市天然气公交汽车应发展LNG公交车。

3．2　混合动力公交汽车

3．2．1混合动力公交汽车种类

混合动力公交汽车按照燃料种类分为：汽油、柴油和天然气混合动力公交汽车。

混合动力公交汽车则是在低速行驶时由电池驱动，车速达到一定标准时自动转换为柴油(汽油或天然气)机驱动，而且不仅搭载的柴油(汽油或天然气)机可为车上的蓄电池组或“超级电容”充电，在车辆滑行、刹车时产生的动能也能经“超级电容”转换成电能。

3．2．2汽油／柴油混合动力公交汽车

汽油／柴油混合动力公交汽车分别以汽油、柴油为燃料，在低速行驶时由电池驱动，没有污染。但南于公交车高速运转时，必以汽油或柴油为动力驱动发动机工作，此时以汽油或柴油燃烧，与常规汽油或柴油公交车一样运行，存在汽车尾气污染与PM2.5的污染问题。因而，汽油混合动力公交汽车、柴油混合动力公交汽车对环境是存在污染，只是比纯汽油／柴油公交汽车对环境的污染少一些，因此，不建议城市采用汽油／柴油混合动力公交汽车。

3．2．3天然气混合动力公交汽车(也称“气电混合动力公交车”)

由于天然气是高效、清洁的燃料，解决了燃油对环境污染的问题与PM2.5的产生问题，天然气混合动力公交汽车已成为目前城市公交汽车应用的较好模式。

天然气混合动力公交汽车分为LNG混合动力公交汽车与CNG混合动力公交汽车。同理于LNG公交汽车与CNG公交汽车，由于LNG混合动力公交汽车克服了CNG混合动力公交汽车存在充气时间长、车辆续航里程短等问题，因而，LNG混合动力公交汽车具有较好的应用发展前景。

3．2．4 LNG混合动力公交汽车的技术特点

混合动力公交汽车采用混合动力后，当需要大功率、内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电。南于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。

LNG混合动力公交汽车在混合动力公交汽车中的特点尤为突出，具体如下：

(1)由于混合动力公交汽车采用可充电电池，可以方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。

(2)LNG混合动力公交汽车一旦遇到信号灯或起步、怠速行驶等低速情况，电动机直接驱动，发动机不工作。也即是在在繁华市区行驶时，天然气混合动力公交汽车遇到信号灯或起步、怠速行驶等低速情况下，可关停内燃机，南电池单独驱动，实现“零”排放。

(3)LNC混合动力公交汽车行驶一般在20码以上或遇到下坡路段，LNG发动机工作的同时，又会主动为电动机充电。

(4)LNG混合动力公交汽车采用LNG为燃料，比CNG混合动力公交汽车储存量大，车辆续驶里程长等特点。

(5)LNG混合动力公交汽车不仅解决了续航问题，而且电池的容量也瘦身了60％—70％，从而成本也比纯电动公交汽车大大降低。

(6)由于采用LNG为燃料，其储量大，内燃机可以解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。

(7)LNG混合动力公交汽车可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本，也克服了纯电动公交车完成一次允电作业需要4h～6h的问题。

(8)LNG混合动力公交汽车更环保、更节能，使用LNG作为燃料，有效降低有害气体排放，与燃油车相比，尾气中二氧化碳排放量下降80％、碳氢下降60％、氮氧化物下降40％、二氧化碳总排放量下降20％，颗粒物的排放基本消除，环保达到欧ⅴ水平。

(9)车辆行驶时更平稳、噪音更小。

4　结论

在公交汽车上天然气公交汽车、混合动力公交汽车均优于燃油公交汽车，而在公交汽车中采用LNG在储存、续航里程等方面优于采用CNG。因此，从技术、经济与环境等分析比较看，在城市公交汽车上应大力发展LNG公交汽车，特别是LNG混合动力公交汽车。

参考文献

1高黎敏.LNG用作汽车燃料的优点[J].煤气与热力，2012；3：16-18

2袁翔，张劲松.气电混合动力汽车的可行性分析[J].公路与汽运，2010；3：1-3

3曹正策，胡琴.混合动力电动公交车产业化构想[J].汽车工业研究，2005；12：38-40

本文作者：广宏

作者单位：贵州燃气(集团)有限责任公司