提高CNG汽車及其加氣站工作壓力的建議

2017年我國天然氣汽車保有量已逾600萬輛，其中壓縮天然氣（CNG）汽車573萬輛；加氣站8400座，其中CNG加氣站5300座；均位居世界第一位。但要從天然氣汽車大國提升為天然氣汽車強(qiáng)國，就需要大力推進(jìn)天然氣汽車的技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新。提高CNG汽車及其加氣站工作壓力就是一個重要的技術(shù)升級選項。為此，需要進(jìn)行《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范(GB50156)》標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作。

眾所周知，GB50156是一個廣為引用的國家標(biāo)準(zhǔn)，對于我國天然氣汽車加氣站）的建設(shè)乃至整個天然氣汽車的推廣工作起到了舉足輕重的指導(dǎo)、規(guī)范和推動作用，功不可沒。但是，隨著天然氣汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和市場需求的不斷提升。迫切需要對該標(biāo)準(zhǔn)的3個壓力限值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)高和修改。

具體說來，就是需要將該標(biāo)準(zhǔn)（2014年版）中第8.1.6條的"壓縮機(jī)排氣壓力不應(yīng)大于25MPa"中的25PMa改為35MPa；將8.1.13條 "固定儲氣設(shè)施的額定工作壓力不高于25MPa"中的25MPa改為30MPa；將8.1.21條 "加（卸）氣設(shè)備額定工作壓力應(yīng)為20MPa"中的20MPa改為25MPa。

一、建議修改三個壓力限值的理由

1、現(xiàn)行壓力限值標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致CNG汽車能量密度較低、行駛里程較短。

CNG汽車20 MPa的工作壓力已沿用了80多年，早應(yīng)適當(dāng)調(diào)升了。從1931年意大利在世界上率先推廣CNGV以來，至今已過去了87年；我國從1989年3月開始批量推廣天然氣汽車以來，至今已有29個年頭。我國CNGV的工作壓力一直沿用20MPa，導(dǎo)致長期以來我國CNGV運(yùn)行效率較低。目前，我國的CNG氣瓶的制造水平和氣瓶材料品質(zhì)都有了顯著提高，完全具備制造25MPa、30MP a乃至更高工作壓力氣瓶的能力。為提升CNGV的效率，應(yīng)當(dāng)隨著技術(shù)進(jìn)步，及時適當(dāng)提高CNG汽車的工作壓力限值標(biāo)準(zhǔn)。

2、我國車用氣瓶國家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)提高，當(dāng)前迫切需要與GB50156兼容和匹配。

早在2009年，國家標(biāo)準(zhǔn)《車用壓縮天然氣鋼質(zhì)內(nèi)膽環(huán)纏繞氣瓶》（GB24160-2009）中就已明確,可使用工作壓力為25MPa的氣瓶(2型瓶);而不久前頒布的《大容積鋼質(zhì)無縫氣瓶》（GB/T33145-2016）則允許最高工作壓力提高到30MPa。這就表明,CNGV車用氣瓶可以選擇25 MPa這個壓力等級;而長管拖車氣瓶和加氣站固定儲氣設(shè)施可以選擇30MPa這一工作壓力等級。這就需要對GB50156的上述三個壓力限值作相應(yīng)調(diào)升。

3、25MPa工作壓力已成世界CNG汽車的發(fā)展趨勢。

據(jù)了解，目前北美和東南亞不少國家的CNGV已使用25MPa的工作壓力。

我國不少CNGV裝備制造廠家已向國外提供25MPa工作壓力的氣瓶產(chǎn)品。例如北京天海公司向北美等市場提供3600Psi(相當(dāng)24.8 MPa)工作壓力的車用氣瓶；中集安瑞科、中材科技、新興能源等公司向中東地區(qū)及東南亞20多個國家出口了工作壓力為25MPa的長管拖車；甚至連推廣CNGV沒有幾年的越南也在使用我國廠家提供的25MPa等級的氣瓶產(chǎn)品。唯獨(dú)受GB50156標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于相關(guān)壓力限值的制約，25MPa車用氣瓶至今尚無法在國內(nèi)銷售和使用。

此外，我國氫燃料電池大客車儲氣瓶的工作壓力已設(shè)定為35MPa；日本氫燃料電池轎車儲氣瓶的工作壓力更是設(shè)高達(dá)70MPa；GB/T34537-2017《車用壓縮氫氣天然氣混合燃料》中規(guī)定，"壓力不大于35MPa"，這對于適當(dāng)提高CNG汽車工作壓力頗具參考價值。

二、適當(dāng)提高氣瓶工作壓力限值的好處

1、可以顯著提高CNG汽車的續(xù)行里程。

眾所周知，推廣天然氣汽車對于治理大氣污染、保障國家能源安全、（2017年我國石油對外依存度已逾67%）、增加天然氣的消費(fèi)量和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)等方面居功至偉（2017年，我國交通用天然氣占比約為15%）。而我國CNGV的保有量又占天然氣汽車保有量的95%左右。

但是，CNG汽車的能量密度低，續(xù)行里程較短，是其一個明顯的不足之處。若將其工作壓力從20MPa提升至25MPa,則續(xù)行里程可增加近20%。換言之，出租車和公交車的續(xù)駛里程均可以從200公里增加到約240公里。應(yīng)該說這是一個不小的進(jìn)步。

2、長管拖車儲運(yùn)壓力升級到30MPa意義重大。

把長管氣瓶的儲存壓力限值從20MPa提高到25-30MPa，可以提高約20%-36%的天然氣運(yùn)輸量。世界上大多數(shù)地區(qū)都實(shí)施著25MPa壓力限值。換言之，在完成相同運(yùn)輸量的條件下可以節(jié)省20%-36%的駕、監(jiān)人員。例如目前全國有一萬輛長管拖車，儲運(yùn)壓力升級后就可以節(jié)省2000-3600名駕駛員和相同數(shù)量的押車人員。此外，長管拖車的價格不妨按100萬元人民幣來計算，則相當(dāng)于節(jié)約了20億元人民幣的購車費(fèi)用。相反，如果繼續(xù)沿用20MPa壓力等級，就意味著要造成20-36億元購車費(fèi)及2000-3600個人工費(fèi)的浪費(fèi)。

業(yè)已頒布的新標(biāo)準(zhǔn)GB/T33145-2016、允許運(yùn)氣車氣瓶最高工作壓力提高到30MPa，則可以使我國的運(yùn)氣車效率得到進(jìn)一步地提高。

3、CNG加氣站的儲氣能力相應(yīng)得以增加。

隨著加氣站的儲存壓力由25MPa升至30MPa，儲氣能力可相應(yīng)增加約20%。例如原儲氣能力為5000立方米天然氣的加氣站；可以增加到6000立方米。

三、在用CNG加氣站提升加氣壓力的改造可有序進(jìn)行

提高CNG系統(tǒng)壓力限值是一項系統(tǒng)工程，需要有一個過渡期。在過渡期內(nèi)，現(xiàn)有加氣站保留20Mpa的加氣裝置，增加25Mpa的加氣裝置，可同時滿足20MPa和25MPa車輛的加氣需求。研究論證表明，在用CNG加氣站的充氣壓力從為20MPa提升為25MPa，在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上都是可行的。

1、原壓縮機(jī)可以使用，只需增加一臺增壓機(jī)，即可達(dá)排氣壓力為30MPa。（對于加氣母站，需增壓到32.5-35MPa）

2、 原25MPa儲氣壓力的儲氣設(shè)施（井或瓶組）仍可保留使用；只需增加一組30MPa儲氣壓力的儲氣設(shè)施。

3 、鑒于加氣站高壓閥門大都已是32 MPa等級，可沿用；對于其他裝置與高壓管道需進(jìn)行強(qiáng)度核算來決定是否更換。

4 、加氣站提升加注壓力的改造費(fèi)用，初步測算，一個站可控制在100萬元以內(nèi)；如果大批改造，成本還會進(jìn)一步降低。

5、 在用加氣站經(jīng)改造后，可以同時對20MPa和25MPa工作壓力的CNGV加氣。如同加油可以同時對92號、95號、98號汽油加油一樣。

6、 不同工作壓力的車用氣瓶可以通過規(guī)格型號不同瓶閥來區(qū)別，以防止誤充裝。還可以通過電子標(biāo)簽與APP等技術(shù)手段來確保其安全性。

7、加氣機(jī)可以通過強(qiáng)度校核來選擇改造或更新。

8.在用的500多萬CNG汽車不需要作任何改動，可繼續(xù)按20MPa的工作壓力使用；新出廠和新改裝的CNG汽車才采用25MPa的工作壓力。除氣瓶外，CNG汽車的其他專用裝置的工作壓力均需升級為25MPa,但都是很容易實(shí)現(xiàn)的事。

綜上所述，希望有關(guān)部門能夠順應(yīng)當(dāng)前CNG汽車技術(shù)發(fā)展潮流，盡快組織力量對相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改。這對于我國推廣天然氣汽車這一件利國利民的大好事，必將做出新的更大貢獻(xiàn)。