LNG公交车开发中面临的主要问题及解决办法

开发LNG公交车面临的主要问题及解决办法探讨雷洪钧湖北省城市客车工程技术研究中心LNG公交车是一个新的品种，前期全国不少的城市也进行了试用推广。目前 从公交公司反馈的情况来看，这个品种相对其他节能与新能源公交车而言，公交 企业是比较认可的。不过这个品种的开发仍然面临一些问题需要予以高度重视， 理应及时解决好，才能发挥LNG公交车在城市的“节能减排”的重要作用。本文 对此进行讨论。1 LNG公交车开发背景随着PM2.5监测标准实施，人们对城市环境质量的要求是越来越高。PM2.5 最主要来源是尘土和燃烧形成的颗粒，而这些颗粒中60%80%来自电厂和车辆 燃烧排放的SO2、NOx等与大气中的NH3以及水滴反应结合之后形成的气溶胶是 大气污染主体。由于汽车在使用时产生的污染物有CO、HC、NOX、SO2、铅化合物、碳烟和 不完全燃烧烟雾对城市环境的影响也在不停升级，为此国家积极推荐“节能与新 能源汽车”的使用力度也不断提升。目前已经主要有高性能柴油客车、燃气客车、 纯电动客车、混合动力客车被认为是“环保”车型，得到广泛推广。但是，目前 这几类客车各有优势和不足：（1）柴油客车：技术相对最为成熟，但使用的是柴油不仅价格会攀升，其排 放特性离时代要求是越来越远；（2）纯电动客车虽然有达到零排放、无污染、低噪音等特点，但是目前技术 成熟度有待进一步提升，对使用环境目前较为苛刻；（3）混合动力客车成熟度已经比较高，对使用环境相对要好一些，但是动力 系统结构复杂，其使用的经济性及维护的便利性，离实际工况仍然相对较；（4）CNG客车技术已经相当熟应，排放特性较优，其经济性及维护便利性比 较符合实际情况，深受公交企业的欢迎，但是持续里程、排放特性继续提升空间 仍然有限。国务院2012年12月29日正式下发了国务院关于城市优先发展公共交通 的指导意见（国发201264号）。指导意见中指出，随着我国城镇化 加速发展，交通拥堵问题日趋凸显，严重影响城市居民的生产生活，城市交通发 展面临新的挑战，优先发展公共交通对缓解交通拥堵、转变城市交通发展方式、 提升人民群众生活品质、提高政府基本公共服务水平、构建资源节约型、环境友 好型社会都具有重要意义。当前这样的背景必然要求客车厂家，开放更符合时代 要求的新型客车。由于LNG公交车来具有“纯度高、储运效率高、运输成本低、工作压力低、 能量密度大、客车续驶里程长、车辆储罐质量轻、加气时间短、客车设计布置方 便和使用安全性好”的综合性优点，得到了公交企业的好评就是自然的事。2 LNG公交车开发定位？尽管LNG公交车综合性优点突出，但是同样存在政策配套不到位、技术上仍 然有不足之处的问题。客车企业和公交企业面对众多“节能和新能源”公交车的 如何选择的问题？针对LNG公交车的定位，必须进行系统的研究。这个问题对企 业而言是一件十分困难的事情，因为要进行大量基础性研究工作，才能得出科学 的结论。北京市开展了北京公交集团公交车辆能源结构和车型结构发展战略研究 课题工作，其结论是：在维持北京公交车总体规模21000辆车不变的基础上，适 度发展并应用欧丑排放标准的柴油车，大力推广应用LNG公交车和气电混合动力 客车，依据技术和市情扩展应用双源无轨电车和纯电动汽车。下面对这个结论进 行分解：(1) 北京公交车总体规模不变：21000万辆车；(2) 对欧丑排放标准的柴油车的发展：适度；(3) 对LNG公交车和气电混合动力客车的发展：大力推广应用；(4) 对双源无轨电车和纯电动汽车的发展：依据技术和市情扩展应用。北京公交集团2013-2015年车辆发展行动计划是到了 2015年公交运营 车辆总规模维持在21000辆且细分如下：(1) 按车型分：单机车15063(72%)；铰接车5000辆(24%)；双层车937辆 (4%)。(2) 按车种分：柴油车10950辆(52%)；天然气车7950辆(38%)；电驱动车 2100 辆(10%)。2013年6月下旬已经订购3000多辆LNG车，即北京市后续新增的天然气客 车全部为LNG公交车。以上北京对LNG公交车的定位十分清晰，7950辆占总规模已经是(38%)的比 例。北京对LNG公交车的定位研究结论对全国其他城市具有一定示范作用，对客 车企业开发具有极其重要的参考价值。3开发LNG公交车面临的主要问题(1) 相关技术标准仍有缺失要加快立项编制 按国家相关法规及质量技术监督部门的要求，对LNG车的燃料储存及供给 系统部件需定期安全性能检测，但目前没有统一的标准和检测机构。 因LNG低温特性，LNG燃料储气瓶在使用中存在向外排放气化的天然气的 现象，而且在对压力表和安全阀检测时，也要对LNG燃料储气瓶进行排空减压。 这就势必造成了天然气的大量浪费和对环境的污染。 天然气发动机需要用专用润滑油，其灰份要求较高，但目前没有天然气发 动机润滑油检测标准等。 因没有统一国家和行业的标准，车辆制造厂家和气瓶制造企业的现有车辆 在设计上都没有气体回收功能，气体非正常浪费较大。(2) 些零部件配套质量有待提升 目前LNG车用储罐是绝热的，而实际上热量仍可渗入，常有蒸发现象发 生。由于低温容器压能力低，如果汽车遇到事故停驶，容器内压会升高，有可能 发生事故，现在的措施是当压力升高至设定压力时，安全阀打开自动放气，这样 处理的结果是不仅污染了环境，更危险的是，如果是在车库里还有发生爆炸的可 能。 管路接头易泄露、储气瓶保温易失效、安全阀易坏等质量问题发生频率较 高。 LNG气瓶端头等处各连接管路、接头、弯头在材料上不统一，有的是不锈 钢的，有铜材的，因两种材料的膨胀系数不同，部件会发生开裂现象，造成系统 燃气泄漏，易引发安全隐患，(3) 配套设施相对滞后有待加紧建设进度 LNG充液站建设困难多。场站内新建，用地普遍不足，站外停车，不利于车辆安全管理; 燃料供应安全保障涉及环节过多，这当中主要有运输安全、泄放安全、 充液安全等等环节； LNG公交车维修车间必须要配置通风防爆的安全设施。目前却没有国家、 地方、行业都没有LNG维修车间安全设施建设标准，设计单位不承接LNG维修车 间设计任务。4解决办法探讨（1）客车企业一定要加强对不同品种、规格的新能源公交车的进行科学的定 位研究，尤其对LNG公交车定位一定要细化到位，要与市场需求对接好，要与公 交企业联手。北京公交的做法值得学习，对LNG车既有16m和18m级铰接车、13.7m 级3轴单机车及双层车等特大型公交车，又有12m级大型城市及城郊公交车，特 别是增加了 8m级公交车。（2）行业组织一定要加强LNG公交车相关标准工作编制的立项工作，有针对 性的搞好标准的服务工作；（3）零部件和客车企业要切实提高零部件和整车质量工作，组织力量进行技 术攻关，对安全件一定要做到万无一失；（4）公交企业要积极为政府有关部门建言献策，加快LNG客车使用环境的配 套设施的建设。在全国公交行业中大力开展推广应用LNG公交车，是一个总的趋势。当然不 同的城市会有不同的要求，有待做做针的探讨，并拿出相应的对策、计划、措施 来，才是正确的做法。