高速发展的汽车工业在给人类带来经济繁荣的同时，也给城市带来大气污染和能源紧张等诸多问题。近年来，各国政府积极寻求解决问题的办法，纷纷开始调整汽车燃料结构。燃气汽车由于具有排放性能好、运行成本低、技术成熟、安全可靠等优点，被公认为当前最理想的可替代燃料汽车，其中，液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）在集装箱牵引车等重型汽车领域的应用备受关注。
1主要可替代燃料的种类及应用状况
1.1液化石油气
液化石油气(Liquefied Petroleum Gas，LPG)的主要成分是丙烷和丁烷，在常温常压下呈气态，加压或冷却后变成液态。LPG主要作为石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，也可用作工业和民用燃料。LPG的优点是技术相对成熟，排放可达欧Ⅰ或欧Ⅱ标准，改装容易，价格较汽油低；缺点是国内专用气源不足，安全性较差，排放性能不稳定。
目前已有120多个国家和地区自行生产或进口LPG作为燃料和石油化工原料。我国从1965年开始，陆续在北京、天津、哈尔滨、沈阳、上海、南京等石油化工业发达的城市及石油炼油厂所在地使用LPG作为民用燃料。[1]
1.2压缩天然气
压缩天然气(Compressed Natural Gas,CNG)是加压后以气态形式储存于容器中的天然气，其与管道天然气的组成成分相同。CNG汽车将天然气储存于左右压力下的气瓶内，用作汽车燃料。CNG的优点是使用成本低，与LPG相比节能环保性能更显著；缺点是动力性较差。
目前，国内外有天然气管网条件的地区均以发展CNG汽车为主。由单燃料汽车改装而成的CNG/汽油双燃料汽车主要应用于出租车行业。捷达、富康、比亚迪、力帆等多家品牌也开始发展并积极推广CNG/汽油双燃料小型汽车。[2]
1.3LNG
LNG汽车在CNG汽车的结构上增加汽化装置。CNG汽车的燃料供给系统是将压缩的天然气经一级和二级减压后配送至发动机，而LNG汽车是将16的液态天然气汽化、减压后配送至发动机。与CNG汽车相比，LNG汽车的生产工艺对精密设备的要求较低，且运作和维护费用减少75%。CNG与LNG的本质区别在于，CNG是天然气的气态形式，而LNG是天然气经去硫、脱水后的液态形式。两者相比，LNG的排放性能更好（排放物只有水），能量密度更大，体积仅为气态的1/625，便于储存运输，可大幅提高汽车行驶里程[3]；此外，LNG在CNG技术的基础上加强了动力性，是一种更为先进的燃料。
目前国内部分城市正在逐步推广使用LNG汽车，主要是公交车和出租车的示范运行，北京、长沙、乌鲁木齐等地已建成LNG公交车示范站。[4]近年来，LNG汽车逐步向重型汽车领域发展，国内主要重型汽车生产厂家（如陕西汽车、山东重汽、重庆红岩汽车等）生产的LNG牵引车已在山西、内蒙古、新疆等地试用，并在部分地区投入商业运营。
2LNG集装箱牵引车与柴油集装箱牵引车对比测试
2.1测试背景和基本条件
深圳港盐田港区为打造世界级绿色码头，积极开展节能减排工作，率先在港区内推行使用燃气集装箱牵引车。2008年下半年，盐田国际集装箱码头有限公司（以下简称盐田国际码头）、中海油深燃能源有限公司（以下简称中海油）与深圳市盐田港同惠投资股份有限公司签订协议，在盐田国际码头投入使用LNG集装箱牵引车，并对LNG集装箱牵引车与柴油集装箱牵引车进行对比测试。测试基本条件如下：
（1）测试线路盐田国际码头内1号桥至9号桥路段。路面状况良好，全长。测试过程中每循环制动10次，每次制动后怠速再起动，全程平均车速，总运行时间，总里程 960.31 km。
（2）温度条件环境温度28～，车内温度。
（3）测试人员由港口工程部、码头服务公司、LNG加注站、汽车厂商技术服务部等人员组成。
（4）记录内容随车记录包括每天行驶里程、平均车速、耗气量、加气量、加气时间等。
（5）测试方法模拟盐田国际码头操作业务中集装箱牵引车的状态进行路试。
（6）测试目标每小时耗气量。
（7）载质量空载时为拖架；重载时为拖架加重箱，共计。
2.2经济性对比
柴油集装箱牵引车和LNG集装箱牵引车的测试结果分别见表1和表2。
本测试采用LNG加注站质量流量计。测试中，对加注站质量流量计和车载液位计2种记录方法进行比较，结果基本相当。
根据对比测试的目的，选择运营经济性较好的集装箱牵引车进行对比：柴油集装箱牵引车选择粤B11518，该车由东风（十堰）特种商用汽车有限公司（以下简称东风汽车）生产，功率为190 kW，空载时平均每小时耗油4.86 L，重载时平均每小时耗油8.97 L，综合工况下平均每小时耗油6.91 L；LNG集装箱牵引车选择LNG03，该车由东风汽车生产，功率为190 kW，空载时平均每小时耗气3.73，重载时平均每小时耗气6.03，综合工况下平均每小时耗气4.94 m3。
测试时，由于LNG集装箱牵引车处于新车磨合阶段，加上发动机生产厂家对发动机进行一系列适应性调试，导致综合工况下的耗气量处于较高水平；测试后，车辆配合逐渐趋于良好状态，综合工况下平均每小时耗气量降至4～3。随着LNG集装箱牵引车技术的不断改进，综合工况下的耗气量有望进一步降低。
据深圳市燃气集团股份有限公司（以下简称深圳燃气集团）提供的资料，LNG 零售价约为5.00元/m3；柴油零售价为5.83元/L。由表3可见优选后LNG集装箱牵引车与柴油集装箱牵引车的经济性对比：前者平均每小时比后者节约燃料成本约 15元；前者平均每百千米比后者节约燃料成本约109元。
最终优选LNG集装箱牵引车相关参数见表4。
2.3环保性能对比
玉柴国III柴油发动机和玉柴国III LNG发动机的排放检测结果如表5所示。对比检测结果发现，LNG发动机与柴油发动机相比，一氧化碳排放量减少98.97%，碳氢化合物排放量减少83.33%，氮氧化合物排放量减少30.95%，颗粒物排放量为0；LNG发动机的排放物基本不含铅尘、硫化物、苯类等有害物质，明显优于柴油发动机。
2.4安全性能对比
LNG气瓶采用超低温绝热保温技术制造，在车辆停运状态下，气瓶蒸发率不超过2%，气瓶压力不足0.7 MPa。LNG的燃点为65，高于柴油和LPG。天然气的爆炸极限为在空气中的含量达到5%～15%，而天然气的密度较低，只有空气的50%，容易飘散，不易形成可爆混合气体。
3结论
（1）LNG集装箱牵引车的经济性优于柴油集装箱牵引车。盐田国际码头的天然气由中海油供应，为培育市场并推动LNG汽车发展，在天然气价格方面比深圳燃气集团更优惠，使得LNG集装箱牵引车的经济性更显著。
（2）LNG的主要成分是甲烷，其含量达到90%。甲烷燃烧产生的氮氧化合物、碳氢化合物和一氧化碳的排放量远远低于国家规定的排放标准，且无粉尘污染。LNG集装箱牵引车的节能减排效果显著，达到柴油集装箱牵引车的国IV至国V标准。
（3）从国内4家著名汽车厂家生产的6辆LNG集装箱牵引车的测试结果来看，LNG集装箱牵引车具有技术成熟、操作方便、性能稳定、动力较好等优点。
（4）LNG集装箱牵引车的燃料储罐容积约为275～345 L，在LNG加注站加气快捷，3～即可完成。
综上所述，LNG集装箱牵引车在经济、环保、技术及综合性能等方面具有很强的竞争优势，极具推广价值。
参考文献：
[1] 江金华，弓燕舞．液化天然气罐式集装箱公路运输的分析[J]．煤气与热力，2004，24（11）：644-646.
[2] 李廷勋，郭开华．LNG安全规范现状[J]．天然气工业，2007，27（6）：130-132.
[3] 弓燕舞，江金华．液化天然气罐式集装箱公路运输经济性分析[J]．油气储运，2005，24（5）：51-53.
[4] 罗予红，齐研科，韩旭．天然气汽车及天然气加气站[J]．煤气与热力，2000，20（6）：439-440.
（编辑：张婕收稿日期：2011-01-09）