清潔汽車燃料――LPG 的應(yīng)用可能性及投資回收分析

1、清潔汽車燃料LPG的應(yīng)用可能性及投資回收分析 章建華 孫利 沈本賢（中國石化高橋石化分公司，上海，201208） (華東理工大學(xué)化工學(xué)院，上海，200237)進入21世紀，環(huán)境與發(fā)展問題受到國際社會的普遍關(guān)注，石油資源的日益短缺以及燃燒油品對環(huán)境造成的污染已成為許多國家調(diào)整能源政策的出發(fā)點，不少國家將液化石油氣作為未來汽車的代用燃料。以清潔汽車燃料棗LPG為背景，系統(tǒng)分析了其應(yīng)用可能性，并對其進行了建設(shè)加氣站和汽車改造的投資回收分析。建議加大LPG開發(fā)力度，加快LPG應(yīng)用推廣進程。關(guān)鍵詞：液化石油氣 技術(shù)經(jīng)濟 清潔燃料 汽車尾氣液化石油氣（Liquefied Petroleum Gas ，簡稱

2、LPG）是以三個或四個碳原子的烴類（如丙烷、丙烯、丁烷、丁烯）為主的混合物，常溫常壓下是無毒、無色、無味的氣體，具有辛烷值高、抗爆性能好、熱值高、儲運壓力低等優(yōu)點，是一種性能優(yōu)良的汽車代用燃料。1 LPG應(yīng)用可能性分析表1列出了LPG與天然氣、汽油的一些物理性質(zhì)的比較情況。表1 LPG與天然氣、汽油的物理性質(zhì)比較性 質(zhì)液化石油氣天然氣（甲烷）汽油（90#）丙烷丁烷H/C原子比2.672.50422.30沸點/-42.1-0.5-161.53090熱值/MJkg-145.7746.3950.0543.90辛烷值111.59513092著火溫度（常壓下）/466430537390420火焰?zhèn)鞑ニ俣?/p>

3、/cms-1383733.83947火焰溫度/1970197519182197由表1可以看出，與汽油和壓縮天然氣（CNG）相比，使用LPG作為汽車燃料有許多優(yōu)點：（1）大幅度減少廢氣的排放，有利于環(huán)境保護。LPG和CNG是比汽油更“清潔”的燃料，但天然氣中未燃燒的甲烷等成分對大氣溫室效應(yīng)影響較大，需在內(nèi)燃機缸內(nèi)燒掉或選用新的催化劑加以處理。而LPG的蒸發(fā)溫度低，霧化性能好，更易于與空氣混合，且LPG的燃燒速度比汽油快8%21%，即LPG能在與汽油相同的燃燒時間內(nèi)燃燒得更充分，因此LPG汽車排氣中的CO、HC、NOx等有害成分大為減少，沒有黑煙和積炭。（2）大幅度降低汽車的燃料費用。LPG的熱值

4、比汽油高約4%5%，且從理論空燃比看，一定量的空氣匹配的LPG比汽油燃料消耗少約6%1，所以燃用LPG的燃料費用比燃用汽油要節(jié)省，對不同車型燃料費節(jié)省不等，一般汽車燃用LPG比燃用汽油可節(jié)省燃料費用5.0元/100 km（如表2所示）。天然氣的熱值略高于汽油，但理論混合氣的熱值要比汽油低，隨著甲烷含量的增加，天然氣的熱值有所降低，因此，采用LPG作為車用燃料，可提高發(fā)動機的經(jīng)濟性。另外，天然氣的著火溫度為537 ，火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?，需要較高的點火能量，汽油的著火溫度為390420 ，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤烨艺T導(dǎo)期較短，抗爆性較差，而LPG介于兩者之間，只要適當(dāng)調(diào)整點火提前角，即可獲得較好的動力性和經(jīng)濟性

5、2。表2 LPG車與汽油車的燃料經(jīng)濟性比較燃料2001年10月市場零售價燃料消耗/L燃料消耗費用/元節(jié)省燃料費/元元t1元L1汽油3866.92.719.22525.00-LPG3272.71.8011.09919.985.02 注：燃料消耗及費用都是以100 km計。（3）延長汽車使用壽命。汽車使用汽油作為燃料稀釋了運動部件的潤滑油，運動部件潤滑情況變差，加快了零部件的磨損。LPG主要成分是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等化合物，沸點低，揮發(fā)性好，在燃燒過程中不產(chǎn)生焦油、無積炭，且呈氣態(tài)，潤滑油不會被稀釋，更換時間為汽油車的3倍左右，且LPG汽車發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小，因而發(fā)動機耐用，使用壽命為汽油

6、車的3倍1。（4）改善汽車性能，提高發(fā)動機的熱效率。LPG辛烷值高達100110，比優(yōu)質(zhì)汽油高816%，故抗爆性能好，LPG進入空氣混合器之前為氣態(tài)，與空氣混合均勻，燃燒充分，由于LPG的辛烷值高，所以可適當(dāng)提高發(fā)動機的壓縮比，這對提高發(fā)動機的效率有明顯作用；而且LPG汽車發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、低速性能比汽油車好，尤其適用于車輛擁擠、人口密集的大城市使用。天然氣的主要成分是甲烷，甲烷的研究法辛烷值為130，具有高的抗震性能，兩者均優(yōu)于汽油的抗爆性，可用于高壓縮比的發(fā)動機，有利于提高發(fā)動機的效率3。（5）低溫啟動性好。實驗證明，在環(huán)境溫度30 時，LPG汽車無須采取特別措施仍可順利啟動。（6）安全性能

7、可靠。由汽油車改裝成的LPG汽車的鋼瓶上設(shè)有安全閥，其開啟壓力為2.55 MPa，壓力過大時它自動開啟放散。鋼瓶上還設(shè)有限流閥和緊急切斷閥，當(dāng)輸液管發(fā)生斷裂漏氣時，限流閥短時間內(nèi)自動切斷漏氣。發(fā)動機停止工作或發(fā)生意外時，緊急切斷閥立即關(guān)閉以切斷液化氣。蒸發(fā)器是全密封組件，當(dāng)汽車熄火、停車時，調(diào)壓閥自動關(guān)閉燃料的供給。車用LPG系統(tǒng)設(shè)有安全保護裝置，不易泄露，LPG的比重是0.54，即使稍有泄露，在極短的時間內(nèi)空氣含量很難達到1.7%9.7%的爆炸極限，而且自燃溫度為458481 ，比汽油的220260 高，火焰?zhèn)鞑ニ俣容^低且誘導(dǎo)期較長，即使因意外事故碰撞亦不會爆炸燃燒。（7）緩解我國汽車燃料短

8、缺的供需矛盾。我國經(jīng)濟正處于高速發(fā)展階段，交通運輸事業(yè)迅猛發(fā)展，汽車數(shù)量以100萬輛/年的速度遞增，對汽油資源需求量大幅度增加，以石化生產(chǎn)過程中副產(chǎn)品LPG作為汽車動力燃料調(diào)整了動力燃料能源結(jié)構(gòu)，既緩解了汽油供應(yīng)緊張的問題又滿足交通事業(yè)迅猛發(fā)展的需要。（8）易于壓縮，攜帶方便。壓縮天然氣制造成本相對較高，其儲存容器的絕熱性（甲烷易蒸發(fā)，沸點162 ）是制約其發(fā)展的主要原因之一。而LPG可以液態(tài)攜帶，較為方便4。LPG盡管在資源上不如天然氣豐富，安全性也稍遜于天然氣，但由于它易于攜帶，與傳統(tǒng)的液體燃料汽車更相通，而且將來隨著燃油稅的出臺，零售汽油的“含稅價”會比現(xiàn)在高出很多，因而在兼顧動力性和經(jīng)

9、濟性的前提下，LPG汽車將得到率先發(fā)展。2 建設(shè)加氣站及汽車改造投資回收估算投資回收期是指以項目的凈收益償還總投資所需的時間，一般以年為單位，開始年數(shù)從投資年算起。投資回收期是反映項目財務(wù)上償還總投資的能力和資金周轉(zhuǎn)速度的綜合性指標。一般情況下，這一指標愈短愈好。當(dāng)項目投資回收期Pt不大于部門或行業(yè)的基準投資回收期Pc，就認為是可以接受的。表3和表4示出了幾種建設(shè)加氣站及改裝汽車投資回收期的估算方案比較。表3 建設(shè)加氣站投資估算項目方案1方案2方案3方案4方案5方案6方案7方案8總投資/萬元160160160160310310310310總成本/萬元5365365365364364364364

10、36LPG購銷價格差/元t13004005006005006009001000總銷售額/萬元a1565.75584602.25620.5529.25547.5602.25520.5稅后利潤/萬元a117.6528.539.2550.139.3550.182.5593.4投資回收期/年9.35.94.33.48.16.44.03.6 注： 總投資=固定資產(chǎn)投資+流動資金；總成本=工資支出+管理費用+原料費用；LPG購銷價格差=LPG銷售價格-LPG購進價格；總銷售額=LPG銷售價格銷量；稅后利潤=銷售收入-營業(yè)稅-所得稅；投資回收期=總投資/稅后利潤。 方案14代表小型加氣站在不同LPG購銷價格

11、的情況，方案58代表大型加氣站在不同LPG購銷價格差的情況。表4 改裝汽車投資回收期估算項 目情況1情況2情況3情況4每輛公共汽車改裝LPG費/萬元1111每輛出租車改裝LPG費/萬元0.50.50.50.5燃料費用差/元L1 0.80.91.01.1公共汽車燃料節(jié)省費/萬元a11.221.151.361.42出租車燃料節(jié)省費/萬元a10.640.740.840.88公共汽車投資回收期/年0.820.870.740.70出租車投資回收期/年0.780.680.600.57我國目前尚未規(guī)定部門和行業(yè)的基準投資回收期，但有歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)可參考，汽車項目的投資回收期為4年。從表3可以看出，與投資建設(shè)小

12、型加氣站的方案14相比，方案58由于規(guī)模較大，LPG采購價格大幅度降低，減少了加氣站的總成本，在不同的LPG購銷價格差的情況下，分別投資建設(shè)小型和大型加氣站的方案4和方案8的投資回收期小于Pc，認為此兩項方案是可以接受的。同時，從表4可以看出以LPG為汽車燃料，每輛車年節(jié)約2萬4萬元左右，改裝費用可以在1年內(nèi)收回，因此，LPG具有較好的經(jīng)濟性。3 結(jié)論與建議雖然LPG作為汽車燃料在技術(shù)上已日趨成熟，且具有良好的技術(shù)經(jīng)濟性，但在燃料標準、安全法規(guī)、燃料系統(tǒng)改造等方面還需要在推廣應(yīng)用過程中不斷修改與完善5，建議政府應(yīng)盡快推出相應(yīng)的優(yōu)惠政策（包括在LPG的價格、稅收等方面），鼓勵人們使用綠色燃料，加

13、快LPG的推廣和應(yīng)用，改善人類賴以生存的空氣質(zhì)量。參 考 文 獻1 孫建成.液化石油氣汽車的應(yīng)用.汽車研究與開發(fā)，1997，（6）：33.2 孫濟美主編.天然氣和液化石油氣汽車M，北京：北京理工大學(xué)出版社，1999：1617.3 鄭嘉陵，周勝黎，解厚淮.車用液化石油氣的應(yīng)用.汽車雜志，1996，（13）：9.4 馬鳳娟.汽車代用燃料及應(yīng)用前景.上海環(huán)境科學(xué)，1998，17（12）：25.5 上海市石油協(xié)會.車用燃氣與加氣站建議，中國石化出版社，2001Application Possibility and Investment Recovery Analysis of Clean Automo

14、bile Fuel LPGZhang Jianhua(SINOPEC Shanghai Gaoqiao Company, Shanghai, 201208)Sun Li， Shen Benxian(Chemical Engineering College, East China University of Science and Technology, Shanghai, 200237)ABSTRACTAfter entering into the twenty first century, the environment and development problems have arous

15、ed international societys common attention. The lack of oil resource and the pollution problem caused by the combustion of oil products have become the starting points, in many countries, of adjusting energy policy. More and more countries will use LPG as the substitute fuel for the future automobiles. Taking clean automobile fuel?/FONTLPG as background, this paper analyzes systematically its application possibility, and makes an investment recovery ana