CNG - 压缩天然气

CNG 指的是压缩天然气

这是一种由天然气制成的燃料气，主要含有甲烷（CH4），在标准大气压下压缩至体积的1%以下。

在20-25 MPa (2,900-3,600 psi) 的压力下，它被储存在坚硬的容器中，通常是圆柱形或球形。

CNG 可用于经过改装的传统汽油/内燃机或专为 CNG 设计的车辆：可以是单一燃料（专用），带有独立的液体燃料系统以增加续航里程（双燃料），或与其他燃料组合使用（两用燃料）。

CNG 是自动人力三轮车、卡车、校车的理想选择，因为燃油价格不断上涨。CNG 便宜且环保，因此是最佳燃料选择。

CNG 可用作石油（汽油）、柴油和液化石油气 (LPG) 的替代品。所有这些都可以被这种燃料替代。

CNG 的燃烧排放的有害气体比上述其他燃料少。

在泄漏的情况下，天然气比其他燃料危险性小，因为它比空气轻，并且能够快速扩散。

您可以使用生物甲烷，它是厌氧消化和垃圾填埋场提炼的沼气。成本和燃料储存容器的地点是阻碍CNG 作为燃料的广泛和快速普及的因素。

市政当局和公共汽车是首批采用者，因为他们可以通过转向新鲜（通常更便宜的燃料来源）更快地收回成本。

尽管如此，全球使用 CNG 的机动车数量仍在稳步增长（每年 30%）。

随着行业持续增长，现在可以以低得多的价格购买此类燃料储存气瓶。

许多国家能够生产值得信赖且具有成本效益的CNG Type 1 和 Type 2 气瓶。

由于它没有液化，CNG 的体积能量密度为液化天然气的 42% 和柴油的 25%。

CNG 或压缩天然气的优点

1. 绿色燃料或环保

CNG 或压缩天然气是一种绿色燃料，被认为是环保的。由于其无铅无硫的成分，CNG 最大程度地减少了有害排放。它不腐蚀，延长了火花塞的寿命。

由于 CNG 不含铅或苯，因此消除了火花塞的铅积碳以及铅或苯污染。

2. 安全燃料

由于 CNG 的特性，它是一种安全燃料。它储存在高精度、经过认证的无缝气瓶中，因此泄漏的可能性非常小。万一发生泄漏，它会自行升起并散布到大气中，在那里很容易均匀地与周围空气混合。

3. 低运营成本

与其他燃料相比，CNG 汽车的运营成本相对较低。与其他燃料相比，它们经济实惠且成本效益高。

4. 延长其他油品寿命

使用 CNG 还有一个实际好处，因为它不会污染和溶解曲轴箱油。从而有助于延长润滑油的使用寿命。

5. 对汽车的损害较小

与传统的汽油和柴油相比，CNG 燃烧几乎不留下任何杂质。

换句话说，发动机对管道和管子的损坏被最小化了。

6. 经济效益

CNG 是一种比汽油和柴油加起来都更便宜的燃料。一辆车的平均油耗为每百公里 8 升。然而，我们可以将其转换为 CNG，每百公里将消耗 5.5 千克的甲烷。改用 CNG 将为您节省大量资金。

7. 性能增强

鉴于天然气的辛烷值估计为 130，而超级无铅汽油的辛烷值分别为 95 和 98。专用天然气发动机的价值和性能高于汽油发动机。

使用 CNG 的好处是毋庸置疑的。在未来几年，将有越来越多的人转向 CNG，或者从长远来看购买 CNG 汽车。

8. 双效能

CNG 汽车被认为是一种双效能汽车。它具有同时使用 CNG 和汽油运行的优点或主要好处。

9. 易燃性有限

由于其高自燃温度（540 摄氏度）和有限的易燃范围（5% 至 15%），CNG 在高温表面上自燃的可能性要小一些。

因此，如果大气中的 CNG 浓度低于 5% 或高于 15%，它就不会燃烧。

由于高燃点和有限的燃烧范围，意外燃烧的可能性极小。

这些只是 CNG 的一些好处，可以肯定的是，在未来几年，将有越来越多的人倾向于 CNG，因为它对人们具有显著的优势。

压缩天然气 (CNG) 的缺点或不足之处

除了优点之外，CNG 也有一些缺点。它们如下；

1. 需要更多空间

与传统的汽油车相比，压缩天然气汽车需要更多的燃油储存空间。

CNG 需要更多空间，因为它是一种压缩气体，而不是像汽油（汽油加仑当量）那样的液体。

为了弥补这一点，CNG 气瓶必须存放在汽车的后备箱中，或者存放在已改装为使用 CNG 或压缩天然气运行的汽车中。作为 CNG 车辆制造的汽车通过将气瓶安装在车辆下方解决了这个问题，使后备箱保持清洁和空闲。这是一种优势，因此预装 CNG 套件的汽车有助于避免此问题。安装在车顶上是另一种选择，但这需要结构性改动。

2. 高燃油消耗

根据研究，CNG 的燃油消耗相对较高，并且会产生一些噪音、二氧化碳和颗粒物，但其 NOx 排放量低于柴油。

3. 气候变化

压缩天然气泄漏到环境中，从而导致气候变化。

根据环境国防基金的研究结果，压缩天然气 (CNG) 燃料汽车不是一种可行的气候变化缓解战略方法，因为甲烷会从天然气生产、输送区域以及汽车本身泄漏。

为了使轻型 CNG 汽车成为一种可行的短期气候方法，甲烷泄漏量必须控制在总天然气产量的 1.6% 以下，约为目前的一半。

未燃烧甲烷的泄漏也是一个主要问题，因为它是天然气的主要成分，作为温室气体寿命短且效力强。甲烷储存能量的效率是导致人类引起的气候变化的主要原因二氧化碳 (CO2) 的 100 倍。

4. 可用性有限

印度的问题在于，我们没有多少天然气储备，因此我们必须进口大部分使用的天然气。此类频繁购买会增加费用，从而随着时间的推移使其成为一种昂贵的选择。

5. 高度易燃

这是天然气的主要缺点之一，尽管它比空气轻，但高度易燃。考虑到天然气是无味的，因此也很难检测到泄漏。

6. 不可再生资源

另一方面，重要的是要记住，天然气是一种不可再生资源。专家表示，天然气储备将在未来几年内耗尽，我们将不得不从其他国家购买。

7. 排放 CO2 或二氧化碳

天然气的一个主要缺点是它会向空气中排放有害碳。

持续向环境排放二氧化碳将导致气候变化和全球变暖。因此，从长远来看，这对环境来说是一个主要的缺点。

8. 加工时间过长

天然气的加工耗时且劳动密集型，因为它含有其他必须分离的组分，然后才能用于住宅或商业用途。

9. 储存成本高昂

尽管 CNG 易于储存和运输，但它有一个主要缺点。

其体积是汽油的四倍，这增加了储存成本，因为必须花费更多资金购买额外的储存空间来确保其安全。

这些是 CNG 或压缩天然气的一些缺点。

CNG 的用途或应用

交通

使用 CNG 运输船，当管道或 LNG 设施不可用时，天然气通过海路运输到最佳距离。

海底管道对于短距离更具成本效益，而 LNG 对于长距离则更具预算友好性。

机车

许多铁路公司运营 CNG 动力机车.

为了使用压缩天然气运行，纳帕谷葡萄酒火车在 2000 年代初期对一辆柴油机车进行了有效改装。

CNG 机车通常是柴油-电力机车，已改装为使用压缩天然气发电机而不是柴油发电机来产生电力，从而继续驱动牵引电机，而不是柴油发电机。

理论上，CNG 机车可以只在需要动力时优先点火。这使它们比柴油发动机具有更好的燃油效率。

此外，CNG 比汽油或柴油便宜。

机动车

2011 年，全球有 1480 万辆天然气汽车 (NGV)，其中伊朗最多，有 407 万辆，其次是巴基斯坦、阿根廷、巴西、印度有 110 万辆，等等。

许多汽车和车辆制造公司，如菲亚特、欧宝/通用汽车、大众、丰田、本田等，都提供双燃料汽车。

任何现有的汽油车都可以改装成双燃料汽油/CNG 汽车。

授权的商店可以安装 CNG 气瓶、CNG 注射系统和其他电气设备。

对于乘用车，安装 CNG 改装套件的成本范围为印度卢比 40,000 至 50,000。

从长远来看，CNG 通常比汽油便宜，并且排放量比汽油少高达 90%。

LNG 与 CNG

液化天然气 (LNG) 最常与压缩气体（压缩天然气）混淆。

这两种类型的天然气都是储存形式。

CNG 在常温和高压下储存，而 LNG 在低温和接近常压下储存。

LNG 是液体，而压缩天然气是超临界流体。

与 LNG 相比，CNG 的生产成本和空间成本较低，因为它不需要昂贵的冷却方法和低温罐。

同时，对于CNG，需要更大的体积来储存与汽油相等的能量，并且必须使用非常高的压力（3000 至 4000 psi，或 205 至 275 bar）。

CNG 越来越受欢迎，LNG 被用于长距离运输天然气，使用轮船、火车或管道等方式，其中相应的气体在提供给客户或用户之前被转化为 CNG。

CNG 以一种称为 ANG（吸附天然气）气瓶的形式在低压下定量储存，其中它在 35 bar（500 psi，天然气管道中的气体压力）下被吸附到各种海绵状组件中，例如活性炭和 MOFs（金属有机框架）。

该燃料与压缩天然气 (CNG) 相比，具有相似或更高的能量密度。

它还允许燃料气瓶更薄，由更轻、更弱的材料制成，因为它们可以从天然气系统中加注，而无需额外的气体压缩。

CNG 可以与氢气 (HCNG) 结合，这倾向于增加燃料的 H/C 比（氢/碳比），并提供高达 CNG 8 倍的火焰速度。

法规和标准

NGV 市场渗透的进一步障碍包括缺乏跨国际管辖区的统一法规和标准。国际标准化组织或

ISO 有一个技术小组正在制定汽车天然气加气站的标准。该委员会非常活跃。

尽管没有国际安全标准，但天然气汽车拥有出色的安全记录。

CNG 车辆的喷嘴和接口由ISO 14469-2:2007 涵盖，而ISO 15500-9:2012 阐明了压力表的测试和要求。

美国天然气汽车安全法规由美国国家消防协会的 NFPA 52 代码涵盖。