生物燃料和天然气的区别篇1
统柴油相比的石油节约和排放降低效果。分析结果表明，在生命周期范围内，gtl路径的石油能耗降低99.4%，pm、co、nox、sox、thc排放分别降低33.9%、4.8%、7.3%、79.2%、20.9%，但co2排放升高23.4%；cng路径石油能耗降低99%，co2、pm、nox和sox排放分别降低8.5%、84.7%、26%、64.5%，但co和thc排放分别升高52.9%和197.9%。因此，天然气的利用可以大幅度降低石油燃料的消耗和污染物的排放量，其中压缩天然气路径的综合节能减排效果优于目前的gtl技术路径。
主题词生命周期评价城市客车节能减排gtlcng
abstract:thepetroleum-savingandemission-reductioneffectsoftwoimportednaturalgaspathways(cngandgtl)wereanalyzedandcomparedwithtraditionaldieselpathwayincitybususinglifecycleassessmentmethod.theresultsshowedthatwithinthefulllifecycle,thegtlpathwaydecreasedpetroleumconsumptionby99.4%,andtheamountofpm,co,nox,soxandthcemissiondecreasedby33.9%,4.8%,7.3%,79.2%and20.9%respectively,whiletheco2emissionincreasedby23.4%.thecngpathwaydecreasedpetroleumconsumptionby99%,andtheamountofco2,pm,noxandsoxemissiondecreasedby8.5%,84.7%,26%and64.5%respectively,whiletheamountofcoandthcemissionincreasedby52.9%and197.9%.therefore,naturalgasbasedalternativevehiclefuelscouldsubstantiallyreducethepetroleumdemandsandpollutionemission,whilethecngpathwayhadthebettergeneralperformancethanthecurrentgtlpathway.
keywords:lifecycleassessment;citybus;energyconservationandemissionreduction;gtl;cng
1.引言
资源我国石油能源相对紧缺，随着汽车保有量的持续增加，车用能源安全供应压力剧增，环境空气质量恶化日趋严重，节能减排成为本世纪汽车工业的主要议题之一[1]。大力发展替代燃料，实现车用燃料的多元化是应对这些挑战的有效途径[2]。我国天然气储量相对石油比较丰富，同时天然气的全球资源储量远高于石油，天然气在全球能源供应中正逐步占据越来越重要的位置[3]。
天然气在交通领域的应用已有相当长的历史，目前的主要利用方式是压缩天然气汽车（cngv）[4]，随着天然气合成液体燃料（gtl）技术的成熟和产业化发展，gtl燃料开始批量供应，一种新的利用方式正在兴起[5]，这为我国能源多元化的实现提供了更多的选择。本文从节能减排的角度，利用全生命周期分析评价的方法[6]，在公交客车试验结果的基础上，对包括这一路径在内的天然气基车用燃料进行了分析并与传统石油基燃料路径进行了比较。
2.燃料特性与生产供应路径
2.1.燃料特性比较
由表1可以看出，gtl燃料与传统柴油燃料特性的主要区别以及cng燃料特性可以总结为以下几点：
(1)gtl燃料的十六烷值高，与传统柴油相比，十六烷值高出20个单位，有利于改善燃料的燃烧性质；
(2)gtl燃料的芳香烃含量几乎为零，有利于降低thc和颗粒排放；
(3)gtl燃料和cng燃料硫含量几乎为零，有利于降低颗粒物排放；
(4)cng燃料的辛烷值高，与广泛使用的97号汽油相比，辛烷值高出23个单位，有利于提高压缩比，提
高燃烧效率。
2.2.供应路径设定
石油方面，目前我国石油进口依存度接近50%，其中约有60％的进口原油来自中东地区[7]，因此设
定原油从中东地区海运至中国，然后在国内炼油厂生产加工，最后供国内柴油客车使用。
天然气方面，2007年我国进口291万吨lng，其中有248万吨来自澳大利亚，占总进口量的85%[8]。因此设定lng从澳大利亚海运至中国，在国内加气站气化生产cng供客车使用。
由于澳大利亚正在建设gtl工厂[9]，为尽量统一燃料来源，设定gtl燃料利用澳大利亚的天然气生产，然后从澳大利亚海运至中国。
图1为三条燃料原料开采-产品生产-运输-利用的路径设定。
图1供应路径设定
3.车辆描述与运行路线
3.1.车辆描述为了获得客车在运行时的能耗和排放数据，本文选择在北京市公交系统中广泛使用的
cng公交开展研究，具体参数见表2：
表2客车参数对比
3.2.运行路线
为了全面反映北京市公共交通的运行状况，经过调研，选取了包含城市交通拥堵路段、市内快速交通
路段、城乡结合路段在内的试验线路，具体线路如图2。试验线路总长44km，其中拥堵路段18km，快速交通路段15km，城乡结合路段11km。
图2运行路线
分析模型
模型设定在全生命周期评价模型分析中，在对结果的影响可以忽略的前提下，做如下设定：
忽略除海运以外的运输和分配环节。
忽略lng气化制取cng环节的能耗和排放。
在计算上游阶段某环节排放时，除电力生产外，只考虑该环节过程燃料燃烧所产生的排放，不考虑生产过程燃料时产生的排放。
每种过程燃料只设定一种最具代表性的燃烧装置。
上游阶段数据
(1)能耗数据能耗数据包括原料开采、燃料生产以及运输分配等环节的能量效率以及消耗的过程燃料的比例。其中，原油的开采在中东地区进行，考虑到该地区石油储量丰富，将其开采效率设为96%[10]。原油
从中东地区通过远洋油轮运输到中国，设定其海运距离为10556公里，油轮的能量消耗率为
0.7j/(mj•km)[11]，使用的燃料为重油，相应的运输过程能量效率约为99.3%。柴油、汽油、渣油的生产在国内炼油厂进行，其效率根据国内情况分别设定为95%、88%、95.5%[12]。所有环节的过程燃料比例参考greet模型[11]并根据国内情况做适当修改[12]。
天然气的开采和处理以及lng和gtl的生产均在澳大利亚进行，认为其生产效率与美国接近，所以主要采用greet模型中的数据[11]，同时参考国外相关报告数据[13]。lng和gtl从澳大利亚通过远洋
油轮运输到
4.3.下游阶段数据
(1)燃料消耗
车辆的燃料消耗来自于12米柴油和cng公交车实际运行结果。其中，柴油客车的平均百公里油耗量
为40.12升，gtl燃料客车的平均百公里油耗量为40.56升，cng燃料客车的平均百公里油耗量为35kg。为便于比较，根据各燃料的质量密度和能量密度，将其转化为百公里能耗，具体结果见表5。
(2)排放
利用实验室发动机esc循环测试，获得了三种燃料在对应发动机上应用的综合排放和综合能源消耗，由于循环测试工况来自于道路运行路谱的分析，具有比较广泛的代表性，因此认为实际道路运行的排放与实验室esc测试排放具有对应关系。利用esc循环的燃料消耗和道路运行的百公里油耗，将esc排放转换到车辆道路运行排放[14]。各种燃料车辆运行阶段的co2排放量采用碳平衡的方法计算获得。三种车辆的排放的具体数值见表5。
表5下游车辆使用阶段主要数据
总能耗（kj/100km）或排放（g/100km）
5.全生命周期分析结果比较
根据上述的设定和实际测试结果，通过模型计算，获得了三种燃料的在公交客车上使用的能源消耗、
污染物排放等指标的全生命周期分析结果，具体数值如表6所示。表6还给出了gtl路径与cng路径相
对于传统柴油路径的节能减排效果。
表6生命周期分析结果
总能耗（kj/100km）或排放（g/100km）
5.1.总能源消耗
如图3所示，在全生命周期内，两种天然气基燃料路径的总能源消耗均高于传统柴油路径。其中，gtl
路径的能耗超过柴油路径38.3%，其原因是gtl燃料在生产阶段的效率仅为65%，远低于传统柴油生产阶
段95%的能源效率，而其在使用阶段采用了效率基本相同的发动机技术。而cng路径的能耗超过柴油路
径23.9%，其原因是上游阶段和下游使用阶段的能源效率都比较低，天然气开采、处理和lng生产的综合效率只有87.3%，而传统柴油从原油开采到产品生产的综合效率为91.2%，二者在上游阶段相比有4个百分点的能源效率差距；而在车辆使用阶段，cng路径使用的发动机为火花点火式，受爆震等因素的限制，其压缩比相比传统压缩着火式柴油发动机要低，导致车辆使用阶段燃油消耗高、能源效率较低。
从图3还可以看出，天然气基的两种燃料路径相比，cng路径的总能源效率要高于gtl路径。其主要原因是gtl燃料在生产过程中要经过气化、ft合成等化工过程，消耗大量过程能源，仅在此过程就要消耗35%的过程能源，而cng路径只需要经过燃料的液化这一物理过程，能源消耗相对低得多。尽管在车辆使用阶段，gtl路径的燃料消耗比cng路径低，但也不能弥补燃料生产阶段的大量能源消耗，因此gtl路径的总能源效率较低。如果能够改进燃料生产阶段。高效利用化工过程的余热，提高gtl生产过程的能源利用效率，发挥gtl燃料与传统燃料供应体系和车辆技术完全兼容的特性，gtl燃料路径仍然具有独特的竞争优势。
5.2.石油替代
图4为三种燃料路径在全生命周期内，石油消耗的比较。由图可以看出，无论是gtl路径还是cng路径，均能大幅度降低石油能源的消耗，降低幅度均超过99%。其中不足1%的石油消耗来自于天然气开采机具使用的柴油和海洋运输过程中油轮燃烧的渣油。因此，使用天然气基车用燃料是大幅度降低车用石油需求的有效途径之一。
5.3.污染物排放比较
图5比较了三种燃料路径在不同阶段和全生命周期内的常规污染物排放和硫化物（sox）排放。总体上，与传统柴油路径相比，除cng路径的co和thc排放外，两种天然气基燃料路径的排放物都得有所降低，具有减排的能力。
(1)pm排放
在全生命周期pm排放的比较中，三种燃料路径的差别主要体现在车辆使用阶段。gtl路径pm排放量相比柴油路径减少了33.9%，其原因是gtl燃料的芳香烃含量几乎为零，远少于传统柴油17.4%的含量，因此在车辆使用阶段的pm排放相比柴油路径降低36.1%，而两条路径在燃料生产阶段pm排放基本相同，所以全生命周期排放gtl路径低于柴油路径。cng路径pm排放量相比柴油路径减少了84.7%，其原因
是cng发动机采用火花点火方式，在车辆使用阶段不产生pm排放，比柴油路径降低92.9%，所以全生命周期pm排放大大降低。同时可以看出，天然气基的两种燃料路径相比，cng路径的pm排放量要小于gtl路径。(2)co排放
在全生命周期co排放的比较中，gtl路径co排放量与柴油路径大体相当，只减少了4.8%，其原因
是gtl燃料生产效率较低，燃烧了35%的过程燃料，产生了较多的co排放，但是在车辆使用阶段，由
于gtl燃料的碳含量为85%，低于柴油燃料的86.6%，在相同的发动机技术条件下，gtl燃料的燃烧更加充分，co排放减少23.1%，所以综合排放还是低于柴油路径的排放。cng路径co排放量比柴油路径提高52.9%，其主要原因是cng发动机采用火花点火的方式，在气缸壁附近容易燃烧不充分，在车辆使用阶段造成较多的co排放，比柴油路径提高87.4%，虽然在生产阶段cng路径的co排放量相对较低，
但是综合排放仍高于柴油路径。
(3)thc排放
在全生命周期thc排放的比较中，三种燃料路径在燃料生产阶段的排放较少，主要的区别体现在车辆使用阶段。gtl路径的thc排放量比柴油路径降低20.9%，其原因是gtl燃料芳香烃含量较少，有利于降低车辆使用阶段的thc排放，比柴油路径减少23.5%，所以全生命周期排放较低。cng路径的thc排放量比柴油路径升高197.9%，其原因是cng发动机采用火花点火的方式，容易产生气缸壁壁面淬熄效应，在车辆使用阶段造成较多的thc排放，比柴油路径高出230%，导致全生命周期排放较高。
(4)nox排放
在全生命周期nox排放的比较中，车辆使用阶段的排放占主要部分。gtl路径的nox排放量比柴油路径降低7.3%，其原因是gtl燃料的体积热值相对较小，发动机燃烧温度相对较低，所以在车辆使用阶段产生的nox排放量比柴油路径低9.6%。cng路径的nox排放量比柴油路径降低26%，其原因是cng发动机燃烧温度较低，降低了车辆使用阶段的nox排放，比柴油路径降低了27%。同时可以看出天然气基的两种燃料路径相比，cng路径的nox排放量要小于gtl路径，其原因是cng发动机的燃烧温度更低一些。
(5)sox排放
在全生命周期sox排放的比较中，燃料生产阶段的排放占主要部分，其中运输环节远洋油轮燃烧渣油
的排放因子为1.42g/kj，原油锅炉的排放因子是0.37g/kj，其他燃烧装置的sox排放因子均不超过0.01g/kj，
因此sox排放主要取决于原油燃烧量以及海洋运输环节。gtl路径的sox排放量相比柴油路径降低79.2%，其原因是柴油在燃料生产过程中消耗了大量的原油作为过程燃料，其中原油开采环节有60%的过程燃料是原油，柴油生产环节75%的过程燃料是原油；同时，由于柴油海运的距离为10556公里，而gtl的海运距离为5334公里，所以消耗的渣油量也高于gtl路径，综合以上原因，柴油路径的生命周期sox排放高
于gtl路径。cng路径的sox排放量相比柴油路径降低64.5%，其原因gtl路径。同时可以看出天然气基的两种燃料路径相比，cng路径的sox排放量要高于gtl路径，由于两者在燃料生产过程中不使用原油，同时车辆使用阶段基本不产生sox，差别主要体现在海运使用的渣油量上。lng油轮和gtl油轮的能量消耗率分别为1.35j/(mj•km)和1.02j/(mj•km)，而且两者海运距离相同，所以lng海运使用的渣油更多，造成了其sox排放更高。
5.4.co2排放比较
由图6三种燃料的co2排放的比较可以看出，与传统柴油路径相比，cng路径能够降低co2排放，
而gtl路径增加了co2的排放。
cng路径降低co2排放的原因主要来自于cng燃料较低的碳含量。由表6的数据可知，cng路径的总化石能源消耗量比传统柴油高23.9%，但由于cng的碳含量只有75%，而传统柴油碳含量高达86.6%，其综合效果是cng路径的co2排放量比传统柴油降低了8.5%。
gtl路径导致co2排放上升的原因在于燃料的生产阶段消耗了额外35%的天然气作为过程燃料，这些天然气燃烧产生大量的co2排放。尽管生产gtl的原料天然气的碳含量低，会降低co2排放量，但仍然不能弥补过多的过程燃料燃烧导致的co2排放升高。如果过程燃料采用其他可再生能源，如风能、水能等，gtl路径的co2排放可以降低到与cng相同的水平。
全生命周期co2排放比较
5.5.综合节能减排效果评价
根据上述分析，将减少石油消耗、降低污染物排放和温室气体排放等效果进行综合考虑，获得了表7
的评价结果。gtl路径和cng路径都能够有效降低石油能耗和常规污染物排放。但在温室气体排放方面，目前的gtl技术路径与当前抑制全球气候变化的要求不相符，cng路径是一种节能减排效果十分显著的
方案。
6.结论
(1)在全生命周期内，两种天然气基燃料路径的总能源消耗均高于传统柴油路径。但无论是gtl路径还
是cng路径，均能大幅度降低石油能源的消耗，降低幅度均超过99%。因此，使用天然气基车用燃料是大幅度降低车用石油需求的有效途径之一。
(2)与传统柴油路径相比，除cng路径的co和thc排放外，两种天然气基燃料路径的排放物都得有所降低，具有减排的能力。
(3)与传统柴油路径相比，cng路径的co2排放量比传统柴油降低了8.5%，而gtl路径提高了23.4%，因此在温室气体排放方面，cng技术路线更加具有优势。
(4)将减少石油消耗、降低污染物排放和温室气体排放等效果进行综合考虑，cng路径的节能减排效果更加突出。如果能够改进gtl路径的燃料生产阶段，发挥gtl燃料与传统燃料供应体系和车辆技术完全兼容的特性，gtl燃料路径仍然具有独特的竞争优势。
参考文献
生物燃料和天然气的区别篇2
统柴油相比的石油节约和排放降低效果。分析结果表明，在生命周期范围内，gtl路径的石油能耗降低99.4%，pm、co、nox、sox、thc排放分别降低33.9%、4.8%、7.3%、79.2%、20.9%，但co2排放升高23.4%；cng路径石油能耗降低99%，co2、pm、nox和sox排放分别降低8.5%、84.7%、26%、64.5%，但co和thc排放分别升高52.9%和197.9%。因此，天然气的利用可以大幅度降低石油燃料的消耗和污染物的排放量，其中压缩天然气路径的综合节能减排效果优于目前的gtl技术路径。
主题词生命周期评价城市客车节能减排gtlcng
abstract:thepetroleum-savingandemission-reductioneffectsoftwoimportednaturalgaspathways(cngandgtl)wereanalyzedandcomparedwithtraditionaldieselpathwayincitybususinglifecycleassessmentmethod.theresultsshowedthatwithinthefulllifecycle,thegtlpathwaydecreasedpetroleumconsumptionby99.4%,andtheamountofpm,co,nox,soxandthcemissiondecreasedby33.9%,4.8%,7.3%,79.2%and20.9%respectively,whiletheco2emissionincreasedby23.4%.thecngpathwaydecreasedpetroleumconsumptionby99%,andtheamountofco2,pm,noxandsoxemissiondecreasedby8.5%,84.7%,26%and64.5%respectively,whiletheamountofcoandthcemissionincreasedby52.9%and197.9%.therefore,naturalgasbasedalternativevehiclefuelscouldsubstantiallyreducethepetroleumdemandsandpollutionemission,whilethecngpathwayhadthebettergeneralperformancethanthecurrentgtlpathway.
keywords:lifecycleassessment;citybus;energyconservationandemissionreduction;gtl;cng
1.引言
资源我国石油能源相对紧缺，随着汽车保有量的持续增加，车用能源安全供应压力剧增，环境空气质量恶化日趋严重，节能减排成为本世纪汽车工业的主要议题之一[1]。大力发展替代燃料，实现车用燃料的多元化是应对这些挑战的有效途径[2]。我国天然气储量相对石油比较丰富，同时天然气的全球资源储量远高于石油，天然气在全球能源供应中正逐步占据越来越重要的位置[3]。
天然气在交通领域的应用已有相当长的历史，目前的主要利用方式是压缩天然气汽车（cngv）[4]，随着天然气合成液体燃料（gtl）技术的成熟和产业化发展，gtl燃料开始批量供应，一种新的利用方式正在兴起[5]，这为我国能源多元化的实现提供了更多的选择。本文从节能减排的角度，利用全生命周期分析评价的方法[6]，在公交客车试验结果的基础上，对包括这一路径在内的天然气基车用燃料进行了分析并与传统石油基燃料路径进行了比较。
2.燃料特性与生产供应路径
2.1.燃料特性比较
由表1可以看出，gtl燃料与传统柴油燃料特性的主要区别以及cng燃料特性可以总结为以下几点：
(1)gtl燃料的十六烷值高，与传统柴油相比，十六烷值高出20个单位，有利于改善燃料的燃烧性质；
(2)gtl燃料的芳香烃含量几乎为零，有利于降低thc和颗粒排放；
(3)gtl燃料和cng燃料硫含量几乎为零，有利于降低颗粒物排放；
(4)cng燃料的辛烷值高，与广泛使用的97号汽油相比，辛烷值高出23个单位，有利于提高压缩比，提
高燃烧效率。
2.2.供应路径设定
石油方面，目前我国石油进口依存度接近50%，其中约有60％的进口原油来自中东地区[7]，因此设
定原油从中东地区海运至中国，然后在国内炼油厂生产加工，最后供国内柴油客车使用。
天然气方面，2007年我国进口291万吨lng，其中有248万吨来自澳大利亚，占总进口量的85%[8]。因此设定lng从澳大利亚海运至中国，在国内加气站气化生产cng供客车使用。
由于澳大利亚正在建设gtl工厂[9]，为尽量统一燃料来源，设定gtl燃料利用澳大利亚的天然气生产，然后从澳大利亚海运至中国。
图1为三条燃料原料开采-产品生产-运输-利用的路径设定。
图1供应路径设定
3.车辆描述与运行路线
3.1.车辆描述为了获得客车在运行时的能耗和排放数据，本文选择在北京市公交系统中广泛使用的
cng公交开展研究，具体参数见表2：
表2客车参数对比
3.2.运行路线
为了全面反映北京市公共交通的运行状况，经过调研，选取了包含城市交通拥堵路段、市内快速交通
路段、城乡结合路段在内的试验线路，具体线路如图2。试验线路总长44km，其中拥堵路段18km，快速交通路段15km，城乡结合路段11km。
图2运行路线
分析模型
模型设定在全生命周期评价模型分析中，在对结果的影响可以忽略的前提下，做如下设定：
忽略除海运以外的运输和分配环节。
忽略lng气化制取cng环节的能耗和排放。
在计算上游阶段某环节排放时，除电力生产外，只考虑该环节过程燃料燃烧所产生的排放，不考虑生产过程燃料时产生的排放。
每种过程燃料只设定一种最具代表性的燃烧装置。
上游阶段数据
(1)能耗数据能耗数据包括原料开采、燃料生产以及运输分配等环节的能量效率以及消耗的过程燃料的比例。其中，原油的开采在中东地区进行，考虑到该地区石油储量丰富，将其开采效率设为96%[10]。原油
从中东地区通过远洋油轮运输到中国，设定其海运距离为10556公里，油轮的能量消耗率为
0.7j/(mj•km)[11]，使用的燃料为重油，相应的运输过程能量效率约为99.3%。柴油、汽油、渣油的生产在国内炼油厂进行，其效率根据国内情况分别设定为95%、88%、95.5%[12]。所有环节的过程燃料比例参考greet模型[11]并根据国内情况做适当修改[12]。
天然气的开采和处理以及lng和gtl的生产均在澳大利亚进行，认为其生产效率与美国接近，所以主要采用greet模型中的数据[11]，同时参考国外相关报告数据[13]。lng和gtl从澳大利亚通过远洋
油轮运输到中国，设定其海运距离为5334公里，油轮的能量消耗率分别为1.35j/(mj•km)和1.02
j/(mj•km)[11]，相应的运输过程能量效率分别为99.3%和99.5%。lng和gtl的生产效率分别为90%和
65%，并认为使用单一天然气作为过程燃料[10]。电力生产方面使用天然气进行火力发电，效率设定为40%[11]。各种燃料路径上游阶段的能耗如表3所示。
(2)排放数据
排放数据包括各种燃烧装置的排放因子，每种过程燃料只设定一种最具代表性的燃烧装置，排放因子
参考greet模型根据国内实际情况做一定调整[12]，具体的设定如表4所示。
4.3.下游阶段数据
(1)燃料消耗
车辆的燃料消耗来自于12米柴油和cng公交车实际运行结果。其中，柴油客车的平均百公里油耗量
为40.12升，gtl燃料客车的平均百公里油耗量为40.56升，cng燃料客车的平均百公里油耗量为35kg。为便于比较，根据各燃料的质量密度和能量密度，将其转化为百公里能耗，具体结果见表5。
(2)排放
利用实验室发动机esc循环测试，获得了三种燃料在对应发动机上应用的综合排放和综合能源消耗，由于循环测试工况来自于道路运行路谱的分析，具有比较广泛的代表性，因此认为实际道路运行的排放与实验室esc测试排放具有对应关系。利用esc循环的燃料消耗和道路运行的百公里油耗，将esc排放转换到车辆道路运行排放[14]。各种燃料车辆运行阶段的co2排放量采用碳平衡的方法计算获得。三种车辆的排放的具体数值见表5。
表5下游车辆使用阶段主要数据
总能耗（kj/100km）或排放（g/100km）
5.全生命周期分析结果比较
根据上述的设定和实际测试结果，通过模型计算，获得了三种燃料的在公交客车上使用的能源消耗、
污染物排放等指标的全生命周期分析结果，具体数值如表6所示。表6还给出了gtl路径与cng路径相
对于传统柴油路径的节能减排效果。
表6生命周期分析结果
总能耗（kj/100km）或排放（g/100km）
5.1.总能源消耗
如图3所示，在全生命周期内，两种天然气基燃料路径的总能源消耗均高于传统柴油路径。其中，gtl
路径的能耗超过柴油路径38.3%，其原因是gtl燃料在生产阶段的效率仅为65%，远低于传统柴油生产阶
段95%的能源效率，而其在使用阶段采用了效率基本相同的发动机技术。而cng路径的能耗超过柴油路
径23.9%，其原因是上游阶段和下游使用阶段的能源效率都比较低，天然气开采、处理和lng生产的综合效率只有87.3%，而传统柴油从原油开采到产品生产的综合效率为91.2%，二者在上游阶段相比有4个百分点的能源效率差距；而在车辆使用阶段，cng路径使用的发动机为火花点火式，受爆震等因素的限制，其压缩比相比传统压缩着火式柴油发动机要低，导致车辆使用阶段燃油消耗高、能源效率较低。
从图3还可以看出，天然气基的两种燃料路径相比，cng路径的总能源效率要高于gtl路径。其主要原因是gtl燃料在生产过程中要经过气化、ft合成等化工过程，消耗大量过程能源，仅在此过程就要消耗35%的过程能源，而cng路径只需要经过燃料的液化这一物理过程，能源消耗相对低得多。尽管在车辆使用阶段，gtl路径的燃料消耗比cng路径低，但也不能弥补燃料生产阶段的大量能源消耗，因此gtl路径的总能源效率较低。如果能够改进燃料生产阶段。高效利用化工过程的余热，提高gtl生产过程的能源利用效率，发挥gtl燃料与传统燃料供应体系和车辆技术完全兼容的特性，gtl燃料路径仍然具有独特的竞争优势。
5.2.石油替代
图4为三种燃料路径在全生命周期内，石油消耗的比较。由图可以看出，无论是gtl路径还是cng路径，均能大幅度降低石油能源的消耗，降低幅度均超过99%。其中不足1%的石油消耗来自于天然气开采机具使用的柴油和海洋运输过程中油轮燃烧的渣油。因此，使用天然气基车用燃料是大幅度降低车用石油需求的有效途径之一。
5.3.污染物排放比较
图5比较了三种燃料路径在不同阶段和全生命周期内的常规污染物排放和硫化物（sox）排放。总体上，与传统柴油路径相比，除cng路径的co和thc排放外，两种天然气基燃料路径的排放物都得有所降低，具有减排的能力。
(1)pm排放
在全生命周期pm排放的比较中，三种燃料路径的差别主要体现在车辆使用阶段。gtl路径pm排放量相比柴油路径减少了33.9%，其原因是gtl燃料的芳香烃含量几乎为零，远少于传统柴油17.4%的含量，因此在车辆使用阶段的pm排放相比柴油路径降低36.1%，而两条路径在燃料生产阶段pm排放基本相同，所以全生命周期排放gtl路径低于柴油路径。cng路径pm排放量相比柴油路径减少了84.7%，其原因
是cng发动机采用火花点火方式，在车辆使用阶段不产生pm排放，比柴油路径降低92.9%，所以全生命周期pm排放大大降低。同时可以看出，天然气基的两种燃料路径相比，cng路径的pm排放量要小于gtl路径。(2)co排放
在全生命周期co排放的比较中，gtl路径co排放量与柴油路径大体相当，只减少了4.8%，其原因
是gtl燃料生产效率较低，燃烧了35%的过程燃料，产生了较多的co排放，但是在车辆使用阶段，由
于gtl燃料的碳含量为85%，低于柴油燃料的86.6%，在相同的发动机技术条件下，gtl燃料的燃烧更加充分，co排放减少23.1%，所以综合排放还是低于柴油路径的排放。cng路径co排放量比柴油路径提高52.9%，其主要原因是cng发动机采用火花点火的方式，在气缸壁附近容易燃烧不充分，在车辆使用阶段造成较多的co排放，比柴油路径提高87.4%，虽然在生产阶段cng路径的co排放量相对较低，
但是综合排放仍高于柴油路径。
(3)thc排放
在全生命周期thc排放的比较中，三种燃料路径在燃料生产阶段的排放较少，主要的区别体现在车辆使用阶段。gtl路径的thc排放量比柴油路径降低20.9%，其原因是gtl燃料芳香烃含量较少，有利于降低车辆使用阶段的thc排放，比柴油路径减少23.5%，所以全生命周期排放较低。cng路径的thc排放量比柴油路径升高197.9%，其原因是cng发动机采用火花点火的方式，容易产生气缸壁壁面淬熄效应，在车辆使用阶段造成较多的thc排放，比柴油路径高出230%，导致全生命周期排放较高。
(4)nox排放
在全生命周期nox排放的比较中，车辆使用阶段的排放占主要部分。gtl路径的nox排放量比柴油路径降低7.3%，其原因是gtl燃料的体积热值相对较小，发动机燃烧温度相对较低，所以在车辆使用阶段产生的nox排放量比柴油路径低9.6%。cng路径的nox排放量比柴油路径降低26%，其原因是cng发动机燃烧温度较低，降低了车辆使用阶段的nox排放，比柴油路径降低了27%。同时可以看出天然气基的两种燃料路径相比，cng路径的nox排放量要小于gtl路径，其原因是cng发动机的燃烧温度更低一些。
(5)sox排放
在全生命周期sox排放的比较中，燃料生产阶段的排放占主要部分，其中运输环节远洋油轮燃烧渣油
的排放因子为1.42g/kj，原油锅炉的排放因子是0.37g/kj，其他燃烧装置的sox排放因子均不超过0.01g/kj，
因此sox排放主要取决于原油燃烧量以及海洋运输环节。gtl路径的sox排放量相比柴油路径降低79.2%，其原因是柴油在燃料生产过程中消耗了大量的原油作为过程燃料，其中原油开采环节有60%的过程燃料是原油，柴油生产环节75%的过程燃料是原油；同时，由于柴油海运的距离为10556公里，而gtl的海运距离为5334公里，所以消耗的渣油量也高于gtl路径，综合以上原因，柴油路径的生命周期sox排放高
于gtl路径。cng路径的sox排放量相比柴油路径降低64.5%，其原因gtl路径。同时可以看出天然气基的两种燃料路径相比，cng路径的sox排放量要高于gtl路径，由于两者在燃料生产过程中不使用原油，同时车辆使用阶段基本不产生sox，差别主要体现在海运使用的渣油量上。lng油轮和gtl油轮的能量消耗率分别为1.35j/(mj•km)和1.02j/(mj•km)，而且两者海运距离相同，所以lng海运使用的渣油更多，造成了其sox排放更高。
5.4.co2排放比较
由图6三种燃料的co2排放的比较可以看出，与传统柴油路径相比，cng路径能够降低co2排放，
而gtl路径增加了co2的排放。
cng路径降低co2排放的原因主要来自于cng燃料较低的碳含量。由表6的数据可知，cng路径的总化石能源消耗量比传统柴油高23.9%，但由于cng的碳含量只有75%，而传统柴油碳含量高达86.6%，其综合效果是cng路径的co2排放量比传统柴油降低了8.5%。
gtl路径导致co2排放上升的原因在于燃料的生产阶段消耗了额外35%的天然气作为过程燃料，这些天然气燃烧产生大量的co2排放。尽管生产gtl的原料天然气的碳含量低，会降低co2排放量，但仍然不能弥补过多的过程燃料燃烧导致的co2排放升高。如果过程燃料采用其他可再生能源，如风能、水能等，gtl路径的co2排放可以降低到与cng相同的水平。
全生命周期co2排放比较
5.5.综合节能减排效果评价
根据上述分析，将减少石油消耗、降低污染物排放和温室气体排放等效果进行综合考虑，获得了表7
的评价结果。gtl路径和cng路径都能够有效降低石油能耗和常规污染物排放。但在温室气体排放方面，目前的gtl技术路径与当前抑制全球气候变化的要求不相符，cng路径是一种节能减排效果十分显著的
方案。
6.结论
(1)在全生命周期内，两种天然气基燃料路径的总能源消耗均高于传统柴油路径。但无论是gtl路径还
是cng路径，均能大幅度降低石油能源的消耗，降低幅度均超过99%。因此，使用天然气基车用燃料是大幅度降低车用石油需求的有效途径之一。
(2)与传统柴油路径相比，除cng路径的co和thc排放外，两种天然气基燃料路径的排放物都得有所降低，具有减排的能力。
(3)与传统柴油路径相比，cng路径的co2排放量比传统柴油降低了8.5%，而gtl路径提高了23.4%，因此在温室气体排放方面，cng技术路线更加具有优势。
(4)将减少石油消耗、降低污染物排放和温室气体排放等效果进行综合考虑，cng路径的节能减排效果更加突出。如果能够改进gtl路径的燃料生产阶段，发挥gtl燃料与传统燃料供应体系和车辆技术完全兼容的特性，gtl燃料路径仍然具有独特的竞争优势。
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生物燃料和天然气的区别篇3
一、天然气的来源
对石油、天然气（以下简称油气）生成的来源，科学家主要有两种观点：一种认为是生物死亡后转变成的，及有机生成学说。另一种是无机生成学说，认为石油天然气来源于无机物的合成。有机生成学说观点的依据是：几乎所有的油田都是在沉积岩中发现的，而沉积岩中可以见到丰富的生物遗迹（如化石等）；通过实验，生物体中三大组成部分的蛋白质、碳水化合物、脂肪在一定条件下可以形成与石油中碳氢化合物类似的物质；在石油中发现的血红素和叶绿素等有机物质，前者是来自动物的血液，后者则来自植物的叶绿素。石油是生物死亡后转变而成的观点所提出的理由是如此之多，并且比较充分，使有机生成学说得到大多数人的认同，现在油气生成的研究方法和内容都是建立在这种观点的基础上的。
虽然有机学说占了绝对优势，但在有机层油的大前提下，还存在着是海洋生物生成石油，还是陆上河流、湖泊中生物生成石油的争论。现实中，中东地区的沙特、科威特等国家的大油田都是海相地层生油，而我们国家的打多数油田则是陆相地层生油。
早在10多亿年前，地球上就出现了生物，随着历史的发展，生物的数量和种类越来越多，生物大量地繁殖和死亡，其中一个藻类植物在适宜的条件下，8天内就可以繁殖到1036个后代，重量可以达到1.4×1017吨。大量的生物，主要是海洋和湖泊中的浮游生物，在它们死后一部分有机质被氧化变成二氧化碳逸散掉了，一部分则随作泥沙沉积下来，成为生成油气的物质来源。
天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。
二、天然气的优点
（1）绿色环保。天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。
（2）经济实惠。天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为该地区经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。
（3）安全可靠。天然气无毒、易散发，比重轻于空气，不宜积聚成爆炸性气体，是较为安全的燃气。
（4）改善生活。随着家庭使用安全、可靠的天然气，以及享用港华燃气提供亲切、专业和高效率的售后服务和新式炉具，将会极大改善家居环境，提高生活质量。
（5）天然气发电，具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径，且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力。
（6）天然气化工工业，天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重，世界平均为80%左右。
（7）城市燃气事业，特别是居民生活用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。
（8）压缩天然气汽车，以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。
（9）热值较高，约为人工燃气的两倍，甚至更高。换句话说，采用天然气作燃气的燃具与采用人工燃气的燃具相比，当两者的热负荷及热效率相同时，天然气用量约为人工燃气用量的一半。因此，使用天然气作燃气时，用于城镇燃气管网系统的成本较低。
（10）输送到城镇作燃气的天然气，一般都已经过净化处理，因此，对人体基本上无毒害作用。
人工燃气中含有较多的一氧化碳，如果泄漏到空气中，将会对人体产生毒害，甚至造成死亡。天然气的主要组分是甲烷，以及少量的乙烷、丙烷等。除了因天然气泄漏使空气中的氧浓度降低，对人体有窒息作用外，这些烃类本身都是无毒的。
三、使用天然气的注意事项：
1、使用燃气的场所为什么必须保持通风良好。使用燃气（天然气、人工煤气、液化石油气）灶具和热水器的场所必须保持通风良好，这是因为燃气燃烧时要消耗空气中的氧气来助燃，同时产生含有二氧化碳和少量一氧化碳的烟气，如1m3的天然气燃烧时要消耗10m3空气中氧气，同时产生1m3的二氧化碳和2m3的水蒸气。如果室内通风不良，则室内空气中的氧气含量逐渐减少，供氧不足将导致不完全燃烧，而不完全燃烧会产生大量一氧化碳有毒气体，会造成人员中毒、缺氧而窒息死亡。因此使用燃气的场所必须保持通风良好，使新鲜空气得到及时补充，并将烟气随时排至室外，这样可预防窒息或一氧化碳中毒事故，保护全家的安全和健康。
2、居民家中如何预防燃气事故
（1）应购买使用质量和安全性能良好的灶具和热水器，假冒伪劣产品是事故之源；
（2）应请有资质的专业人员按规范安装燃气设施，否则会留下事故隐患；
（3）应按产品说明书要求正确使用，燃具应定期维护保养（热水器为8―10月），有故障应及时维修；
（4）灶具使用时应有人照看，应注意使用环境的通风换气，用毕做到“二关一开”，即关好燃气阀门和厨房门，开启厨房窗户；
（5）家中燃气设施应经常检查，及时更换老化的橡胶管，最好使用不锈钢波纹软管；
（6）安装使用燃气泄漏报警装置，为全家请一位义务的燃气安全保护神。要特别注意：连接灶具的软管，应在灶面下自然下垂，且保持10厘米以上的距离，以免被火烤焦、酿成事故。注意经常检查软管有无松动、脱落、龟裂变质。使用期超过三年的应与维修部联系更换。
（7）定期用肥皂水检查天然气设备接头、开关、软管等部位，看有无漏气，切忌用火柴检漏。如发现有气泡冒出，或有天然气味时，要关闭所有开关，严禁火种（包括电灯开关），打开窗户通风，并立即报告地区天然气维修站。
（8）禁止自购乱拉乱接软管，自行接用天然气取暖炉和淋浴器等设备；
生物燃料和天然气的区别篇4
人们常称21世纪是天然气世纪，中国天然气黄金时代就要到来。“天然气经济效应”将推动我国的能源革命、环保革命、产业革命向着一个崭新的发展。
我国政府推出一系列支持和鼓励发展国内天然气、引进天然气和引进液化天然气的政策，为加促我国能源革命向天然气转换，提供了有力的保证。
最近
天然气的广泛应用、合理利用和天然气的长期、稳定供应，为大力发展我国燃气空调，开展区域制冷和化工精炼过程提供了可靠的基础条件。
二、大力发展天然气产业是调整我国能源结构的需要
1、落后的一次能源消费结构
（1）中国一次能源消费结构：煤炭62.1%、石油27.7%、水电7%、天然气2.7%、核能0.5%。
（2）世界一次能源消费结构：石油40.03%、煤炭24.98%、天然气24.72%、核能7.64%、水电2.63%。
2、我国能源资源短缺的压力
从1993年起，中国已成为石油净进口国，2002年进口石油7000万吨以上。2003年进口石油9000万吨以上，2004年超过1亿吨，2005年中国石油消费量达到2.6亿吨/年左右。到2015年中国将成为世界上最大的石油消费国。
2001年中国天燃气消费量250亿立方米，2005年消费量300亿立方米，在一次能源消费结构中还不到3%。
到2020年，中国天然气产量将由目前的340亿立方米增加到本1200亿立方米，而需求量要增加到2000亿立方米，缺口800亿立方米需由进口来弥补。据有关资料分析，2006年将进口lng320万吨，2010年达1900万吨，2015年达3300万吨。
目前，我国人均占有能源储量还不到世界人均占有量的一半。在能源资源中，煤炭占60%以上，人均煤炭资源占有量大约是世界人均的一半，而石油天然气的人均占有量不到世界平均水平的十分之一。
第二次世界大战之后，一切国际重大战争或冲突的根源就是为了抢夺有“黑金”之称的石油。2003年伊拉克战争，不仅是对国际能源地缘政治格局的一次重新洗牌，也使得世界石油市场格局产生了巨大的影响。
能源资源短缺，对我国经济的发展带来了巨大的压力。
3、我国环境严重污染的压力
长期以来，我国能源资源以煤为主，城市煤气、工业窑炉、发电都以燃煤为主。燃烧产物中的硫化物、二氧化碳、氮氧化物，以及大量烟尘污染，使城市空气质量严重恶化。
1998年联合国公布了世界空气污染最严重的十大城市,排名为：太原、米兰、北京、乌鲁木齐、墨西哥、兰州、重庆、济南、石家庄、德黑兰。只有中国、南非、波兰、和北朝鲜，煤炭使用率超过60%。
据权威部门检测显示：烟尘排放量的70%，二气化硫的90%来自烧煤的结果。按我国目前烧煤炭比重高达70%的能源结构测算，每年排放二氧化硫2000多万吨，工业烟尘1000多万吨，酸雨控制面积达40%，环境污染非常严重。
面对环境严重污染的现象，扩大国内天然气生产、加促引进国外天然气和液化天然气改变我国能源结构已成为迫不可待和需要认真研究的重要课题。
4、建设环保城市和生态城市的迫切要求
第二次世界大战之后，科学技术的突飞猛进、经济高速增长、城市规模迅速膨胀、农村城市化进程不断加快，以大气污染和水资源环境恶化为特征的“城市病”不断在漫延，不断在报复人类，引起了各国政府的高度重视，大力支持环保城市的建设和生态城市的建设，用最清洁的能源不断取代污染性的能源是当代城市建设者们的一项重要任务。
5、天然气是当今世界的理想能源
天然气是当今世界的理想能源，天然气的合理利用和优化利用，特别是广泛应用在燃气空调、燃气联合循环发电和区域制冷对优化我国能源结构、优化生态城市建设、优化理想人居空间，创造人和自然的和谐环境都具有非常重要的意义。
第一、高效。绝大部分燃煤机组发电效率为30%左右，最高的亚临界点发电效率也不超过38%；天然气联合循环发电效率高达60%；如果采用功热联产技术应用天然气，能源利用效率可达80%以上。
第二、洁净。天然气的主要成份为甲烷，1分子ch4燃烧产物为2分子h2o和1分子co2，每立方米天然气燃烧产物含2公斤水。co2的总排放量远远小于燃煤，也小于燃烧液化石油气。
液化天然气（lng），是天然气从气井开采出来之后，经净化，除去杂质在低温下液化的产物，其燃烧产物非常干净，基本不含硫化物和氮氧化物。
第三、方便。液化天然气（lng）在接收基地气化以后，通过高压管线输送到门站，降低压力后送至城市居民用户和工商用户，与管道天然气一样再不要后处理，既方便又省事。总的经济效益和社会效益远远大于用煤和其他燃料。这是天然气在全球能耗比例中增长最快的主要原因。
三、我国天然气的发展策略
国家发改委最近提出我国天然气发展策略是：立足国内、利用海外、西气东输、北气南下、海气登陆、就近供应，走国内生产与国外进口相结合的lng发展道路。预计至2020年投资2200亿人民币用于天然气基础设施建设。就是建设5万公里天然气管线，引进千万吨级液化天然气接收站，形成百万吨级的液化天然气运输能力。将在长三角、环渤海地区、泛珠三角地区建设10个左右的lng接收站，到2020年形成进口5000万吨规模lng接收设施。使天然气在一次能源消费中达到12%。
针对资源短缺将成为中国经济发展的重要瓶颈的问题，国家能源局将采取五大措施加以解决：
一是组织探明我国资源储量，增加石油产量；
二是通过替代燃料和提高燃油经济型标准来减少工业和民用机动车的耗油量；
三是大力开发天然气资源，力争在5年内产量翻两翻；
四是鼓励企业走出去，利用境外资源；
五是规范市场建设，面对电力短缺，采取错峰用电，跨区域用电，用价格杠杆调节市场。实行多元化、多国化资源开发战略，增强
四、引进国外天然气的经济意义和社会意义：
第一、今后几年我国电力将严重短缺
随着我国经济建设的持续快速发展以及人民生活生平的不断提高，对电力用量急剧增长的需求，就是采取西电东送和加速建设火力发电厂，也很难使缺电的局面得到缓解。
据国家电网公司透露，今冬公司经营区域内电力缺口为2983万kw，其中华北缺747万kw，华东缺2078万kw，华中缺158万kw，浙江省就缺880万kw。
因此，引进天然气，对增加电网调峰手段，改善环境污染都具有非常重要的意义。
第二、引进天然气为开发功热联产技术提供保证
引进天然气为我国热电联产技术的发展，广泛建立区域能源站，充分提高能量利用效率提供了非常有利的条件。对我国的供电安全也有重大作用。9.11事件和非典事件以后，发达国家都在加速建立区域制冷系统的步伐，避免由于意外事故造成大面积中断供电事故，保障供电安全。
第三、大量引进天然气有利于石化原料的结构调整
大量引进天然气占领民用燃气市场以后，可以把目前每年消耗的1500万吨的民用液化石油气顶替出来，回到石油化工原料市场上去，进一步优化我国石油产品的分布结构、优化乙烯和各种石化产品的原料结构，降低能耗，提高总体经济效益。
第四、参与迅速发展的世界lng贸易
美国联邦储备局局长阿兰.格林斯潘在参加今年四月战略和国际研究中心举行的能源会议时表示：
1、为防止未来急剧上升的燃气价格给美国经济造成损失，美国需要扩展天然气领域在全球范围内的贸易；
2、近年来，石油和燃气六年交货价格的急剧上涨必然会对美国经济产生影响；
3、去年进口的液化天然气只占美国市场总量的2%，部分原因是环境和安全隐忧限制了美国具备处理液化天然气能力的港口数量或lng运输；
4、未来天然气的高价格已经让我们将天然气进口当作更有吸引力的选择；
5、目前世界能源进口中，石油比例为57%，天然气仅为23%，这显示了天然气贸易的巨大潜力；
6、为了缓解目前的价格压力，格林斯潘呼吁通过液化天然气终端设施的扩展和海岸lng接收和重气化新技术的发展努力扩大全球供应；
7、随着lng液化和运输技术的发展和安全隐忧的减少，美国进口能力正在逐渐加强。
五、天然气高效利用的途经分析
1、用作民用燃料和锅炉燃料
天然气用来烧水做饭，虽说是一种非常理想的清洁燃料，但就其热量利用效率来说是极其不合算的。利用天然气产生的高温烟气来加热热水，达到80至100℃，从热力学第二定律计算可知其利用效率极低。作为民用燃料又不得不使用。随着电磁灶的出现和普及，天然气炉灶会被遂步顶替。作为工业燃料直接烧锅炉，将大量热能浪费在烟气中，更是极不经济的做法。
2、用作直燃空调燃料
利用天然气燃烧的高温烟气作为溴化锂制冷机组的热源，使制冷机产生冷量，随着国防环境意识的增强和溴化锂制冷技术的不断成熟，燃气中央空调在世界各地得到了越来越广泛的应用。在日本，燃气空调每年增长60多万冷吨，并以13.6%的速度增长，比电空调以8.7%的速度增长快得多。目前在日本，5000平方米以上的现代建筑，有70%以上使用吸收式制冷机。科学工作者正在研究5kw、2.7kw甚至更小的别墅和家庭用的小型吸收式燃气空调。但就天然气在直燃式燃气空调的利用来论，其热力学效率还是比较低的。
3、用作联合循环发电燃料
燃气轮机是一种布来顿循环的新型发动机，目前喷气式飞机的发动机都是燃气轮机,属轻型燃气轮机。而发电厂用的是重型燃气轮机，规模可达几十万kw。燃气轮机发电技术发展非常快，20年前的发电效率只有20%左右，现在的大型燃气轮机一次发电效率已经超过40%。
联合循环发电就是燃气轮机和蒸汽轮机联合发电，天然气先在燃气轮机里发电，排出的400至600℃的高温烟气通入余热锅炉，产生400℃的高温和4mpa的高压蒸汽，进入蒸汽轮机发电，两者发电效率总和可达60%以上。
4、用作区域能源站燃料
天然气通过燃气轮机发电以后，高温烟气或用作制冷，或进入热锅炉产生蒸汽，这些蒸汽或用来发电，或用作其他工艺热源利用，比单用来烧锅炉的效率要高得多。因为天然气在燃气轮机发电利用了30~40%的效率之后，余热产生的蒸汽再发电或供热或制冷，这就是所谓的电热冷联产效应，热效率可达到80%以上。
因为燃烧的烟气不含二氧化硫，产生的水蒸汽冷凝潜热，还可以得到利用，使燃气轮机的最终排气温度可低至38℃，几乎90%的热量都被利用了。这是一种最高效的热量利用途径，国外用得很多，发展也很迅速。
采用热电冷三联供系统，一次能源利用率可高达1.49的比值，比热电冷分供要高一倍，标准气耗则降低一半。预计到2020年，楼宇能源的最主要的形式将会有一半被热电冷三联供的形式代替，这是21世纪能源的发展方向。
六、天然气在区域能源站的高效利用
1、电热冷三联产节能原理
天然气作为能源利用的最高效率是电热冷三联产。从热力学第一定律来说，它的节能原理就是能把能量吃光榨尽。
天然气在燃气轮机里就有30-40%的能量转化为电能，一次转化的效率就高于一般火电厂的锅炉蒸汽轮机机组的效率。再加上排出高温烟气产生的高温高压蒸汽进入蒸汽轮机发电，使能量利用率达到60%以上。剩余的能量还可以用来制冷，产生热水，用于各种不同能级的用户，系统能量梯级充分利用，使能量利用率达到80%以上的最高境界。这便是天然气电热冷三联产的供能价格比烧煤还有竞争力的根本原因。
能源产业的一场革命，大电网与微小型发电机并存，被全球专家认为投资省、能耗低、可靠性高的能源系统，是21世纪的发展方向。
2、国外区域能源站的迅速发展
区域能源站，在国外有称区域冷暖中心，区域燃气制冷系统，区域制冷系统、分布式能源站。
区域能源站技术从七十年代末期以后开始发展起来，目前美国已有6000多座区域能源站，仅大学校园就有200多座。据美国有关资料统计，商用建筑采用热电冷三联产后节能效果达到46%以上。美国政府计划在2010年有20%新建商用或办公用建筑使用热电冷三联产，有5%现有的商用和办公楼宇改用热电冷三联产，25%美国能源部的项目改用热电冷三联产。至2020年，计划有一半以上新建办公或商用建筑采用热电冷三联产。并有15%的现有建筑改用热电冷三联产。英国只有5000多万人口的国家，就有1000多座区域能源站。俄罗斯采用热电联产的比例占总能耗的33%，美国占50%。
区域制冷系统是大城市的理想制冷系统，世界上先进的国家如美国、欧洲和日本，使用得非常普遍和广泛，技术十分成熟可靠，发展也十分迅速。
1991年1月投入运行的日本东京都新宿都心区冷暖中心，制冷规模达到了59000rt，供冷面积为2200000m2，为15栋摩天大厦和东京市政厅提供了良好的供电、供冷、供热水服务。远远超过美国纽约原世界贸易中心大厦49000rt的冷暖房，成为世界最大规模的区域冷暖中心。
冷暖中心系统的功能：
（一）发电照明
利用天然气燃烧的热量推动燃气透平发电机发电输入电网，或直接供应办公照明。
（二）提供冷气
利用天然气燃烧的热量使水管式锅炉产生4mpa，400℃的高压蒸汽，通过背压透机组，进入吸收式冷冻机，再到轮机式冷冻机，制造出4℃的冷冻水，送入制造冷源的空调机为办公室提供冷气，温度升高至12℃的冷冻水送入循环系统循环使用。
（三）提供暖气
将水管锅炉房的4mpa，400℃的高压蒸汽减压至0.7mpa，送进暖气空调机产生暖气送办公室取暖。
生物燃料和天然气的区别篇5
而如今以氢为主要燃料的燃料电池技术的出现与成熟，同时兼顾了能源高效利用与低碳排放的优势，有望成为引领下一次全球能源利用与开发变革的中坚力量。
1）燃料电池具备能源高效利用、清洁化利用双特性。以氢为主要燃料的燃料电池技术的出现与成熟，同时兼顾了能源高效利用与低碳排放的优势，符合长期以来全球能源体系进化的特性，有望成为引领下一次全球能源利用与开发变革的中坚力量。氢气具备无毒无害、高压氢气燃烧时不向周围扩散、燃烧点高等特性，与汽油和天然气相比氢气最易燃烧比例为29%，而汽油与天然气最易燃烧比例只需2%和9%。
2）质子交换膜与固体氧化物燃料电池为产业研发与应用重点。考虑到不同燃料电池技术的特点与性能，目前，质子交换膜与固体氧化物燃料电池已经成为行业内应用推广的主要技术。其中，质子交换膜燃料电池以其低温运行、启动快、比功率高、体积小等优势已经成为全球燃料电池汽车领域的首选技术。而固体氧化物燃料电池以其较高的发电效率、运行温度高、使用非铂系金属等特点成为固定式发电领域的首选技术手段之一。
3）美、日、欧配套政策完备，中国政府以市场换技术。现阶段，美国、日本以及欧洲地区已经完成了对于燃料电池应用、成本、补贴以及发展目标的制定。其中，日本政府对于家庭用燃料电池系统、燃料电池车、加氢站建设分别给予购置、投资成本40-50%的补贴；美国加州地区对于燃料电池汽车与加氢站建设也给与了优厚的税收减免；欧盟地区则计划建设加氢站以联通各国主要通道。而中国由于技术研发相对滞后，正在通过优厚的补贴政策以吸引海外优秀燃料电池企业携技术进入中国市场。其中2020年以前燃料电池汽车补贴不退坡等政策具有较强的吸引力，加拿大燃料电池龙头之一Ballard公司已经与国内企业形成战略合作关系。
生物燃料和天然气的区别篇6
关键词： 燃气机热电联供
一、背景
在我国,人们对能源的利用和发展与环保关系的认识是逐步深入的。我国长期以来实行以燃煤发电为主的能源政策,八十年代之前,极低的生产力水平使环保未得到重视。到八十年代末,经济的高速发展带来了日趋严重的大气污染,使人们不得不开始重视对环境污染的治理,其中一项举措就是发展热电联供,取消分散锅炉房,减少烟尘对大气的污染,热电厂在发电的同时向周围工厂和生活设施供热,环境污染状况有所改善。但由于以煤为燃料,锅炉烟气含有大量的二氧化硫(so2)和氮氧化物(nox),仍对大气造成污染,加上受蒸汽供热半径的限制,很多热电厂都位于城市或城郊,城市的空气状况会因此变差。特别是在我国北方城市,冬季浓雾弥漫,引起多种呼吸道疾病,对人民生活和身体健康产生严重危害。同时燃煤小热电还有高能耗的缺点,在九十年代后期,政府开始将目光投向天然气这种清洁能源。天然气的热值高,约为36000~40000kj/nm3,且燃烧后对环境污染小,是所有燃料中单位热值co2排放量最低的,且nox的排放率也很低,可以满足一般电厂的废气排放标准,因而将成为继煤和石油后的主要能源。
目前国内燃煤热电厂集中供热与分散的锅炉房相比,具有节约能源、占地少、改善环境的优点,但也存在一些弊端,随着市场经济的发展,其弊端越来越明显。首先是投入大、费用高,城市热网的建设需要大量资金,要建设供热系统管路,因而供热成本很高。在计划经济体制下,建设运行费用由政府负担,其经济效益差的一面没有反映出来,而在如今的市场经济下,由于供热收费欠费引起的问题越来越多,国家也不堪重负。其次是由于计量不规范,热控水平不高,以至热网管理落后,供热各环节浪费太大,尤其是公共建筑在无人时也持续供热,节能变成了浪费。同时原有城市规划对热网考虑不够,使增建的热网管道影响城市美观,同时敷设时需要部分建筑物拆迁等。另外城市中的热电厂增加了市内污染物的排放,使局部环境恶化。因此有必要借鉴发达国家的经验,如一些国家采用分散供热的模式,工业企业自备热电站和分散的小型热电站相现结合的方式,分别满足工业和居民的热需求。在这种情况下,燃用天然气的燃气机成为人们选择的主要供热发电设备之一。
早在1894年已有了以天然气为燃料的发动机,经过不断发展和完善,形成了可燃用多种燃料(包括垃圾填埋场产生的填埋气)的燃气机和燃天然气-轻柴油的双燃料柴油机。为了更好地节约能源,还充分利用废热供热或再次发电,实行热电联供,大大增加了经济性。从效率上来说,单机输出功率50mw以下的热机以柴油机和燃气机为最高,发电效率可达40%以上,热电联供效率更高达80%;单机功率大于50mw时,燃气-蒸汽联合循环机组的效率较高。有鉴于此,目前国际上燃气机及双燃料柴油机应用很广。
二、燃气机机型介绍
目前世界上比较有代表性的燃气机制造企业有总部设在瑞士的w?rtsil?nsd公司的燃气机,其功率范围在1000~5500kw、德国manb&w公司的双燃料柴油机,其功率范围在2400~16200kw,还有奥地利jenbacher公司的70~2700kw燃气机。下面对这几种机组分别作一简单介绍。
1.w?rtsil?nsd公司的燃气机
瓦锡兰恩斯迪集团公司是世界最大的中速柴油机及燃气机设备制造公司,该公司有燃天然气的燃气机(2100kw~5500kw),也有燃气-轻柴油双燃料机组(4300kw~15800kw)。这里主要介绍它的燃气机。
影响内燃机nox生成的主要因素是温度和空气-燃料比,较低的温度和较高的空气-燃料比可降低nox的排放。瓦锡兰的燃气机采用稀薄燃烧控制技术,较高的空气-燃料比使气缸中与燃料的混合的空气量多于燃烧所需要的量,并且混合均匀,这不仅大大降低nox的排放,而且提高了机组的燃烧效率。稀薄的混合物点火和燃烧是通过预燃室实现的,预燃室内采用火花塞点火,为主燃烧室的燃烧提供了能量。
自动控制监测系统wecs8000为分布在整个发动机的微型信息处理器,并划分为不同功能,包括主控制块(mcu)、传感放大和分散控制块(
smu/dcu)、气缸控制块(ccu)、空气燃料控制系统。其中主控制块为系统的核心,负责速度、负荷的控制、吸气点火系统及机组起停和保安报警,调节空气-燃料比。
以34sg为例,其主要参数如下:
气缸数:12,16,18
缸径:340mm
冲程:350mm
单缸功率:293/305kw
转速:720/750r/min
活塞平均速度:8.4/8.75m/s
平均有效压力:14-16bar
频率:60/50hz
热耗率: 8790kj/kwh
2.德国manb&w公司的双燃料柴油机
燃气-轻柴油双燃料系统是采用直接或间接喷射少量柴油燃料进入燃烧区,以相当高的点火能量引发天然气、空气混合物的燃烧。由天然气输送管网来的燃料气体通过独立的进气阀喷射进入各独立的气缸外侧空气中,天然气的喷射与进气阀的开度同步,天然气与空气混合物在气缸中被压缩,由于混合均匀,防止了局部燃烧高温,同时由于较大的过剩空气量,大大减少nox的生成。
点火所需的能量来自于预燃室的点火喷嘴,引燃燃料通过小型喷射泵喷入预燃室,柴油在缺乏空气的初始条件下进行预混燃烧,然后进入主燃烧室,燃气、空气混合气稀薄燃烧,降低了燃烧循环的温度,避免产生氮氧化物。所需的引燃燃料量只占柴油机总燃料消耗量的1%。燃油喷射系统在运行中始终处于备用状态,一旦供气中断,机组可立即切换至燃轻柴油运行,保证机组连续安全运行。
机组控制系统包括了双燃料运行中所有控制、调节和监控,以及燃气控制和负荷控制。燃气控制包括机械式主节流阀、过滤器、双联燃气阀、冷凝液排放装置和气动燃气调压阀。
目前该公司推出的主导机型为32/40dg机,其功率范围为2400kw~7200kw,主要技术参数如下:
气缸数:6,7,8,9,12,14,16,18
缸径:320mm
冲程:400mm
单缸功率(甲烷值80-100):385/400kw
转速:720/750r/min
活塞平均速度:9.6/10m/s
平均有效压力:19.9bar
频率:60/50hz
油耗率:8460kj/kwh
这类双燃料机主要用于连续发电,运行方式以燃天然气为主,轻柴油作为备用燃料,大大提高了电厂运行的可靠性。
3.奥地利jenbacher公司的燃气机
jenbacher公司是较早专门研制燃气机的公司,它的燃气机有六大系列十几种型号,缸数从6至20缸,缸径116至190mm,可燃用高热值的天然气,也可燃用低热值的污水、污泥沼气、垃圾填埋气,还有煤层气、化工厂及工业生产中的可燃气体等。燃气机为该公司的主导产品,广泛运用于世界各地。它的leannox控制系统可稀释混合燃气,结合带保护的电火花点火系统,自动调节燃气机使之能高效燃烧所有燃气,达到低排放量,保证nox排放低于500mg/nm3,co排放低于650mg/nm3。
以jms616gs-n.l机型为例,其参数如下:
气缸数:16
缸径:190mm
冲程:220mm
&
nbsp; 输出电功率:1942kw
转速:1500r/min
活塞平均速度:11m/s
热耗率: 8930kj/kwh
三、利用燃气机热电联供
燃气机的余热有三个来源,燃气机的高温烟气、高温缸体及增压空气冷却水和润滑油冷却水。其中最主要的是燃气机的排气,因其温度一般在400~500℃,含大量余热,通过在烟道上加装热交换器可将余热转换为蒸汽或热水。高温缸体及增压空气冷却水温度为90~95℃,润滑油冷却水温度为70℃左右,均可通过热交换器供热水。
燃气机的余热有多种用途,主要有三类:再发电、供热、制冷。而从具体形式来说,可以根据用户需要,形成多种组合。如余热锅炉产生的蒸汽可用来带动汽轮机发电,或直接供热用户,作为生产工艺过程中的干燥、燃烧空气干燥等,也可以通过吸收式冷却器制冷,供工厂或居民住宅;温度不同的高温缸体及增压空气冷却水和润滑油冷却水,通过热交换器串联后供用户热水,作为工艺用热、地区用热、也可在余热锅炉蒸汽发电时加热汽机凝结水。
燃天然气的燃气发电机组热和电的输出情况见下表(以瓦锡兰机组为例):
机型电力输出
(mw)蒸汽流量
(t/h)蒸汽输出
(mw)热水流量
(t/h)热水输出
(mw)
12v25sg2.11.81.1161.1
16v25sg2.82.41.5211.5
16v28sg4.02.62.0201.4
18v28sg4.52.81.8221.5
16v34sg4.883.02.2271.9
18v34sg5.53.42.5312.1
注:供蒸汽参数为8bar,170℃;供热水参数为:85℃;进水温度:25℃。
四、燃气机电站的特点
1. 效率高
燃气机机组效率在40%以上,如以合理的热电联供方式运行时,热效率可达80%以上,节能效果明显。
2. 污染小
污染物的排放大大低于燃煤及燃油电厂,无需高烟囱,可建于城市中心。同时采用隔音效果好的室内布置,无噪声污染。
3.工业水量少
机组冷却水采用闭式循环,不需大量冷却水,对水源要求不高,有少量工业水即可。
4.运行灵活,费用低
热电联供的燃气机电站可满足分散供热要求,不需铺设大量供热管网,节约了运行管理费用。电站一般布置两台以上机组,以适应不同热负荷及电负荷要求,运行更加灵活方便。
5.安装简便,维修方便
由于燃气机非高速旋转机械,且采用了底板弹簧隔振装置,对设备基础要求较低,安装较为容易。维修工作可在现场完成。
6.与燃气轮机相辅相成
燃气机的应用并不排斥燃气轮机,因其单机功率多在1~15mw,而燃气轮机的主导机型在20mw以上,并且趋势是发展大功率机组,二者并不冲突,各有市场,相辅相成。
五、前景
燃气机在中国的应用可能只是时间的问题。首先从燃料上来说,中国已经明确表
生物燃料和天然气的区别篇7
1.液化气在城市燃气构成中的地位
1.1概述
八十年代，随着我国石油化互迅速发展，城市已广泛使用液化气，数量也不断增加，现年用液化气达300余万吨，为“七五”计划末期的四倍，液化气除由国内炼油厂供应外，进口递增量更大，形成了液化气多渠道来源的市场绝“济。我国沿海广东、福建、海·南i上海、斯江、江苏等城市已新建液化气码头及赊运基地二十多个。液化气用途也在扩大，技术装备水平已接近发达国家。但是，我国在发展液化气中，存在分散经营、规模较小、设备利用率低、不合理使用以及经济效益低等问题，这类问题需有关各方综合研究予以解决。
1.2液化气在城市燃气构成中占有的比例：
国际上大城市燃·气在能源和燃科构成中的比例一般占25％以上，如美国的％、独联体29％、加拿大27％，而且优先选用天然气：(或进口液化天然气)为主气源，液化气为辅助气源，如巴黎、·纽约；东京等；而中、小城市以及无天然气供给条件的城市以购入液化气为主气源，如新加坡、泰国、日本等国家城市。分折我国城市燃气现状，特大城市北京、天津首以液化气为主气源，现以发展天能气和人工煤气；上海以人王煤气为主气源，液化气为辅助气源，“九五”时期规划引进天然气。部分大、中城市以人互煤气或天然气与液化气同时发展，但有相当多的城市则以液化气为唯一气源。
根据我国城市燃气的发展方针，在相当长时期内仍采用人王煤气、天然气、液化气、矿井气及其它燃气。一个城市的气源选择，应本者“因地制宜、合理使用”的原则。一起，特大、大农市应尽早实现燃气化，实施途径是有条件引进天然气应优先选择，无条件应发展人工煤气为主，城外、市内非输气管冈区域可采用液化气；中等城市，无外界气源利用或自建煤气厂条件的可优先选择液化气；小城市、城镇条件许可应优先选择液化气。
城市自建煤气厂应综合考虑原料来源、制气方式、输配级制、用户对象及比例等技术、经济指标，量入为出，适当发展，以减少经济亏损。对具有液化气资源的城市，包括具备液化气进口码头与基地的城市，应考虑向省内或临近城市区战供气，以扩大经营规模，提高经济效益。
总之，液化气在城市燃气构成中占有一定比例，其比例值与主气源规模有关，在实施城市燃气化时应统筹考虑。
2.液化气在城市燃气中应用范围
随着液化气资源的充沛，在城市燃气中应用范围也在扩大，除由以往的单一气瓶供应用户，已扩展到人工煤气、天然气等领域，按国内外的应用情况，可列举如下：
2.1直接供给：
液化气采用气瓶、贮槽、区域气化直接供给用户，如家庭、营业、工业、发电、热泵、车用等。
2.2掺混供给：
液化气气化与空气掺混成不同出例的混合气供应。用于天然气的代用、过渡、调峰或事故应急气源；人工煤气的代用、调峰机动气源；寒冷，液化气质量较差地区，采用管网供给用户。
2.3人工煤气气源(或制造代用天然气)：
液化气作城市人工煤气制气原料或增热气源，一般与热值较低燃气按一定比例混合，达到城市燃气的热值标准。也用于烃类转化炉制造代用天然气。
2.4应用情况：
我国液化气的应用，主要是第一类，而第二、三类仅是近十年在发展应用。国外在这儿方面部已普遍使用。如日本19．93年液化气总洛费量；2000万吨，占总能源的5％，其中进口1565万吨，国内生产量465万吨，每年递增2％以上。用途中：家庭用量占670万吨，城市煤气气源占285万吨，汽车占185万吨。日本民用燃气普及率为98％，其中使用液化气的用户超过60％，达2275万户。我国液化气市场已趋于成熟，但在某些行业中的应用尚未起步，如车辆使用液化气作燃料、液化气空调、热泵、工业、电厂使用液化气的开发和应用等。
3.扩大应用的探讨
3.1改变单一瓶装供应，采用多种供应方式
液化气瓶装供应除具有灵活性，发展快等优点外，存在较多不安全因素，因而已在推进瓶组气化、小区气化、掺混等多种供应方式的发展，其适用原期如下：
3.1.1气化:
气瓶供应的液化气由自身湿热吸收外界环境热量而气化，如需强制气化则以热水、蒸汽和电为热能。
中、小型规模(液化气4吨/小时以下)一般采用热水作热能；
大型规模(液化气4吨／小时以上)一般采用低压蒸汽作热能；
单独住宅包括小型用户供气(液化气200公斤／小时)也可采用电作热能。
3.1.2掺混：
气态液化气与空气或低热值燃气的混合一般采用引射、混合阀或混合比例同等混合器。其中：中、低压与中、小规模的混合气一般采用引，射式(文丘管)，气量调节0-100％，喷嘴调节20-100％，混合气权限、压力0.25mpa，引射比固定。混合阀与混合比例阀一般用于高、中压，大、中规模的混气，气量调节、混气比例可0-100%，混气压力决定于选用的空气压缩机(或鼓风机)与低热值燃气的压力，混气压力一般为0.07-1.05mpa
转贴于3.1.3供气压力：
气化或掺混的供气压力应参照燃气输配压力级制(见下表)。
一般输配压力选用二级或三级制。
即中压——低压或高压(B)——低压两级级制的管网系统；
高压(B)——中压——低压三级级制的管网系统。
中、小规模、寒冷地区、液化气组成中C3较低的宜采用中——低或高(B)——低两级输配压力，以防止气态液化气的再液化现象。作天然气、人工煤气用的一般应按主气源燃气的输配压力考虑。
3.1.4液化气的混合气用于天然气、人工煤气时，应充分考虑混合气的混合比及与相应主气源燃气的混合比例。同时，由于天然气、人工煤气、液化气燃烧特性存在一定差别，因而混合气与主气源燃气之间应有良好的互换性，其华白指数(w)、燃烧势(Cp)、脱火、回火、黄焰、积碳等指数应相匹配，以使燃具可适应。
3.2用作汽车燃料：
早在七十年代北欧、日本等国家就开始研究试验丙、丁烷气代替汽油、柴油作车用燃料，八十年代进入实用阶段。它与汽柴油对比，可减少空气污染，特别是离地1米的污染。丙、丁烷不含铅、硫，因而燃烧废气中不合铅、硫氧化物，Co含量降低75％(LpGC0小于0.5％，车用汽油一般为3％)，芳香烃含量降低80％，排放黑烟减少50％，氮氧化物大致相等，低速·减速时有减少。同时可改善车辆性能，如LpG辛烷值高，可使用高压缩比，提高发动机效率，寿命可延长，润滑油耗用量减少50％。车用LpG与汽、柴油每百公里体积耗量大致相同，略可降低5％，而由于比重不同，按重量计可降低15％。
车用LpG，欧洲使用丙丁烷混合物，二者比例为25:75，或75:25严格控制烯烃含量不得超过10％。日本一般使用以丁、丙烷为主LpG车用LpG的缺点：贮罐占汽车行李厢相当大的容积，增加车重和整车价格，另外需严格各项安全措施。
西欧、日本、东南亚等国家，在车用LpG中，先着手于轿车等小型车辆，西欧较多国家用于运输车辆。发动机改装有只使用LpG，也有使用两种燃料的。如日本出租车辆均使用LpG法国自84年准许使用双燃料，荷兰、意大利、澳大利亚、泰国较多使用于小型车辆。
八十年代阿根廷、加拿大、法国、意大利；新西兰、西班牙、英国、美国、奥地利等国将城市柴油公共汽车改装使用LpG燃料，或者为柴油----LpG双燃料发动机，以适应城市公共汽车经常变这行驶的特点，解决柴油机低转速性能不良情况。
我国七十年代后期，营经列项研究开发，八十年代日本赠送上海五辆旧e—n430LpG轿车，使用上海金山石化总厂的LpG作燃料，使用情况良好，每百公里耗用LpG14升(折7.84kg)，而汽油为12.5升(折9kg)，一次充气(储罐容量为103升)，行使里程为520公里，城市平均行驶半径为150公里，车辆运行工况与汽油车相同，且冷车起动好、加速快、耗油省、排放污染低的优点。近期台湾也在加速发展LpG轿车，台中已新建两座加气站。
车辆使用LpG是成熟技术，我国在推广中尚需解决发动机改装的规模效益，城市LpG加气站的选址和建设，车用LpG的质量标准以及有关消防安全技术措施等。
3.3LpG热泵：
燃气热泵有压缩式(燃气驱动)和吸收式两类，一般应用在大搂、区域性的冷暖房中，供采暖、制冷和热水。这种制冷、供热的方式可缓和。燃气冬夏负荷不平衡与电力供应紧米时的矛盾，并减少环境污染。
根据美国、法国、德国、日本等国家的研究和使用情况来看，使用LpG的燃气机能运行五万至六万小时，而柴、汽油发动机的寿命约一万至两万小时，法国曾用于房屋采暖，热泵热能为16千瓦，由一台4千瓦LpG(或其它燃气)活塞式压缩机驱动；吸收式热泵较广泛采用，一投采用制冷吸收剂为溴化锂、水、氨，吸收式热泵能够达到的燃料利用系数比压缩式热泵利用系数低，相对热损大等不足之处，而日常维护费较低。
日本已生产家用LpG空调机，销售价格、成本近期大大高于电气空调机。而集中燃气空调机的一次投资与运行成本可以接近锅炉和电气空调机，国内也有多家厂商在生产直燃式溴化锂吸收式空调机。
此外，爱尔兰、意大利、法国等国家在住宅、建筑物使用LpG小型热电联产，以及与电动压缩式热泵组合装置。它可节约一次能源35％，对缺电、电价高于燃气价格的国家，区域性采用更为合理。
我国燃气热泵技术和设备的开发尚属起步阶段，燃气热泵的新技术已被燃气界人士认识和重视，预计不远将来，我国将有系列燃气热泵技术的产品，得到应用。
3.4小型蒸汽锅炉：
使用油、煤为燃料的锅炉，仍是城市污染源之一，城市第三产业的发展，宾馆、旅馆、大型商业设施及商务楼都需要蒸汽与热水，如果采用高效率小型燃气锅炉或热水炉，不仅可节约能源，而又大大改善城市环境卫生状况，据介绍小型燃气锅护热效率一般可达到85-88％，如回收余热可达95％以上，又体积小，占地空间节省，但需有LpG贮存与供气系统的安全要求。
3.5燃气轮机：
发达国家燃气轮机使用燃料除天然气外，还有相当多直接使用LpG，它用于电厂具有工艺较煤、油—)锅护4汽轮机发电筒单，调度灵活性大，开、停速度快、三废污染减少、能耗降低及一次投资、电成本低的优点，仅燃烧效率就达46-47％，比一般发电厂效率高10％。燃气轮机也用于工业中作动力能和热力能，在电网电价格很高时，还采用热电合产。近几年国内电力系统已在积权开发和推广燃气发电技术，一经采用LpG，其用量将大幅度增加。
生物燃料和天然气的区别篇8
关键词：城市供暖，天然气，经济效益
前言：八十年代以前，我国城市燃气以煤制气为主，经济效益差，污染重，发展缓慢。并且燃气供应量少，只供应居民炊事使用都很困难，供应采暖更无从谈起。同时受制于煤制气源的单一性和产量的有限性，再加上燃气采暖技术和配套设备的问题，使得我国城市利用燃气采暖无法实现。如今，随着我国天然气开发和管道建设的快速发展，中东部地区大量使用天然气的条件逐渐成熟，天然气在大城市，特别是在供暖领域广泛使用的时机已经到来。推广城市天然气供暖是对国家节能减排，建设和谐社会要求的积极响应。
一、天然气供暖的优势
天然气是由多种组分构成的混合物，主要成分是烷烃。是一种清洁、高效的优质能源，使用管道天然气供暖有三大优点：
1占用空间小，灵活性强。利用家用燃气炉用户可以根据自己的需要，对供暖时间和温度自主掌控，并可以随时使用生活热水。
2绿色环保。天然气是矿物燃料中最清洁的能源，用以代替煤和燃油，可使燃烧后的废气排放大幅度减少。相比于其他化石燃料，天然气燃烧时仅排放极微量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物以及少量的二氧化碳粉尘，总的排放量仅为煤的5%；
3经济高效。目前来看，与液化气和采油相比天然气更便宜。并且天然气燃烧很充分，燃烧效率更高。
二、天然气在供暖领域的应用形式
1燃气锅炉
燃气锅炉是天然气供暖中重要的一种方式，同时也是最简单的一种供热方式，因为对于燃气锅炉，天然气燃烧产生的热量可以直接用于供暖。从供热的规模来看，这种供暖方式包括用于单个家庭的家用燃气炉，一幢楼或一个小区的小型燃气锅炉以及用于大片面积供热的区域性燃气锅炉。
其中家用燃气炉是现在使用较多的一种天然气供暖方式，通常将燃气炉设置于阳台或者厨房，利用先进的电子系统控制，操作简单易行。小型燃气锅炉是一种小规模的集中供热系统，一般在小区附近设置统一的燃气锅炉，为小区用户提供供暖热水。由于供热热源集中，方便管理，安全性得到了相应提高。区域燃气锅炉的规模比前两者更大，因为热源更为集中，供热系统运行更加稳定，锅炉运行效率也更高，同时大型锅炉可以采用先进的低碳燃烧技术，更好的减轻了环境污染，但是，基于热网投资大，热水管网输送能耗和热损失高，这种燃气供暖方式不宜于在新建区域供热系统中推广。
2燃气热泵
燃气热泵是一种由燃气驱动，利用环境热量供热的设备。燃气热泵供热量是燃气热量与环境热量之和，因此它的效率高于燃气锅炉。携带热量的环境介质可以是周围空气、地热、水以及其他余热介质等。从不同工作原理来看，可以分为燃气吸收式热泵和燃气压缩式热泵两种。我国北方地区由于气候条件限制，严寒期因除霜困难和效率低等问题，直接从周围空气吸收热量的空气源热泵使用受到限制。所以，利用地热、水和其他余热的燃气热泵则在北方地区更有推广价值。
3燃气热电联产
燃气热电联产系统是一种比燃气锅炉更为先进的供暖形式。由于纯热力发电系统发电效率低，一般不超过30%，大部分燃料的能量以余热的形式散发到大气中了。而热电联产系统则充分利用了这部分余热用以供热，从而使得热电联产的能源利用效率可以达到80%以上。
我国最常见的热电联产形式是锅炉加供热汽轮机，这种系统通常利用煤作为燃料，从技术上来说已经很完善了，大部分设备我国都能生产。但是由于整个系统占用空间大，运作调节能力差，发电效率低等缺点，燃气热电联产系统应用范围较窄，通常只在煤改气的热电联产中得以应用。另一种燃气热电联产形式为燃气轮机热电联产系统，可以分为单循环和联合循环两种形式。在实际应用中，大型的燃气轮机效率能达到30%以上，热和电输出的总效率基本能够保持在80%以上。但是当机组负荷较低时，热效率将会显著下降。目前，我国尚不具备生产工艺燃气轮机的能力，国内使用的基本上来自西方国家。还有一种以往复式内燃机为动力装置的燃气热电联产形式。这种形式受到规模影响较大，规模小时，它的发电效率明显比燃气轮机高，但是在供热温度要求高的情况下，这种供暖形式便受到了限制。
三、城市天然气供暖发展展望
1天然气供暖发展对象：从天然气供暖具有的优势来看，应该大力发展这种供暖方式，对于不要求连续供暖的场所和建筑，或者采暖区域分开的单位，如机关、商场、学校、菜市场、中小型客运礼堂应该提倡采用天然气供暖方式，而对于小区家庭，由于供暖要求的连续性，应该根据实际情况进行定夺。
2天然气供暖发展思路：由于现在天然气管道设施的建设，天然气供给的问题已经不大，但是如何让用户获得到理想的温度，并进行灵活的调控；相比其他采暖方式节约费用；带给家居干净、舒适、卫生的环境应是天然气供暖以后的发展思路。
生物燃料和天然气的区别篇9
关键词：燃油燃气锅炉；特点；环保
1燃油燃气锅炉结构特点
1.1分类
燃油燃气锅炉常见有：燃油燃气热水锅炉、燃油燃气蒸汽锅炉、燃油燃气导热油锅炉。工业上主要应用蒸汽锅炉或热水锅炉，如生产纸箱，纺织布匹，生产食品等。而生活中主要以热水锅炉为主，如常见的供暖，洗浴。
1.2炉体
对于锅炉炉体的设计而言，主要区别体现在锅炉的结构形式和受热面的布置及管路中烟速、温度的分配是否合理。例如采用螺纹烟管和波形炉胆不仅可以增强传热效果，增大辐射吸热量，同时也降低了能耗，波形炉胆还能有效缓解热胀冷缩对燃烧室造成的损伤。
目前燃油燃气锅炉常见的是卧式内燃锅壳式。它的结构形式分为“干背式”和“湿背式”。虽然干背式生产工艺相对简单，而且不需要太多的耗材，但是由于炉胆出口的烟气温度较高，高温烟气对转烟室的耐火材料直接辐射冲刷，使其经常出现烧崩、烧塌，导致二、三回程烟气短路，使锅炉尾部过热，严重的可烧红后盖，这也是干背式锅炉自身结构导致的最大缺点。湿背式锅炉的炉胆（炉膛）后的回燃室是泡在水中的“湿背”回燃室，这也是干背式与湿背式的最大区别，湿背式炉胆、回燃室吸收的热量直接传递给水，避免了烧坏的问题，同时也提高了锅炉的辐射传热面积和传热效率，这种结构在国际上被广泛应用。
1.3燃烧
燃油燃气锅炉的燃烧方式有别于传统的燃煤锅炉，它利用燃烧器将燃料（油或气）喷入锅炉炉膛，同时电子点火，形成火焰，燃料在燃烧室内充分燃烧，不需要燃煤锅炉的炉排设备，同时也无需除渣设施。
油燃烧总是首先把燃料油雾化成
烷烃裂解后生成烯（称一次反应）。以乙烯为例的二次反应与析炭过程如下：
为防止析炭，在燃烧技术上使一部分空气从火焰根部在烃受热阶段后及时混入，或采用蒸汽雾化，都可一直或减轻析炭。[1]
燃油锅炉的燃料是燃油，如柴油、机油、煤油等，燃气锅炉的燃料为燃气，如天然气、城市煤气、沼气还有液化气等。它的燃料燃烧的设备叫燃烧器，燃油与燃气锅炉需配备对应形式的燃烧器。使用燃油锅炉应注意油的雾化，风与油的配比，同时加强油的过滤，防止杂质堵塞喷嘴。对于燃气锅炉除了注意合理的配风，火焰长度，更应注意点火前对炉膛的吹扫，因为油或气与空气混合达到爆炸极限，点火瞬间就容易产生爆炸，因此燃油燃气锅炉都配有自动控制系统。燃油燃气锅炉的关键部件是锅炉燃烧器，目前国内生产的燃油燃气锅炉，配用国内燃烧器的比例较小，大部分配用进口燃烧器，但国内燃烧器的技术生产水平发展很快[2]。
1.4排放
在锅炉燃烧时，排烟烟气中氧含量和过量空气系数是影响热效率的主要因素，因此需要控制锅炉排烟含氧量和过量空气系数，并让燃料在最佳燃烧区充分燃烧，以便提高锅炉热效率。对于燃油锅炉，应注意燃油中含有硫（S），在燃烧过程中，会形成So2，这会对设备产生腐蚀，应注意防护。对于燃气锅炉，由于天然气主要成分是CH4，其他成分也主要是碳氢化合物，几乎不含硫，是一种清洁能燃料。天然气燃烧后的主要烟气成分是：Co2、H2o、n2、noX[3]。为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》等法律、法规，保护环境，防治污染，促进锅炉生产、运行和污染治理技术的进步，国家制定了锅炉大气污染物排放标准，增加了燃油、燃气锅炉烟尘、烟气黑度、二氧化硫、氮氧化合物的最高允许排放浓度限值。未来的锅炉会更加的低氮、节能、高效、环保。
1.5燃气资源
对于使用燃油燃气锅炉的企业和个人，一反面关注运行效果，满足企业需求，排放指标达到国家要求，同时也十分关心燃烧成本问题。我国已探明南海、东海天然气储量十分可观，目前已经开采利用，同时也从国外引进天然气，保证了天然气充足的供应，目前天然气的价格约3.8元/立方米，比轻柴油便宜，加上政府的补贴与扶持，在经济上是可行的。
1.6安全性
燃油燃气锅炉的自动化程度很高，而且配有多种安全保护措施，如漏电保护即漏电自动切断电源；过热保护即锅炉水温超高达到报警温度时，自动停止燃烧器同时警报灯响起；二次过热保护即锅炉外壳温度超过设定温度时，自动切断二次回路，并停炉；超压保护，当压力达到设定温度自动关闭燃烧器；水位电极棒监测水位防止锅炉干烧，当锅炉水位达到、低于极低水位时，立即停炉，避免事故。燃烧器配有熄火保护装置，能瞬间切断气源，保证安全运行。
2结束语
近年来，我国燃油燃气锅炉不断发展完善，与国外同类产品的差距逐渐缩小。由于发展经济需要越来越多能源动力，传统煤炭对环境造成的污染已经不堪重负，特别是在大力倡导节能减排低氮环保的新形、势新要求下，燃油燃气锅炉的发展将赢得新的春天。
参考文献
[1]林宗虎，徐通模.实用锅炉手册（第二版）[m].化学工业出版社，2009.
生物燃料和天然气的区别篇10
关键词：南京电厂大气颗粒物对策
中图分类号：X5文献标识码：a文章编号：1672-3791（2015）11（b）-0118-02
近年来，我国各地雾霾频发，aQi指数频频爆表，极端突发天气时常出现。相关环境监测数据显示，全国超过90%的省会城市的首要空气污染物为可吸入颗粒物（pm10），城市大气中细颗粒物（pm2.5）浓度很高，许多城市的pm2.5浓度超过了100μg/m3。
南京市是长三角地区重要城市之一。监测结果表明，南京市2013年空气质量超标天数达163d，其中pm2.5年均值为77μg/m3，超过国家二级标准1.20倍，pm10年均值为137μg/m3，超过国家二级标准0.96倍。电力行业燃煤排放是南京市颗粒物污染重要来源。据统计，2013年南京市工业企业燃煤消耗量3548万t，全市20家电厂的全年燃煤消耗量为2273万t，占比达64%。研究分析电厂颗粒物情况，分析其排放特征，对减排颗粒物污染有重要作用。
文章以2013年为基准年，通过调查问卷的方式详细摸清了南京市电厂情况，根据国家推荐的清单编制方法计算了颗粒物排放量，分析了其时空分布特征并在此基础上给出电力行业颗粒物减排的建议。
1研究方法
1.1活动水平获取
根据电厂排污特点，设计了问卷调查表并向电厂发放，调查表内容包括排放口高度、除尘装置及处理效率、锅炉类型、装机容量、年运行时间、发电量、供电煤耗、煤炭年消耗量、烟气产生量、油品及天然气消耗量、煤种、煤炭灰分等。对企业所填报的调查问卷进行核查。问卷还详细调查了各电厂的逐月燃料消耗量。
1.2计算方法
根据2014年8月环境保护部了《大气细颗粒物一次源排放清单编制技术指南（试行）》等相关参数推荐值进行计算。
2南京市电力行业活动水平分析
2.1行业概况
2013年，南京电力行业燃煤电厂与燃气电厂的比例为4∶1，全年燃煤消耗量为2289.83万t，燃油消耗量为678.8t，天然气消耗量为97736.7m3，煤气消耗量为284187.7m3。共发电533.84亿kw・h，排放的烟粉尘总量约为39136.14t。根据调查，2013年南京市电厂机组实际运行44个，其中隶属燃煤电厂31个，燃气电厂8个。总装机容量为9286mw，统计看出，南京市电厂以装机容量小于100mw的小机组为主，100～300mw之间的机组数目最少。装机容量≤100mw、100～300mw和≥300mw的电厂中燃气与燃煤机组的比例分别为9∶17、1∶2、1∶5。
2.2燃烧技术
2013年南京市16家燃煤电厂锅炉分为煤粉炉、层燃炉和循环流化床炉。煤粉炉锅炉效率一般可达90%～92%。层燃炉锅炉效率一般为75%～85%，通常要烧较好的煤。循环流化床（CFB）锅炉的热效率较高，燃料适应性广，对So2、nox等污染物的产生有较好的抑制作用，脱硫脱硝成本低，适合于燃用劣质烟煤。调查得到三者的比例为11∶2∶3。
南京市燃煤电厂使用的煤分为烟煤、无烟煤和混煤。其中以烟煤为主，使用无烟煤发电的电厂仅1家，使用混煤发电的电厂4家。
2.3除尘设施
此次调查电厂中，燃气电厂颗粒物产生量较少，不存在除尘设施，而16家燃煤电厂所使用的锅炉烟气除尘技术从除尘方法来看主要包括文丘里湿法除尘、普通电除尘（电场数≤3个）、高效静电除尘（电场数>3个）、布袋除尘、电袋复合除尘法等。按照企业填报的污染物去除效率，参考分粒径颗粒物去除效率区间，按照物料衡算以及去除效率tSp>pm2.5-10>pm2.5原则分别计算了pm2.5、pm2.5-10和pm10的去除效率，用于颗粒物排放量计算。
3南京市电力行业颗粒物排放清单结果
3.1计算结果
根据颗粒物排放系数和燃料年消耗量分别得到20家电厂的pm2.5和pm10一次排放量。根据BC与pm2.5的关系，得到南京市电厂的BC排放量。2013年电力行业pm2.5、pm2.5-10、pm10和BC一次排放量分别为6405.82、4088、10493.82和1.28t。根据南京市环境统计，2013年，全市烟粉尘总排放量为68909.816t，全市20家电厂全年烟粉尘排放量超过46096.98t。则电力行业烟粉尘排放量占到全市总排放量的66.89%，而pm2.5和pm10一次排放量分别占电力行业烟粉尘排放量的13.90%和22.76%。
经排序分析，与燃煤电厂相比，在各电厂污染处理效率差异较小的条件下，燃气电厂的颗粒物排放量明显较低。并且，燃煤电厂颗粒物排放量差异较大，南京市前6家电厂排放的pm2.5、pm10和BC占所有总排放量的84.70%、85.64%和84.70%。因此，南京市电力行业颗粒物污染相对较集中，重点实施这6家电厂的颗粒物减排将会对南京市电力行业颗粒物排放有较大意义。
分析表明，南京市燃煤电厂的煤耗和发电量趋势基本一致，即煤耗量大，则全年发电量也较大。这是由于南京市电力行业燃煤的煤质差异不大，总体的灰分含量接近。
3.2电厂颗粒物排放时间分布特征
逐月分析排放量发现，全年排放基本稳定，12月、1月、7月、8月期间pm2.5、pm10和BC排放量相对较高，这几个月正值冬季和夏季，南京市电厂颗粒物排放差异反映出电力生产的差异，排放量高与生活用电增加，电力调配增高有关。
3.3电厂颗粒物排放空间分布特征
从空间上来看，电厂主要集中于南京市北部和沿江地带，且颗粒物排放量排名靠前的电厂均在此区域。由于南京市常年冬季以东北风为主，所以电厂污染物排放势必容易造成下风向即主城区污染加重。
同时，南京属宁镇扬丘陵地貌，城区周边山峦起伏，加上东北面的长江，可谓三面环山，一面临水，这样的地形地貌决定了南京市处在小型盆地之中，污染物扩散不利，对环境空气质量有一定的不利影响。
4南京市电力行业颗粒物减排措施及建议
4.1大力推行煤改气
在南京当前的燃煤消耗中，电力行业占了“半壁江山”。而燃煤机组的颗粒物排放明显多于燃气机组，因此，电厂热电机组关停和整改，是减少煤耗总量的重中之重。
根据标准，南京市燃煤锅炉实行燃煤锅炉重点地区排放限值。今后几年，南京市16家燃煤电厂若实现超低排放，其对烟粉尘的影响非常可观。可做以下假定：在实现超低排放之后，所有燃煤电厂大气污染物均按照燃煤锅炉实行燃煤锅炉重点地区排放限值30mg/nm3计算，完全实现超低排放后即燃煤机组在完成改造之后的烟气排放达到天然气机组标准5mg/nm3，同时假定pm10和pm2.5在超低排放过程中的削减幅度与烟粉尘一致，则燃煤电厂实际大气污染物烟粉尘排放将降至原来的16.67%。因此，大力推行电厂煤改气，实现超低排放，是南京市电力减排的最大助力。
4.2增设余热锅炉
以南京市来看，目前电力行业不存在余热电厂。诸多电厂类型中，余热电厂是指利用其他工艺过程中产生的余热作为电厂发电动力的电厂，该类型电厂可最大化地实现能源的二次利用且无污染物排放，因此是较为理想的电厂类型。特别是利用水泥工业中存在大量的中低温余热资源，产生蒸汽进入汽轮机做功发电，可以大大地提高水泥企业的能源利用率，并为电厂节能减排提供条件。南京市拥有水泥企业18家，具有耗煤量大、产热量高的特点，具有建设余热电厂的可能性。其中5家水泥厂2014年已经全部实现余热锅炉的建设。特别是对于新建燃煤水泥企业，配套余热锅炉应作为技术要求。
4.3提高煤炭品质
在一定的发电量下，如果煤质越差，则锅炉消耗的原煤量也会越多。电厂燃煤情况直接影响到污染物排放情况。南京市燃煤电厂燃煤以烟煤为主，平均燃煤灰分为23%，只有华能南京金陵发电有限公司使用混煤，其燃煤灰分相对较低。因此督促电厂做好合理的煤种混煤、配煤工作，可提高一些劣质煤的利用效率，一定程度上减少燃料的成本，降低排放量。
4.4减少点火燃油使用
2013年，南京市电厂全年燃油量为678.79t，这些油品均用于点火助燃。从燃油颗粒物排放系数可以看出，燃油排放的颗粒物远大于燃煤，因此，减少火电厂油品使用也是减少火电厂污染的途径之一。研究表明，对于煤质稳定，能够满足等离子点火装置对煤质要求的电厂，完全可以采用等离子点火装置取代燃油系统。因此，逐渐改变南京市相关电厂锅炉点火方式，取消燃油系统是可行的。
4.5采用高效除尘控制设施
南京市大部分电厂采用静电除尘法或高效静电除尘法，甚至除尘效率更高的布袋除尘或电袋除尘法，其烟粉尘处理效率均在99%以上，按照粒径分配法所得到的pm2.5和pm10去除率也相对较高。但是南京市目前仍有一家电厂使用湿式除尘法，虽然其烟粉尘去除效率可达95%，但是湿法除尘对pm2.5的去除效率只有55%左右。因此，进一步提高工业烟尘、粉尘的处理效率，实施火电厂除尘器改造，例如对于20t以上燃煤锅炉必须安装袋式或静电除尘器，可以为颗粒物减排做出贡献。
参考文献
[1]童尧青，银燕，钱凌，等.南京地区霾天气特征分析[J].中国环境科学，2007，27（5）：584-588.