天然氣汽車的銷量正在上升，但它們能與更清潔的電動(dòng)汽車競(jìng)爭(zhēng)嗎？

壓縮天然氣（CNG）含有70%至90%的甲烷，甲烷是僅次于二氧化碳的導(dǎo)致氣候變化的第二大溫室氣體。在美國(guó)，超過(guò)三分之二的天然氣來(lái)自水力壓裂，剩下的部分是原油鉆探的副產(chǎn)品。壓縮天然氣使其體積減小到原來(lái)的1%，從而可用作運(yùn)輸燃料。

這里，我們將探討用CNG燃料替代汽油和柴油的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境利弊，以及是否有更好的替代品。

什么是CNG汽車？

天然氣車輛主要是中型和重型車輛。它們要么只使用天然氣，要么作為“雙燃料”車輛，在沒(méi)有天然氣的情況下可以使用汽油或柴油。雙燃料汽車需要第二個(gè)油箱，這增加了車輛的重量并減少了其存儲(chǔ)空間。

今天，全球只有不到2%的汽車使用CNG燃料，但這個(gè)數(shù)字還在增長(zhǎng)。雖然很少有國(guó)家的CNG汽車占比超過(guò)10%，但CNG汽車的總數(shù)已從2000年的不到100萬(wàn)輛增加到2019年的約2850萬(wàn)輛，主要由中國(guó)、伊朗和印度主導(dǎo)。

直到最近，低天然氣價(jià)格和高汽油和柴油價(jià)格刺激了對(duì)中型和重型CNG汽車的投資。例如，在印度，像德里這樣的城市把他們的整個(gè)公共交通系統(tǒng)，包括出租車、三輪車和公共汽車，都改為使用壓縮天然氣，從而減少了顆粒物的排放——這在空氣污染嚴(yán)重的城市是一個(gè)重要的問(wèn)題。

在美國(guó)，美國(guó)能源部的替代燃料數(shù)據(jù)中心列出了市場(chǎng)上大約100輛CNG汽車，它們都是中型和重型車輛，如街道清掃車、垃圾車、半出租汽車和公共汽車。NGV America估計(jì)，目前美國(guó)道路上有超過(guò)17.5萬(wàn)輛天然氣汽車。

CNG汽車的好處

清潔

“使用清潔天然氣”是城市公共汽車或其他重型車輛側(cè)面的常見(jiàn)景象。CNG汽車比汽油和柴油汽車燃燒更清潔，根據(jù)研究和車輛類型的不同，可以減少15%到27%的溫室氣體排放顆粒物（“煙灰”）、氮氧化物和其他空氣污染物的排放也顯著減少。

更便宜

雖然人們?cè)絹?lái)越擔(dān)心天然氣井的甲烷泄漏，但與原油開(kāi)采相比，開(kāi)采天然氣所需的能源更低。因?yàn)镃NG是氣態(tài)的，不需要蒸餾，所以它的生產(chǎn)成本比汽油或柴油低大約50%。與柴油和汽油車相比，CNG汽車的運(yùn)營(yíng)成本也更低。一項(xiàng)對(duì)加拿大柴油和壓縮天然氣垃圾車的生命周期比較顯示，改用壓縮天然氣在5年的時(shí)間里節(jié)省了10萬(wàn)加元（77,230美元）

CNG汽車的缺點(diǎn)

燃油效率較低

壓縮天然氣的能量密度比汽油低3.5倍，這意味著它需要很多倍的體積才能產(chǎn)生同樣的能量。因此，CNG燃料箱需要比汽油或柴油燃料箱更大，減少了可用的存儲(chǔ)空間或機(jī)艙空間，并增加了車輛重量。在“雙燃料”車輛中，需要兩個(gè)燃料箱，這進(jìn)一步限制了存儲(chǔ)或機(jī)艙空間。較低的能量密度和增加的重量使CNG汽車的燃油效率降低。在一項(xiàng)研究中，重型CNG汽車比柴油汽車多消耗17%的能源。

不總是干凈的

CNG汽車作為“更清潔”的推廣取決于它們的使用。在一項(xiàng)研究中，CNG垃圾車排放的溫室氣體比柴油車“高得多”。這部分是由于車輛重量增加，但也是由于垃圾車輛的空轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)（高達(dá)其運(yùn)行時(shí)間的50%），這導(dǎo)致未燃燒的甲烷濃度更高。

不穩(wěn)定的價(jià)格

和汽油一樣，全球天然氣價(jià)格也會(huì)劇烈波動(dòng)。例如，在印度，低廉的天然氣價(jià)格在2014年至2022年間刺激了壓縮天然氣汽車的繁榮，壓縮天然氣加氣站的數(shù)量從938個(gè)增加到3500個(gè)。隨著2021年底汽油和柴油價(jià)格的飆升，對(duì)壓縮天然氣汽車的需求進(jìn)一步增長(zhǎng)，但2022年天然氣價(jià)格的上漲抑制了對(duì)壓縮天然氣汽車的熱情。重型商用車是一項(xiàng)重大投資，燃料價(jià)格的劇烈波動(dòng)可以決定投資的成敗。

加油站很少

公共CNG加氣站很少，根據(jù)美國(guó)能源部的數(shù)據(jù)，北美只有865個(gè)CNG加氣站，其中包括美國(guó)的821個(gè)（相比之下，截至2022年，美國(guó)有47120個(gè)電動(dòng)汽車充電站）。這限制了CNG車輛只能使用標(biāo)準(zhǔn)路線的商業(yè)車隊(duì)和短程車輛，這些車輛在工作日結(jié)束時(shí)返回同一個(gè)加油站。

在2017年的一項(xiàng)研究中，近三分之一的CNG車隊(duì)司機(jī)**依賴公共加油站，而不是車隊(duì)擁有的加油站，這減少了他們的運(yùn)營(yíng)范圍，增加了他們的加油時(shí)間。公共加油站數(shù)量少也增加了為考慮采用CNG汽車的車隊(duì)開(kāi)發(fā)自己的充電基礎(chǔ)設(shè)施的成本。

CNG汽車的替代品

在美國(guó)，CNG乘用車是一個(gè)來(lái)了又去的實(shí)驗(yàn)。

在2010年代中期，隨著水力壓裂技術(shù)的革命使得天然氣的價(jià)格與汽油相比具有競(jìng)爭(zhēng)力，一些汽車制造商為雪佛蘭黑豹和本田思域等流行車型提供了CNG或雙燃料（汽油/天然氣）版本。與其他許多使用CNG的乘用車一樣，雪佛蘭黑斑羚持續(xù)了兩個(gè)車型年，汽油價(jià)格的下跌注定了它的命運(yùn)。

但對(duì)壓縮天然氣汽車的威脅更多地來(lái)自更清潔的電動(dòng)汽車，而不是不斷變化的汽油價(jià)格。隨著天然氣價(jià)格的上漲，電動(dòng)汽車的吸引力增加，對(duì)壓縮天然氣汽車的需求可能會(huì)大幅減少。商業(yè)車隊(duì)尤其如此，與個(gè)人消費(fèi)者不同，他們?cè)谫?gòu)買車隊(duì)時(shí)更有可能計(jì)算車輛的總擁有成本。雖然電動(dòng)汽車的普及在**程度上受到公共充電站數(shù)量有限的限制，但同樣的限制也適用于壓縮天然氣（CNG）加氣站。

然而，電動(dòng)汽車的勝利**是必然的。在2010年代初，與全電動(dòng)的日產(chǎn)Leaf和特斯拉Model S同時(shí)，CNG汽車開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)，但人們對(duì)CNG汽車的期望仍然很高。在世界上主要通過(guò)燃燒煤炭發(fā)電的部分地區(qū)，電動(dòng)汽車不僅擁有和運(yùn)營(yíng)成本比CNG汽車更高，而且污染更嚴(yán)重。簡(jiǎn)而言之，在發(fā)電污染嚴(yán)重的地方，CNG汽車更清潔。

但隨著世界致力于更清潔的電力來(lái)源，電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)變得更加明顯。即使考慮到電動(dòng)汽車生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的較高溫室氣體排放，在其整個(gè)生命周期中，即使輕型電動(dòng)汽車排放的溫室氣體和其他污染物水平也較低。這種好處只會(huì)隨著車輛重量的增加而增加。

根據(jù)加州的一項(xiàng)研究，用電池電動(dòng)和氫燃料電池卡車取代汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，可以比燃燒壓縮天然氣的卡車多減少25%到31%的排放。

2011年，擁有美國(guó)第二大公交系統(tǒng)的洛杉磯市淘汰了**一批柴油公交車，代之以壓縮天然氣公交車。十年后，該市的地鐵G（橙色）線成為該市**條全電動(dòng)、零排放的公交線路，其目標(biāo)是用全電動(dòng)公交車取代所有的CNG公交車。2022年，內(nèi)華達(dá)州克拉克縣承諾到2030年將80%的車隊(duì)從主要的CNG車輛轉(zhuǎn)換為電動(dòng)汽車，到2050年將**轉(zhuǎn)換為電動(dòng)汽車。隨著公共機(jī)構(gòu)尋求降低成本和排放，其他主要城市也出現(xiàn)了同樣的過(guò)程。

燃燒天然氣而不是更臟的化石燃料通常被認(rèn)為有助于減少溫室氣體排放，導(dǎo)致許多人認(rèn)為它是一種“過(guò)渡燃料”，可以加速向清潔能源的過(guò)渡。然而，隨著電動(dòng)汽車（包括重型汽車）的日益普及，以及越來(lái)越多的清潔、可再生能源被用于發(fā)電，使用壓縮天然氣作為交通工具可能是我們已經(jīng)跨過(guò)的一座橋。

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