壓縮天然氣(CNG)作為一種燃料,主要由甲烷(CH4)組成,經過壓縮後,占據標準大氣壓下體積的不到1%。這種燃料以硬容器儲存和分配,壓力在20至25兆帕之間,通常呈圓柱形或球形。隨著世界對清潔能源需求的增加,CNG的應用已逐步擴大,不僅被用於改裝傳統石油/內燃機車輛,還出現了專門為CNG製造的汽車。
與其他燃料相比,天然氣在洩漏時對環境的威脅較小,因為它比空氣輕,洩漏後能快速擴散。
CNG被廣泛用於汽車、校車、和公共交通工具中,尤其是在高油價和環保意識抬頭的背景下。而影響CNG更廣泛普及的主要障礙是燃料儲存容器的成本和布局。然而,在有見地的市政府和公共交通系統的推動下,CNG的使用量逐年增加,目前全球每年增長30%。隨著技術的不斷進步,CNG儲存圓筒的成本已大幅降低,確保了該技術的可靠性和經濟性。
CNG的應用可追溯至1850年代,當時法國首次進行了壓縮氣體的實驗。隨著時間的推移,自第一次世界大戰以來,天然氣開始作為運輸燃料。1960年代,俄亥俄州的哥倫比亞天然氣公司測試了一艘CNG運輸船,但因為高壓容器的成本而未能成功。自那以後,工業界不斷探索商業化成功的CNG運輸設計。
在多種設計中,各家提出獨特的氣體運輸優化方案,並盡可能使用現成技術以降低成本。
CNG在各類運輸工具中的應用已相當廣泛。2011年,全球的天然氣車輛(NGVs)達到了1480萬輛,數量最多的國家包括伊朗、巴基斯坦和阿根廷等。多家汽車製造商也推出了雙燃料車,而根據印度最高法院的裁定,自1995年起,所有投放市場的汽車必須使用無鉛燃料,這進一步推動了CNG的使用。
由於CNG可以讓現有的汽油車輛改裝為雙燃料,這為汽車擁有者提供了更多的選擇。
不僅在汽車領域,CNG還被用於機車和火車等公共交通系統中。美國的納帕谷葡萄酒火車在2002年成功地將柴油機車改裝為CNG動力,這是CNG技術的一個成功示範。
CNG相較於其他燃料擁有多項優勢,例如低維護成本、更低的環境污染和更高的燃燒效率。與汽油相比,CNG可減少高達90%的排放,同時更防止了燃料洩漏和蒸發帶來的損失。儘管如此,也存在一些缺點,其中之一是需要更大的儲存空間以容納CNG儲氣罐,這讓傳統汽油車輛改裝面對不小挑戰。
此外,天然氣的洩漏問題也引起了不少關注,因為甲烷對環境的影響不容忽視。
在全球範圍內,伊朗、巴基斯坦、阿根廷和巴西等國家擁有最多的CNG運行車輛,尤其是在亞洲太平洋地區與南美的許多城市,CNG的使用正在快速增長。非洲的埃及和尼日利亞也在推動CNG的使用,前者在1996年開設了第一家公共CNG加油站,後者則在本年推出了數個CNG加油站。
隨著環保意識的提升及對可再生能源的需求增長,壓縮天然氣作為一種替代燃料的潛力仍未被完全發掘。隨著技術的進步和基礎設施的發展,CNG的應用範圍可能會進一步擴展。這種清潔的燃料是否能取代傳統燃料成為主流選擇,仍然需要未來的演變來見證?