摘 要

21世纪随着工业发展经济进步，环境问题日益严重，中国的石油越来越依存对外进口。天然气由于其能源的排放较为清洁，燃烧充分安全稳定，经济便宜等优点，被认为是燃油的最佳替代燃料。早在上世纪90年代，人们对于天然气发动机的研究就已开始，经过十几年的发展，天然气发动机技术与“油改气”改装技术已相对成熟，“油改气”的发展前景与政策将会如何发展，值得研究。

论文主要通过综合分析“油改气”的经济、社会优势和存在的不足，提出了相应解决措施与保障“油改气”效果的方案，结合武汉市的经济地理条件，运用层次分析法得出了结论，并进行了前景分析与政策调整研究。

研究结果表明：综合考虑武汉市的经济条件、地理优势，认为其重工业为主的经济结构与对外依存大的能源结构，适宜“油改气”汽车的发展与推广，可以缓解武汉市目前的大气环境污染，并创造更多经济效益。政府也应加大对加气站的建设，出台政策法规，给予相应补贴来扶持“油改气”发展。

本文的特色：运用层次分析法，结合武汉市实际情况及“油改气”优缺点，得出了明确的结论，并提出了发展建议。

关键词：油改气；天然气汽车；武汉市；层次分析法

Abstract

In the 21st century, with the development of industrial economic progress, the environment problem is becoming more and more serious. China is more and more dependent on imported oil, with the result that natural gas becomes the more important energy because of its clean emissions, burning full security and stability, economic advantages such as cheap, is considered to be the best alternative fuel of fuel.

In the early 1990s, people began with the study of natural gas engine, after years of development, the natural gas engine technology and the “oil to gas” conversion technology has been relatively mature, the development prospects of “oil to gas” and policy will be how to develop, is worth studying.

Thesis mainly through the comprehensive analysis of economic and social advantages of "oil to gas" and the deficiencies and problems, and gives the corresponding solution measures and guarantee "oil to gas" effect of the scheme, combined with the economic geographical condition of Wuhan, using the analytic hierarchy process (AHP) and objective results, analyses prospect research and policy adjustment.

The research results show that the comprehensive consideration of Wuhan economic conditions, geographical advantages, its economic structure and the external dependence, mainly heavy industry, energy structure, suitable for the “oil to gas” the development and generalization of the car, can alleviate the current atmospheric pollution of the environment in Wuhan, and create more economic benefits.

The government should also increase the construction of gas stations, introduce policies and regulations, and give subsidies to support the development of "oil reform".

The characteristics of this paper: using analytic hierarchy process, combining the actual situation of Wuhan with the advantages and disadvantages of "oil to gas", obtain the objective conclusion and the reasonable development suggestions.

Key words: oil to gas；natural gas vehicle；Wuhan；analytic hierarchy process

目 录

第1章 绪论 1

第2章 武汉市地理经济条件及能源需求分析 3

2.1 武汉市的经济条件 3

2.2 武汉市的地理条件 3

2.3 武汉市的能源需求分析 4

2.4 武汉市的相关配套设施 4

2.4.1 加气站 4

2.4.2 具备资质改装的企业 6

第3章 武汉市非公交车辆“油改气”的优势和劣势 7

3.1 “油改气”汽车分类 7

3.2 “油改气”的优势 7

3.2.1 经济性高 7

3.2.1.1 油价与气价的差异 7

3.2.1.2 改装成本回收期 8

3.2.2 排放性好 9

3.2.3 安全性高 10

3.3 “油改气”存在的问题 11

3.3.1 动力性低 11

3.3.2 续航差 11

3.3.3 加气站的建设问题 11

3.3.4 消防安全问题 13

3.4 保障“油改气”的措施与对策 13

3.4.1 按照法定流程申请“油改气” 13

3.4.2 新增投保项分散风险 13

3.4.3加气站的建设对策 14

第4章 运用层次分析法分析“油改气”前景 15

4.1 层次分析法的原理 15

4.2 构造层次分析结构 15

4.3 层次单排序 17

4.4 层次总排序 18

4.5 分析武汉市推广非公交车辆“油改气”前景 19

第5章 结论与建议 20

参考文献 21

致谢 22

第1章 绪论

伴随着汽车工业的日益进步，不可再生能源终会面临枯竭，世界各国石油资源需求旺盛。在这种情形下，新能源汽车逐渐占据了世界各国的焦点，越来越多的目光聚集于此。同时，由于工业发展所造成的环境污染、大气污染等问题也愈发严重，成为了制约城市经济发展与迅稳进步的原因之一，因此在世界范围内，发展清洁环保的能源来替代传统石油能源目前的地位，是一个必然的趋势。

根据EIA（Energy Information Administration）数据统计，2025年世界二氧化碳排放量将达到371.2亿吨，年均增长1.85%。^[1]在2015年11月30 日的联合国气候变化大会上，为应对未来的全球气候变化，习近平在“国家自主贡献中”提出，中国争取在2030年左右使CO₂排放达到最大值，2030年二氧化碳排放比2005年下降60%至65%，增加非化石能源消费比重，增加森林面积 ^[2]。由此可以看出，环保问题是各个国家所重视的焦点，在大会上各国也对于应对未来的气候变化做出了安排并规定了目标。在寻求燃油的所有替代品中，压缩天然气（CNG，Compressed Natural Gas）被认为是替代汽油柴油的最佳解决方案，因为它在世界各地都能得到利用，研究技术较为成熟，同时在环保性、经济性上具有许多优势。

鼓励天然气汽车发展最有效直接的途径就是汽车“油改气”，即通过对现有的机动车进行改装，使燃料种类改变，具体就是把原先使用柴油、汽油为燃料的车通过改装成燃料为天然气的一个过程。其燃料根据状态的不同一般为压缩天然气（CNG）或液化天然气（LNG，liquefied natural gas）。压缩天然气（CNG）是将天然气加压压缩，然后储存在车载高压气瓶中，CNG无色、无味、热量高、密度小于空气，主要成分是甲烷（CH₄），易完全燃烧，燃料含碳少，抗爆性好，不稀释润滑油，加工成本相对较低，极难液化。储存CNG的高压钢瓶体积大，储量小，限制了部分续航能力。液化天然气（LNG）是天然气在常压下冷却后液化形成的。LNG可以明显压缩天然气的体积，作为车载燃料续航长，适合长途运输使用。LNG汽车的改装费用一般为1万左右，在大型车应用广泛。^[3]本文研究重点是CNG改装车，常用于私家车辆，而LNG在私家车中应用较少。

目前我国多省都存在着“油改气”汽车，“油改气”技术日趋成熟，“油改气”汽车凭借着天然气的价格优势和环保节能的优点，为人们所青睐，一时间许多私家车主都争相改装。由于我国天然气价格受政府的定价政策控制，因而天然气具有较为明显的价格优势。然而随着“油改气”汽车安全事故的频发、年审和保险理赔问题等，人们逐渐意识到“油改气”仍然存在着许多问题与风险，使得我们不由去考虑大力发展“油改气”是否合适，我国未来“油改气”的路将会如何发展，值得人们思考。

本文研究主要目的在于通过调查研究，了解非公交车辆“油改气”的优势与劣势，客观的评价这一政策是否适合武汉市的发展，为探究未来“油改气”在武汉市可能发展趋势与前景，提出对应政策的调整方案。

目前，世界范围内的天然气汽车数量正在迅速增长，在过去的十至二十年里，世界天然气汽车（NGV，natural gas vehicle）数量每年快速增长，其中最大的贡献来自亚太和拉丁美洲地区。在天然气汽车保有量上，发展中国家占据了约90%的份额，大多数的CNG车辆是轻型汽车和商用车辆。除此之外，CNG加气站的建设也加入城市规划，数量平稳上升。亚太地区天然气资源丰富，天然气汽车发展显著，在世界天然气汽车保有量和比例上都具有绝对多的份额；美国、日本和欧洲等地受环保标准和减排政策的限制，天然气汽车的数量和发动机的研发技术发展迅速。

长久以来，各国都认识到清洁发展的重要，采取各种政策鼓励支持燃气汽车发展，比如减少或提供优惠的燃油消费税、提供技术支持用于研发、出台减排限排政策法案、降低燃气关税、直接投资相关企业等。美国本土的石油、天然气资源丰富，美国联邦和各州出台的限排法案和控制污染的法规要求也日益严格，为优化其本土能源结构，为发展LPG、CNG汽车创造了良好的环境，美国政府出台了许多限排法规、法案，批准了相关项目，提供了政策和资金以支持天然气汽车发展。例如美国2005年参众两院通过的能源政策法案，批准了两亿美元的津贴，用于国家和地方政府购买电池燃料和替代燃料车辆；同时，批准了“清洁校车”项目，将一亿美元用于利用新的污染控制技术翻新现有柴油校车。^[4] 在技术和研发方面，许多国家已研制出天然气发动机，可以有效地发挥天然气的优势，并且使排放满足环保法规的要求。

本文通过调研国内外“油改气”的现状与先例，结合国内推广非公交车辆“油改气”的现状与政策，分析天然气汽车的优缺点与推广非公交车辆“油改气”的长短处，找出现有存在的问题与制约非公交车辆“油改气”推广的因素，并给予对应的解决方案。通过综合评价法对“油改气”汽车、武汉市的现有地理经济条件和相关政策进行分析，研究武汉市推广非公交车辆“油改气”的可行性与发展前景，提出政策调整方案与建议。

第2章 武汉市地理经济条件及能源需求分析

2.1 武汉市的经济条件

武汉市是我国的老工业基地之一。武汉本地能源匮乏，大部分依赖外部能源供应。能源消费以化石能源为主，经济结构以第二产业和重工业为重心。^[5]

图2.1 武汉市轻、重工业比重分布

其中武汉市的江夏区、东西湖区、汉阳区、黄陂区入围全国百强工业区，支柱产业有钢铁、汽车、电子信息制造、装备制造、能源环保、食品烟草等，被誉为“中国车都”的武汉市，汽车产业七年来保持着第一支柱产业。

工业的发展产生的废气、污水，必然会对城市的环境质量造成很大的影响，尽管武汉市近年来积极治理空气污染水污染，但是环境质量依旧堪忧，雾霾天气也时常笼罩在武汉市上空。

武汉作为一个老牌的工业城市，发展清洁能源显得尤为重要，这对于改善环境质量、治理大气污染有很大作用。

2.2 武汉市的地理条件

武汉地处中国的地理中心，也是经济中心。武汉江河纵横，长江、汉水交汇于市内，且汇入南北支流，水运便利发达。

武汉处于亚热带季风性湿润气候带，常年雨量丰沛、热量充足、雨热光热同季、冬冷夏热。年平均气温15.8℃～17.5℃。武汉市水资源充足。由于冬季易形成逆温，污染物不易扩散，空气质量冬季较差，夏季光照强，局部对流旺盛，污染物容易扩散，空气质量较好。^[6]

由于地处交通中心，借助长江的水运优势，各地的能源资源可以方便的运往武汉。冬季的严寒使得居民用气需求旺盛，时常会出现天然气供应短缺，通过借助地理优势来进行有效的能源调配，希望能够缓解这一状况。

2.3 武汉市的能源需求分析

根据武汉市市政府印发的“十三五”能源规划通知，武汉市自2010年起“十二五”期间，能源消费量稳步增加，能源结构进一步优化，降低煤炭的消费比重，大力发展电力、天然气等清洁能源的所占比重，基础设施不断完善，建成加气站85座，中石油“西二线”建成投产，进一步完善配气管道，增强了天然气输送保障能力。煤炭、天然气、石油能源需求依赖外地调入。^[7]能源发展坚持节能减排、清洁发展的原则，不断优化能源结构，实现可持续发展。

2.4 武汉市的相关配套设施

2.4.1 加气站

武汉市现有CNG、LNG和LPG加气站共85个，黄陂区、新洲区、江夏区加气站较少，覆盖密度低；洪山区14个，武昌区11个，青山区7个，汉阳区14个，江汉区4个，硚口区10个，东西湖区3个等。

图2.2 武汉市加气站数量及增长率

从图中可以看出，2010年-2013年国家鼓励天然气汽车发展并提供多项补贴政策，天然气汽车和加气站进入快速发展阶段，2015年起随着发改委叫停不合法的“油改气”以及对国家燃气汽车的补贴下降，鼓励新能源汽车发展，加气站建设也随之停止。近年来，国家对于“油改气”的监管逐渐规范，燃气汽车发展迅速，加气站建设也没有落下。然而武汉市地理面积大，目前的加气站覆盖率仍旧较低，分布范围虽广，但密度较小，加气站难找，加气时需要排长队，对于居民生活十分不便，也限制了天然气汽车的发展。

表2.1列举了武汉市主要的CNG加气站：

表2.1 武汉市CNG加气站

2.4.2 具备资质改装的企业

几年前的“油改气”热潮过去后，人们对于改装车的安全性考虑多了许多，政策法规也明确要求改装时需要到正规的有资质的企业进行“油改气”。表2.2列举了武汉两家可以进行“油改气”的企业，在选择时可以多方比较，选择适合自己的改装厂进行改装。

表2.2 武汉市正规“油改气”企业

第3章 武汉市非公交车辆“油改气”的优势和劣势

3.1 “油改气”汽车分类

“油改气”汽车是在汽油或柴油车的基础上改装加上一套燃气系统，考虑到“油改气”后汽车行驶的通用性，所以常将原来的燃油供给系统保留不变。改装后的汽车根据燃料使用方法的不同，可以分为三类：“单一燃料”（Single-Fuel）汽车、“两用燃料”(Bi-Fuel)汽车和“双燃料”(Dual-Fuel)汽车。^[3]