天然氣汽車的銷量正在上升，但它們能與更清潔的電動汽車競爭嗎？

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致氣候變化的第二大溫室氣體。在美國，超過三分之二的天然氣來自水力壓裂，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的1%，從而可用作運輸燃料。

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油箱，這增加了車輛的重量并減少了其存儲空間。

今天，全球只有不到2%的汽車使用CNG燃料，但這個數(shù)字還在增長。雖然很少有國家的CNG汽車占比超過10%，但CNG汽車的總數(shù)已從2000年的不到100萬輛增加到2019年的約2850萬輛，主要由中國、伊朗和印度主導。

直到最近，低天然氣價格和高汽油和柴油價格刺激了對中型和重型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——這在空氣污染嚴重的城市是一個重要的問題。

在美國，美國能源部的替代燃料數(shù)據(jù)中心列出了市場上大約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，目前美國道路上有超過17.5萬輛天然氣汽車。

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面的常見景象。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

雖然人們越來越擔心天然氣井的甲烷泄漏，但與原油開采相比，開采天然氣所需的能源更低。因為CNG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汽車的運營成本也更低。一項對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年的時間里節(jié)省了10萬加元（77,230美元）

CNG汽車的缺點

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，減少了可用的存儲空間或機艙空間，并增加了車輛重量。在“雙燃料”車輛中，需要兩個燃料箱，這進一步限制了存儲或機艙空間。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時間長（高達其運行時間的50%），這導致未燃燒的甲烷濃度更高。

不穩(wěn)定的價格

和汽油一樣，全球天然氣價格也會劇烈波動。例如，在印度，低廉的天然氣價格在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個增加到3500個。隨著2021年底汽油和柴油價格的飆升，對壓縮天然氣汽車的需求進一步增長，但2022年天然氣價格的上漲抑制了對壓縮天然氣汽車的熱情。重型商用車是一項重大投資，燃料價格的劇烈波動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)美國能源部的數(shù)據(jù)，北美只有865個CNG加氣站，其中包括美國的821個（相比之下，截至2022年，美國有47120個電動汽車充電站）。這限制了CNG車輛只能使用標準路線的商業(yè)車隊和短程車輛，這些車輛在工作日結束時返回同一個加油站。

在2017年的一項研究中，近三分之一的CNG車隊司機**依賴公共加油站，而不是車隊擁有的加油站，這減少了他們的運營范圍，增加了他們的加油時間。公共加油站數(shù)量少也增加了為考慮采用CNG汽車的車隊開發(fā)自己的充電基礎設施的成本。

CNG汽車的替代品

在美國，CNG乘用車是一個來了又去的實驗。

在2010年代中期，隨著水力壓裂技術的革命使得天然氣的價格與汽油相比具有競爭力，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)了兩個車型年，汽油價格的下跌注定了它的命運。

但對壓縮天然氣汽車的威脅更多地來自更清潔的電動汽車，而不是不斷變化的汽油價格。隨著天然氣價格的上漲，電動汽車的吸引力增加，對壓縮天然氣汽車的需求可能會大幅減少。商業(yè)車隊尤其如此，與個人消費者不同，他們在購買車隊時更有可能計算車輛的總擁有成本。雖然電動汽車的普及在**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，電動汽車的勝利**是必然的。在2010年代初，與全電動的日產(chǎn)Leaf和特斯拉Model S同時，CNG汽車開始進入市場，但人們對CNG汽車的期望仍然很高。在世界上主要通過燃燒煤炭發(fā)電的部分地區(qū)，電動汽車不僅擁有和運營成本比CNG汽車更高，而且污染更嚴重。簡而言之，在發(fā)電污染嚴重的地方，CNG汽車更清潔。

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

根據(jù)加州的一項研究，用電池電動和氫燃料電池卡車取代汽油和柴油發(fā)動機，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、零排放的公交線路，其目標是用全電動公交車取代所有的CNG公交車。2022年，內(nèi)華達州克拉克縣承諾到2030年將80%的車隊從主要的CNG車輛轉換為電動汽車，到2050年將**轉換為電動汽車。隨著公共機構尋求降低成本和排放，其他主要城市也出現(xiàn)了同樣的過程。

燃燒天然氣而不是更臟的化石燃料通常被認為有助于減少溫室氣體排放，導致許多人認為它是一種“過渡燃料”，可以加速向清潔能源的過渡。然而，隨著電動汽車（包括重型汽車）的日益普及，以及越來越多的清潔、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)跨過的一座橋。

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