基于乘客排泄生物质产沼气的新能源汽车「拉了吗」,大家觉得可行么?
答案是可以,而且现实可行,查了一些资料,从成分、发动机、能耗与储存三个维度完整说明一下,仅供大家参考。
某汽车企业就发布过沼气驱动的汽车,美其名曰生物甲烷汽车。下图资料显示:10头牛一天产生的粪便,所产生的沼气可以供微型小汽车行驶一天,具体能行驶里程未知。并且,首先在印度发布,我认为还是非常有眼光的,毕竟在印度,无论是人还是牛,在这方面有得天独厚的优势。


1、燃料特性
首先看沼气的基本特性。沼气的主要成分是甲烷(CH₄),占比通常在50%–70%,其次是30%–40%的二氧化碳,还含有少量硫化氢、氮气等杂质。所以燃烧的时候,只有甲烷在烧,二氧化碳只是跟着进出气缸,最后随尾气排出去。甲烷我们初中都学习过,属于典型的可燃气体,燃烧稳定、热值适中,沼气整体低位热值约22–25 MJ/m³,具备良好的燃烧做功能力,只要经过脱硫、脱水、稳压处理,就能作为燃料稳定使用,完全满足内燃机燃烧的要求。
2、甲烷发动机
其次是沼气发动机能否制造的问题。答案是不仅能造,而且早已实现工程化和商业化应用。沼气发动机本质上属于燃气内燃机,结构和我们常见的天然气发动机、汽油发动机高度相似,不少出租车,卡车都是CNG和LNG燃料。只是针对沼气的燃烧特性可能需要专门优化。由于沼气中二氧化碳含量高、混合气燃烧速度偏慢,根据其燃烧特性,对配气机构凸轮轴相位进行了优化,新设计凸轮轴,延迟进气门关闭时间,增长进气段,排气门早关,缩短排气时间,可有效控制燃烧过程并提高燃烧效率,最大的优化气源适应性。
车载用的小型沼气发动机,外形尺寸和普通家用轿车汽油发动机几乎一致,重量也相差不多,汽车发动机舱完全可以正常安装,不需要对车身结构进行大改。而重卡、客车使用的中型沼气发动机,也能直接替换原有柴油机或天然气发动机,在商用车领域已经有不少实际运营案例。

3、汽车能不能布置下储气装置
最后从能耗和储存容积来看,沼气驱动汽车也具备实用性。以普通家用轿车为例,百公里油耗大约在6L汽油左右,对应的总能量约198MJ。按照沼气平均热值23.5MJ/m³计算(纯天然气36MJ/m³),车辆行驶100公里大约需要8.4立方米标准状态下的沼气。如果采用车载压缩储存方式,将沼气加压到20MPa左右,体积可以被压缩200倍以上,实际只需要约42L的储气罐就能满足100公里续航,这个容积和普通家用轿车的油箱大小接近,布置在底盘或后备箱位置完全可行,里程稍短,更适合小微型车辆。
更何况不一定非要加沼气,完全可以通过沼气提纯天然气,提升燃料热值,使得汽车跑的更远。
综合来看,沼气驱动汽车在原理、发动机制造、能耗储存上都不存在技术硬伤,真正的制约更多在于沼气的集中提纯、规模化供应以及车载供气系统的配套完善度,而不是能不能驱动汽车行驶的问题。