對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)燃料給環(huán)境尤其是城市大氣造成的污染，許多國(guó)家除了采取加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)、嚴(yán)格排放法規(guī)等措施外，還積極開(kāi)展清潔燃料汽車(chē)的開(kāi)發(fā)和推廣工作。目前已經(jīng)在天然氣、燃料電池、醇類(lèi)燃料、氫能、太陽(yáng)能等領(lǐng)域取得了豐碩的成果。相比之下，天然氣汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展尤其引人注目。在幾十年的發(fā)展過(guò)程中，完成了從機(jī)械控制到電子控制，從進(jìn)氣道預(yù)混供氣到電噴供氣甚至缸內(nèi)直噴供氣的技術(shù)升級(jí)。根據(jù)不同的燃料存儲(chǔ)形式，天然氣汽車(chē)(NGV)又分為壓縮天然氣汽車(chē)(CNGV)、液化天然氣汽車(chē)(LNGV)和吸附天然氣汽車(chē)(ANGV)，其中CNGV的車(chē)用系統(tǒng)發(fā)展比較成熟和完善，LNGV在20世紀(jì)90年代也已開(kāi)始小規(guī)模推廣使用。從使用效果來(lái)看，LNGV彌補(bǔ)了CNGV的許多不足之處，具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

目前我國(guó)的大氣污染情況相當(dāng)嚴(yán)重。據(jù)國(guó)家環(huán)保局的數(shù)據(jù)，全國(guó)660個(gè)大中城市的大氣環(huán)境檢測(cè)結(jié)果顯示，大氣環(huán)境質(zhì)量達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的僅有1%，而其中汽車(chē)排放是城市大氣污染的重要因素。推廣和應(yīng)用天然氣汽車(chē)(NGV)是解決嚴(yán)峻的排放形勢(shì)的一個(gè)很好的途徑。1998年1月，全國(guó)燃?xì)馄?chē)工作協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組提出了我國(guó)發(fā)展燃?xì)馄?chē)的工作設(shè)想和實(shí)施建議；同年7月，選出了北京、上海、重慶等12個(gè)城市作為推廣天然氣汽車(chē)NGV的實(shí)驗(yàn)示范城市。從趨勢(shì)上看，NGV作為解決石油資源短缺和改善汽車(chē)排放的有效手段，將在我國(guó)得到更進(jìn)一步的應(yīng)用和推廣。

然而，眾所周知，天然氣作為汽車(chē)燃料的一個(gè)主要缺陷是體積能量密度太低。1L汽油燃燒產(chǎn)生的熱量是34.8MJ，而1L標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的天然氣燃燒得到0.04MJ的熱量，僅為汽油的0.11%。因此，在車(chē)用儲(chǔ)罐有限的容積內(nèi)存儲(chǔ)足夠量的天然氣，使得其一次充氣的行駛里程達(dá)到可令人接受的范圍，是將天然氣用作汽車(chē)燃料的一個(gè)前提條件。車(chē)用天然氣的儲(chǔ)氣技術(shù)因而得到了高度的重視。根據(jù)美國(guó)氣體聯(lián)合會(huì)(AGA)的數(shù)據(jù)，美國(guó)能源部(DOE)在1999的財(cái)政年度里，撥出2760萬(wàn)美元用于NGV的研究，其中優(yōu)先發(fā)展的研究項(xiàng)目之一，就是更高性?xún)r(jià)比的NGV儲(chǔ)氣技術(shù)。

解決體積能量密度低的最簡(jiǎn)便途徑，是采用壓縮天然氣(CNG)。典型的CNG操作壓力在16.5～0.34MPa之間，更先進(jìn)的可達(dá)20.7～0.17MPa之間，該壓力下其體積比可達(dá)230，所對(duì)應(yīng)的體積能量密度約為汽油的26%。由于天然氣壓縮技術(shù)的簡(jiǎn)單易行，CNGV的發(fā)展已比較成熟。同時(shí)，它在運(yùn)營(yíng)與維護(hù)管理方面，與汽油汽車(chē)相比也有一定優(yōu)點(diǎn)。按美NGV聯(lián)合會(huì)(NGVC)1999年7月的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，與3.79dm³(1Usgal)汽油等值的CNG的平均價(jià)格為89美分，比同體積汽油或柴油的價(jià)格便宜20%～25%。雖然CNG用作汽車(chē)燃料的技術(shù)成熟，燃料價(jià)格、操作、維修等方面也有優(yōu)勢(shì)，但是CNG汽車(chē)的市場(chǎng)份額并不大，主要原因是CNG儲(chǔ)氣方式的不足。因?yàn)镃NG儲(chǔ)氣的特點(diǎn)，其一次加注行駛的距離短。CNG汽車(chē)進(jìn)入商業(yè)運(yùn)輸，需要建設(shè)足夠數(shù)量的CNG加注站。投資巨大，風(fēng)險(xiǎn)不小。

LNG的體積能量密度約為汽油的72%，為CNG的兩倍多，因而LNG汽車(chē)的行程遠(yuǎn)。而且因?yàn)樘烊粴庠谝夯氨仨毥?jīng)過(guò)嚴(yán)格的預(yù)凈化，LNG中的雜質(zhì)含量遠(yuǎn)低于CNG，這為汽車(chē)尾氣排放滿(mǎn)足更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)造了條件。LNG燃料儲(chǔ)罐在低壓下運(yùn)行，避免了CNG采用高壓儲(chǔ)罐的潛在風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也減輕了容器自身的質(zhì)量。儲(chǔ)存相同質(zhì)量的天然氣時(shí)，LNG的體積能量密度最高，儲(chǔ)罐的壓力最低，質(zhì)量最小，LNG是一種比較理想的汽車(chē)燃料儲(chǔ)存方式。這些優(yōu)勢(shì)使LNG汽車(chē)成為天然氣汽車(chē)的重要發(fā)展方向。

車(chē)用LNG的冷能利用有兩種方式：動(dòng)力利用和制冷利用。動(dòng)力利用就是將LNG加壓升溫氣化，推動(dòng)葉輪對(duì)外作功，熱源是空氣或內(nèi)燃機(jī)的余熱。制冷利用是利用LNG的冷能來(lái)液化一些低溫氣體，或提供汽車(chē)車(chē)廂使用的冷量。

1. LNG機(jī)車(chē)

為滿(mǎn)足在大規(guī)模工商業(yè)區(qū)調(diào)車(chē)作業(yè)日益增長(zhǎng)的需要而設(shè)計(jì)的完全以L(fǎng)NG為燃料的MKl200G型調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)于1993年在美國(guó)MK公司誕生。該機(jī)車(chē)安裝G3516型火花點(diǎn)火式渦輪增壓中冷低排放V-16發(fā)動(dòng)機(jī)，配用低溫燃料箱、輸送管路、氣化器和控制系統(tǒng)等先進(jìn)的液化天然氣單燃料系統(tǒng)。LNG儲(chǔ)備量為5300L，機(jī)車(chē)牽引功率895kW，最高速度112km/h，最低持續(xù)速度10km/h，最大持續(xù)牽引力267kN。NO_x排放量?jī)H為0.3mg/(kW·s)。MK1200G型機(jī)車(chē)的成功，已有聯(lián)合太平洋鐵路公司、圣菲鐵路公司等美國(guó)著名鐵路企業(yè)使用。

除了單燃料LNG機(jī)車(chē)外，又出現(xiàn)了伯靈頓北方鐵路公司、GM屬下的EMD公司和GE公司分別開(kāi)發(fā)的使用LNG和傳統(tǒng)燃料的雙燃料干線(xiàn)機(jī)車(chē)。

2. LNG飛機(jī)

世界上第一架以L(fǎng)NG為燃料的飛機(jī)在俄羅斯試飛成功，這是在圖-154客機(jī)上研制的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為HK-89的圖-156客貨兩用機(jī)，成為第一架用LNG為燃料，能長(zhǎng)時(shí)間飛行的飛機(jī)?？紤]到機(jī)場(chǎng)無(wú)法加注LNG燃料，飛機(jī)采用航空煤油一LNG雙燃料系統(tǒng)，這樣不僅燃料加注靈活，而且飛行中兩種燃料系統(tǒng)可在5s內(nèi)完成互換。當(dāng)只用LNG作燃料時(shí)，實(shí)際飛行距離2600km，同時(shí)用兩種燃料時(shí)為3300kin。除了圖一156客貨兩用機(jī)外，俄羅斯還開(kāi)發(fā)了圖-206型客機(jī)、圖-330C運(yùn)輸機(jī)等使用LNG為燃料的飛機(jī)。

3. LNG船舶

世界上第一艘以L(fǎng)NG為燃料的渡輪，于2000年1月，由挪威一公司生產(chǎn)交付使用。該船共配有4臺(tái)功率為675kW的液化天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)電。采用電力推進(jìn)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)雙螺旋槳推進(jìn)器。渡船在航行中，可以根據(jù)航速的需要，開(kāi)動(dòng)不同數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)，提供多種功率選擇，有利于節(jié)省燃料，提高燃料利用效率。挪威決定建造這種渡輪完全是出于環(huán)境保護(hù)的要求。該船的建造費(fèi)用很高，約比傳統(tǒng)的以柴油為燃料的渡輪高出30%。但若能批量建造，由其帶來(lái)的環(huán)境效益將非常顯著，同時(shí)造價(jià)也可相應(yīng)降低。