我国天然气汽车研究最早开始于19世纪初，上海均和安机器厂制造的首台内燃机汽车以煤气作为燃料。进入1960年，由于世界能源危机的出现，我国的石油出现严重的匮乏。四川自贡等地利用丰富的天然气作为汽车燃料，后来在重庆、成都、泸州等地先后模仿使用气包车。这种气包车，是在公共汽车的顶部安装一个框式的气包支架，气包充满后，用绳子约束住，这种气包车克服了汽油短缺时的汽车运输问题。
1961-1965年，中科院学部委员、长春汽车研究所所长、我国CNG汽车的先驱--张德清，主持天然气作汽车燃料的研究工作。1962年，长春汽车研究所承担了国家科委的重点科研项目--压缩天然气汽车，该试验站利用天然气井向两辆解放牌汽车的氧气瓶充气，进行发动机台架试验和2.5万公里的压缩天然气汽车道路试验，并在1966年通过了四川省科委和省交通厅的成果鉴定，并录入了《全国科学技术研究成果登记表》，开创了中国乃至亚洲CNG汽车研究先河。
我国天然气汽车起步于1966年，批量推广于1989年。保有量先于2010年超过100万辆大关，接着于2012年、2013年、2014年和2015年，保有量先后跨过200万辆、300万辆、400万辆和500万辆的台阶，经过两年艰苦奋斗，2017年年底又跨过了600万辆大关。截至2017年年底，我国天然气汽车保有量为608万辆，同比增加50.4万辆，增幅为9%；其中，CNG汽车保有量为573万辆，同比增加41.4万辆，增幅为7.8%；LNG汽车保有量为35万辆，同比增加9万辆，增幅为34.6%；其中，LNG重卡保有量为25.5万辆，同比增加8.5万辆，增幅高达50%。
千讯咨询发布的中国重卡市场前景调查分析报告显示，2017年我国天然气汽车加气站保有量约为8400座，同比增加约600座，增幅为7.7%；其中，CNG加气站约5300座，同比增加约200座，增幅为3.9%；LNG加气站约3100座，同比约400座，增幅为14.8%。
2017年我国天然气汽车消费天然气约350亿立方米，其中35万辆LNG重卡与大客车的消费量约占一半；车用天然气消费量在全国天然气2373亿立方米消费量中的占比约为15%。
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