王文平 路廣英 張鵬

摘 要：分析了天然氣汽車加氣站的種類及發(fā)展狀況，探討了天然氣汽車用氣需求量的計算方法，提出了加氣站布點規(guī)劃的方法及安全經(jīng)濟性評價。通過對加氣站布點規(guī)劃研究得出：加氣站布點規(guī)劃中，應根據(jù)天然氣汽車用氣需求量結(jié)合城市性質(zhì)、交通、產(chǎn)業(yè)、旅游、土地利用等規(guī)劃，合理的確定加氣站的類型、規(guī)模、數(shù)量及位置。

關鍵詞：天然氣；加氣站；布點規(guī)劃

根據(jù)國家“十二五”規(guī)劃，2015年我國天然氣供應結(jié)構初步定位國產(chǎn)1700億m3，凈進口900億m3，煤層氣產(chǎn)量將達到200億m3，煤制天然氣達到300億m3。國家發(fā)改委、國家能源局編制了《天然氣利用政策》，將天然氣用戶分為四類：優(yōu)先類、允許類、限制類和禁止類，其中將發(fā)展天然氣汽車歸為優(yōu)先類。天然氣是一種優(yōu)質(zhì)的天然氣，主要成分為甲烷，還含有少量氮氣和二氧化碳等，基本不含有硫化物和水，具有高熱值、無毒性、安全、潔凈等特點。

隨著國民經(jīng)濟、城市建設和環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，對潔凈能源的需求日益增長。近年來，我國面臨的經(jīng)濟發(fā)展形勢并不樂觀，國家強力化解過剩產(chǎn)能，逐漸清理整頓、取消淘汰一批鋼鐵、焦化、水泥、電解鋁等行業(yè)企業(yè)，以煤炭為主的能源需求大大減少，這對煤炭能源經(jīng)濟造成很大沖擊。為適應未來的發(fā)展和需要，從實際情況出發(fā)，科學、合理地指導加氣站的布點設置，引導、推廣使用清潔燃料，逐步建立起與國民經(jīng)濟發(fā)展相適應、滿足機動車輛交通發(fā)展需要、布局科學合理、競爭有序、功能完善的現(xiàn)代化天然氣銷售服務網(wǎng)絡體系，從而規(guī)范天然氣汽車加氣站建設時序和建設內(nèi)容，避免盲目與重復建設，實現(xiàn)社會、經(jīng)濟持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，

1 天然氣加氣站種類及發(fā)展狀況

1.1 天然氣加氣站的種類

車用天然氣主要分氣態(tài)、液態(tài)兩種形式：壓縮天然氣（簡稱CNG）、液化天然氣（簡稱LNG）。根據(jù)加氣種的分類不同，天然氣加氣站可分為CNG加氣站、LNG加氣站和LNG/L-CNG加氣站[1]。

1.1.1 CNG加氣站

CNG天然氣加氣站主要是由6個系統(tǒng)組成：天然氣調(diào)壓計量系統(tǒng)、天然氣凈化系統(tǒng)、天然氣壓縮系統(tǒng)、CNG 加氣系統(tǒng)、天然氣儲存系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。輸送至加氣站的天然氣經(jīng)過穩(wěn)壓計量后，在凈化處理裝置對天燃氣進行凈化處理，通過壓縮機加壓，然后經(jīng)高壓脫水后由順序控制盤送入儲氣系統(tǒng)，最后經(jīng)加氣機對加氣車輛計量加氣。

按照站區(qū)附近是否有管道天然氣，天燃氣加氣站分為常規(guī)站、母站和子站[2]。常規(guī)站建在有天然氣管線經(jīng)過的地方，通過天然氣管線直接取氣，常規(guī)站加氣量一般在600-1000m3/h；天然氣加氣母站建在天然氣管線經(jīng)過的地方，通過天然氣管線直接提取氣量，進入儲氣瓶組儲存或通過售氣機給子站加氣，母站的加氣量一般在2500-4000m3/h；在無天然氣管線的地方一般建設加氣子站，加氣氣源來源于加氣母站。

1.1.2 LNG加氣站

LNG汽車加氣站的主要設備由LNG專用儲罐、LNG低溫泵、LNG計量裝置和控制系統(tǒng)組成，加氣流程與普通加油站加油流程類似。LNG儲罐是一種雙層真空絕熱容器，一般位于地下，低溫泵設置在儲罐內(nèi)部，向車用儲罐輸送LNG，加氣計量裝置設置在儲罐上方。

1.1.3 LNG/L-CNG加氣站

LNG/L-CNG汽車加氣站是在LNG汽車加氣站設備的基礎上增加了一套汽化系統(tǒng)，主要包括高壓低溫泵、CNG儲氣瓶組、高壓汽化器和CNG售氣機。通過高壓低溫泵增壓后將儲罐內(nèi)的LNG注入液化器，LNG吸收外界熱量發(fā)生汽化，汽化后的高壓氣體存于CNG儲氣瓶組內(nèi)，最后通過售氣機對CNG汽車加氣。

1.2 天然氣加氣站的發(fā)展狀況

國外天然氣汽車發(fā)展較早，在技術上已經(jīng)基本成熟。國內(nèi)天然氣汽車目前正處于快速發(fā)展階段，表1為部分國家天然氣汽車及加氣站數(shù)量統(tǒng)計表，由表1可知，相對于其他天然氣汽車發(fā)展比較成熟的國家，我國的加氣站數(shù)量并不少。

天然氣汽車在我國的發(fā)展前景良好，但在發(fā)展過程中存在許多問題：首先，我國天然氣汽車加氣站的網(wǎng)絡體系不完善，加氣站建站速度明顯滯后于天然氣汽車的改裝速度；其次，天然氣汽車加氣站系統(tǒng)結(jié)構不合理，加氣站數(shù)量和規(guī)模不協(xié)調(diào)，加氣站規(guī)模的大小與分布密度之間不協(xié)調(diào)，加氣車輛太多導致道路擁堵；同時加氣站供氣規(guī)模與加氣車輛用氣量需求不協(xié)調(diào)，許多城市在加氣站建設過程中盲目求大求全，致使加氣站規(guī)模太大，經(jīng)濟效益無法最大化；再者一些城市的加氣站建設超前于天然氣汽車加氣站規(guī)劃，對加氣站選址審批時政府相關管理部門無依據(jù)可循，從而導致加氣站選址盲目，布局混亂，市場經(jīng)營效益不佳且存在一定的安全隱患[3]；另外，我國天然氣加氣站種類比較單一，天然氣加氣站中CNG較為常見，LNG和LNG/L-CNG 加氣站數(shù)量較少，無法滿足各類型汽車的加氣需求。所以，有必要對天然氣加氣站進行系統(tǒng)的規(guī)劃，為天然氣汽車事業(yè)向前發(fā)展提供科學合理的依據(jù)[4]。

2 天然氣汽車用氣需求量

目前，我國天然氣汽車主要為：出租車、公交車、市政車輛、載重貨車（主要為運煤車）、城際客車和私人轎車六類[5]。出租車、公交車、市政車輛和私人轎車主要在城區(qū)運營，載重貨車主要在煤礦和發(fā)運站間運行，城際客車主要在城鎮(zhèn)間運營。天然氣汽車的保有量及氣化率預測要以現(xiàn)有的汽車數(shù)量、當?shù)亟?jīng)濟和社會的發(fā)展情況為基礎，同時需參照國家相關標準。一般根據(jù)城市人口規(guī)模、萬人公交車擁有水平、城市公交客運總量、公交車服務水平等指標擁有率預測法和客流量預測法進行公交車、出租車總體發(fā)展規(guī)模的預測。根據(jù)《城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范》，城市公共汽車和電車的規(guī)劃擁有量中、小城市應每1200～1500人一輛標準車，大城市應每800～1000人一輛標準車。城市出租汽車規(guī)劃擁有量小城市每千人不宜少于0.5輛，大城市每千人不宜少于2輛，中等城市可在中間取值。由城市汽車保有量和車輛氣化率計算得出天然氣汽車保有量，應在現(xiàn)狀基礎上結(jié)合目前天然氣汽車改裝速度穩(wěn)步增長確定車輛的氣化率，結(jié)合城市各類機動車運營情況及燃料消耗情況，計算天然氣汽車用氣需求。

3 加氣站布點規(guī)劃方法

天然氣加氣站規(guī)劃一般基于城市燃氣輸配系統(tǒng)，結(jié)合城市總體規(guī)劃的要求[6]，根據(jù)城市交通、產(chǎn)業(yè)、旅游、地理位置等因素，對加氣站布點進行規(guī)劃。首先應選在交通便利的地方，但不能影響車輛通行，城市市區(qū)加氣站要沿主干道交通負荷重心兩側(cè)布置，宜靠近城市交通干道或設在出入方便的次干路上，站址應有利于交通安全，有良好的視覺條件；其次，加氣站選址應結(jié)合當?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展軸，構建完善產(chǎn)業(yè)區(qū)物流建設，促進當?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展；同時，站址應避開人流、重要建筑物及地下構筑物，避免在塌陷地區(qū)及泄洪道旁；另外，在主要公交走廊、規(guī)劃主干道、方便車輛出入的次干道和旅游交通要道上等有條件的地方，應規(guī)劃加氣站[7]。

天然氣加氣站的數(shù)量和規(guī)模應根據(jù)城市的總體規(guī)劃和汽車天然氣用氣需求量來確定，加氣站類型、規(guī)模、數(shù)量確定后，要結(jié)合當?shù)赝恋乩靡?guī)劃，確定站址，做到合理規(guī)劃，形成完善的城市加氣站網(wǎng)絡。

4 加氣站安全經(jīng)濟性評價

天然氣加氣站作為城市燃氣輸配系統(tǒng)的組成部分，屬甲類易燃易爆氣體，在站區(qū)生產(chǎn)過程中可能發(fā)生天然氣泄漏，如不采取措施，會引起火災甚至發(fā)生爆炸，危險性極大。本文采用文獻中給出的安全評價方法。加氣站所采用的生產(chǎn)技術、產(chǎn)氣規(guī)模、儲氣方式、與重要單位和建筑的距離、與消防救助單位的距離作為評價天然氣加氣站的安全經(jīng)濟性指標，各要素權系數(shù)見表2所示。

由表2可以看出，加氣站的儲氣方式、與消防救助單位的距離是重要的安全經(jīng)濟性因素，所以在加氣站的規(guī)劃建設過程中應重點重視。

5 各類加氣站綜合分析

通過技術保障、占地面積、綜合成本、安全性四個方面對各類加氣站進行比較分析，綜合分析見表3。

從占地面積、運行成本、造價和安全性方面考慮， CNG天然氣加氣站不如LNG加氣站有優(yōu)勢，LNG/L-CNG合建站介于CNG與LNG加氣站二者之間；從技術成熟程度、進氣價格方面來看，CNG加氣站是優(yōu)于LNG和LNG/L-CNG。

因此，加氣站布點規(guī)劃中需要結(jié)合當?shù)氐臍庠辞闆r、用地情況和需求情況等綜合分析比較確定適合城市發(fā)展的加氣站方式。

6 結(jié)論及建議

通過對天然氣加氣站布點規(guī)劃方法的研究，得出以下結(jié)論：

①目前，我國天然氣汽車發(fā)展迅速，但加氣站規(guī)模、類型、數(shù)量規(guī)劃不合理，導致加氣站盲目選址，布局混亂，市場經(jīng)營效益不佳。

②加氣站類型的確定應以城市的性質(zhì)與加氣車輛的種類為依據(jù)。

③天然氣加氣站的數(shù)量、規(guī)模及類型應根據(jù)城市的總體規(guī)劃和各類型天然氣用氣需求量來確定，加氣站類型、規(guī)模、數(shù)量確定后，要結(jié)合當?shù)亟煌?、旅游、產(chǎn)業(yè)以及土地利用規(guī)劃，確定站址，做到合理規(guī)劃。

參考文獻：

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[3]童岱，黃海波，龍其云.城市CNG 汽車加氣站選址安全性評價方法[J].天然氣工業(yè)，2004，24（3）：120-123.

[4]陳叔平，任永平，殷勁松，等.撬裝式LNG加氣站的應用[J].煤氣與熱力，2010，30（1）：11-14.

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