湯云普　趙媛媛

【摘 要】進口LNG價格不斷下降，其成本優(yōu)勢逐步凸顯出來，使得以管道天然氣為氣源的CNG加氣母子站的價格優(yōu)勢喪失。加氣站運營企業(yè)紛紛投資新建LCNG加氣站或是在原有加氣站基礎上增設LCNG設施。

【關鍵詞】LCNG加氣站；現(xiàn)狀；節(jié)能；研究分析；建議

0 引言

近年來，由于霧霾天氣的出現(xiàn)，空氣質量不斷的惡化，使得人們在增強環(huán)保意識的同時更加注重對清潔能源的利用。天然氣作為一種清潔、高效的綠色能源在我國能源結構調整、強化大氣污染治理、實現(xiàn)節(jié)能減排等方面發(fā)揮著重要作用。據(jù)中國石油《2015年國內外油氣行業(yè)發(fā)展報告》顯示，2016年中國天然氣表觀消費量將為2050億立方米，增長7.3%，天然氣在一次能源消費結構中所占比重達到6.4%。2009-2015年我國天然氣消費量由887億方增長至1932億方，天然氣在一次能源消費中的比例由3.7%提升至5.9%，但相較于世界平均水平的23.8%，中國在擴大天然氣利用，提高天然氣在能源消費中的比重仍任重道遠。

自2014年下半年以來，由于國際原油價格持續(xù)下跌、北美頁巖氣革命、亞洲天然氣市場需求下降等原因，我國進口LNG價格不斷下降。同時，我國管道天然氣價格采用政府指導定價的原則，使得以管道天然氣為氣源的CNG加氣母子站的售氣價格優(yōu)勢喪失，售氣量下滑。在LNG 的成本優(yōu)勢逐步凸顯的環(huán)境下，加氣站運營企業(yè)紛紛投資新建LCNG加氣站或是在原有加氣站基礎上增設LCNG設施。伍德麥肯齊公司預測，未來5-10年內原油價格和LNG價格將持續(xù)低迷。預計至2020年，全球新增LNG產能高達5300億立方米，是目前產能的1.65倍，未來LNG價格下降可能會擊穿成本線。

1 國內汽車加氣站發(fā)展現(xiàn)狀

為有效的降低能源成本的同時緩解大氣污染壓力，世界各國汽車工業(yè)紛紛調整汽車燃料結構，研發(fā)清潔能源汽車。其中，以天然氣汽車為代表的清潔能源汽車以其低成本、低排放、抑制溫室效應、石油依賴度低等優(yōu)點，成為當前世界汽車工業(yè)的一個重要發(fā)展方向。隨著我國汽車產業(yè)的進步和汽車保有量的增加，依據(jù)我國的優(yōu)化能源結構及節(jié)能減排、改善大氣質量的能源發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)展高效清潔的天然氣汽車是當前最為現(xiàn)實可行的減少空氣污染的途徑之一。

天然氣汽車包括CNG和LNG兩類，據(jù)中國汽車工程學會的統(tǒng)計，2000-2013年來我國天然氣汽車數(shù)量呈爆發(fā)式增長，由0.6萬輛增至312萬輛，年均增長率為62%；2013-2015年，受國內經濟增速換擋、天然氣相對成品油價格優(yōu)勢不突出等因素的影響，中國天然氣汽車保有量增速有所減緩，但仍然保持較快增長，其中改裝車增長較快，新車產量下降明顯，2015年中國天然氣汽車產量20.1萬輛，同比下降27.6%，首次出現(xiàn)負增長；2015年中國天然氣汽車保有量近500萬輛，其中CNG汽車480萬輛，占比96%，主要為出租車、公交車、私人轎車和商用車，LNG汽車20萬輛，占比4%，主要為重型卡車和公交車。2010-2015年中國CNG汽車保有量詳見圖1。

從1989年我國首座加氣站（CNG）投產至今，加氣站從當初僅有四川、重慶、新疆等少數(shù)幾個省區(qū)發(fā)展到今天已遍布31個省、市、自治區(qū)300多個地級及其以上行政區(qū)域。中國加氣站數(shù)量及加氣站構成分別由圖2、圖3所示。

由圖2和圖3所知2010-2013年，中國加氣站數(shù)量由1800座增長至5134座，年均增長42%；2013-2015年，加氣站由5134座增至7420座，年均增速20%；CNG加氣站5173座，占比70%，LNG加氣站2247座，占比30%。

LNG作為車用燃料，主要是替代柴油，其應用范圍主要為重卡和長途客車。但自2014年下半年以來油價持續(xù)降低，重卡和長途客車改用LNG作燃料的增速減緩。由于LNG存在BOG放散浪費的問題，部分LNG加氣站為了增加銷氣量，在站內增加L-CNG加氣設施，該工藝采用LNG槽車運輸，用柱塞泵將液體LNG升壓到22MPa左右，通過高壓汽化器氣化為CNG后向出租車、社會車輛、公交車輛等加氣，隨著管輸氣成本的逐步上漲，LNG 產能的不斷補充，以及 LNG 成本的進一步下降，在原有 CNG 母站氣源具有成本優(yōu)勢的區(qū)域，LNG 的成本優(yōu)勢逐步凸顯，造就了適宜投資建設L-CNG加氣站的地區(qū)在不斷增加和擴大。

2 研究方向及建議

我國LCNG加氣站起步較晚，針對LCNG加氣站運行及關鍵設備等方面需做具體的研究。本文建議以LCNG加氣站設備配置以及能耗分析為基礎，通過對LCNG加氣站內設備配置進行能耗分析及評價，明確影響加氣站能耗的主要環(huán)節(jié)。并對站內能耗較高的主要環(huán)節(jié)進行理論分析，確定產生高能耗的主要因素，針對性的在環(huán)節(jié)內工藝及運行方面提出合理的節(jié)能方案和具體的改進措施，以達到有效的降低LCNG加氣站運行能耗的目的。建議從以下方面進行著手研究：

（1）對實際加氣站的加氣數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，分析出加氣站的用氣規(guī)律，并根據(jù)用氣規(guī)律以及不同占地面積等因素確定出LCNG加氣站各個設備的最佳配置方式，使LCNG加氣站內的設備達到最優(yōu)的運行狀態(tài)；

（2）分析加氣站工藝和設備的主要能耗表現(xiàn)形式，利用單位銷量綜合能耗分析方法，計算各種能源消耗量，確定最大能耗環(huán)節(jié)；

（3）針對加氣站最大節(jié)能點，即增壓系統(tǒng)天然氣損耗，利用不穩(wěn)定流動伯努利方程分析LCNG加氣站低溫高壓泵正常吸入時的必要條件；利用MATLAB對影響低溫高壓泵NPSHa的各因素進行計算分析；建立NPSHa值的MATLAB GUI分析平臺，根據(jù)平臺分析結果，發(fā)現(xiàn)LCNG加氣站內增壓系統(tǒng)效率偏低的主要原因，并提出合理改進方案降低運行能耗；

（4）對LCNG加氣站充裝系統(tǒng)的工作過程進行計算和模擬，確定高中低壓儲氣瓶組的合理配比，并分析加氣站內不同供氣模式的優(yōu)缺點，根據(jù)低溫高壓泵的運行特點，認為儲氣瓶組單一供氣模式更適合于LCNG加氣站的節(jié)能運行。

[責任編輯：朱麗娜]