贵州省清洁汽车发展方向初探

摘 要: 通过天然气LNG L-CNG CNG三种加气站形式在国内的建设情况．结合贵州燃气资源供应的实 际，论述了不同加气站形式与气源保障供应的建设条件与方向。 关键词: 天然气加气站 经济 技术 燃气 供应 1 我国燃气汽车发展状况 我国从“九五”期间开始推广清洁替代燃料汽车．到2004年，正式确定的清洁汽车重点推广应用城市或地区有19个，包括：北京市、上海市、天津市重庆市、四川省、海南省等，同时在长沙等城市进行燃气汽车的推广应用试点工作。根据2005年国家清洁汽车生产力促进中心对推广城市汽车保有量和各类型加气站的统计数据(见表1)，可以清晰地反映我国燃气汽车在各地发展状况和格局。 根据统计．到2004年底我国燃气汽车保有量为23.74万辆．其中LPG汽车11.61万辆，CNG汽车12.12万辆，LNG汽车0.012万辆；21个重点推广城市和地区的加气站数量为737座，LPG加气站322座．集中在我国传统的石油产区和华东进口油气区； 表1 中国燃气汽车公交车、出租车等保有量年度统计（2005年）单位：万辆 序 号 城市 公交车 出租车 其他车型 (地区) CNG LNG LPG CNG ClB LNG LPG CNG LNG LPG 1 上海市 0.02 0 0.004 0 0 3.9 0 0 O 2 北京市 0.2703 O.005 0.1431 0 0 2.28 0 0 0 3 天津市 0.055 0 0.005 0.06 0 0.05 0 0 0.03 4 重庆市 0.8655 0 O 0.9354 O 0 O.6362 O 0 5 四川省 0.8904 0 0.0086 3.0508 0 O.Ol 1.8548 O O.0285 6 海南省 0.0282 0 0.0205 0.248 0 0.03 O．0248 0 0.001 7 鸟鲁木齐市 0.2793 O.002 0.066 0.4082 0 O.2828 0.0391 0 0 8 西安市 0.2206 0 0 1.0032 0 0 0 0 0 9 哈尔滨市 0 0 0.232 0 0 0.35 0 0 0.02 10 长春市 0.0398 0 0.1759 O 0 0.863 O O 0 11 广州市 0 0 O.5 O 0 0.93 O O 0 12 济南市 O.14 0 0 O.03 0 0.24 O O 0 13 青岛市 0 0 O.0035 O 0 0.3311 O 0 0.1174 14 银川市 0.026 0 0 0.1334 0 0.1439 0 O 0 15 廊坊市 0.026 0 0 0.162 0 O 0.003 O 0 16 濮阳市 O.0425 0 0 0.1596 0 O 0.2585 0 0 17 丹东市 0 0 0 0 0 0.15 0 0 O 18 沈阳市 0 0 0.1 O O O 595 0 0 O 19 兰州市 O.2181 O 0.032 0.1552 0 0 0.0095 0 0 20 西宁 0.1032 0 0 0.2982 0 0 O．0052 O 0 2l 长沙 0 0.005 0 0 0 O O 0 0 合计 3.2249 0.012 l.2906 6.0644 0 10.1259 2.8311 0 0.1969 CNG加气站412座，占我国目前加气站总量的55％．集中在我国天然气产区和天然气长输干线经过地区，近年以超过LPG的态势迅速发展，西部地区由于盛产天然气，近90％的CNG汽车集中在西部地区城市；LNG加气站3座，分别在乌鲁木齐、北京和长沙进行试点推广。 我国燃气汽车的发展呈现了受政府政策倾向和地域燃气资源市场分布共同驱动的快速发展势态． 2 贵州省燃气汽车的发展 为改善生态人居环境，提高生活质量，随着天然气技术在车辆应用上的日益成熟，贵州省在积极引进天然气发展城市燃气建设的同时，亦开始实施汽车油改气项目，积极推行清洁能源的环境工程．推动贵州省公交客运事业的发展。 2006年贵阳市公交公司作为企业技改项目针对其内部车辆开始实施油改气，分别修建了L-CNG(加气站(1.2万m3/d)和LNG加气站(1.2万m3/d)各1座，实施改装车量352辆；同年5月，贵州燃气集团的遵义播州燃气公司在遵义建成CNG汽车加气站(1.5万m3/d)向社会投入运营，现已实现CNG汽车改装约150辆，目前贵州燃气集团下属贵阳燃气设计有限公司正进行贵阳市汽车油改气加气站点的规划设计工作。 表2 燃气汽车加气站保有量(按燃料类型)年度统计(2005年) 单位：座 序号 城市（地区） 燃料类型 总保有量 CNG LNG LPG 1 上海市 4 O 104 108 2 北京市 22 1 28 51 3 天津市 5 O 12 17 4 重庆市 53 0 0 53 5 四川省 190 0 3 193 6 海南省 13 O 3 16 7 乌鲁木齐市 36 1 33 70 8 西安市 45 0 0 45 9 哈尔滨市 0 0 27 27 10 长春市 2 0 36 38 1l 广州市 O 0 21 21 12 济南市 3 0 7 lO 13 青岛市 1 0 19 20 14 银川市 7 O 5 12 15 廊坊市 6 0 0 6 16 濮阳市 8 0 O 8 17 丹东市 0 O 4 4 18 沈阳市 O 0 1l 1l 19 兰州市 6 O 9 15 20 西宁 1l O 0 11 21 长沙 O 1 0 1 合计 412 3 322 737 3 贵州省油改气发展方向的选择与气源分析 由于我国目前管道天然气供应所覆盖的地域有限．城市天然气应用主要采用管道输送、液化天然气供应和压缩天然气供应。贵州作为全国少数的油气资源匮乏省．燃气汽车的推广利用与全国其余省市相比．更加受燃气气源类型与建设改造费用的制约，加气站是下游天然气应用时采用的主要模式，汽车加气就出现了液化天然气(LNG)加气站、压缩天然气（CNG；L-CNG）加气站几种形式。现就这几类汽车加气站分析如下： 3.1 液化天然气(LNG)汽车加气站 对于暂无管输天然气且与周边气源相距较远的地区．采用液化天然气LNG供应。 天然气在临近气田的液化工厂被脱水、脱酸和脱杂质后．被节流冷凝为-1620C的低温液体，采用罐式集装箱或液化天然气槽车通过公路车运至使用地加气站储罐储存。LNG储罐内0.4MPa左右的低温液化天然气通过站内液相管线进入LNG低压低泵．经LNG加气机进入车载LNG罐，再经过车载空温式气化器气化后供汽车燃烧使用。 3.2 压缩天然气汽车CNG加气站 目前在管道天然气供应地区和邻近区域应用广泛。 压缩天然气加气站分为一般(标准)加气站、加气母站、加气子站。天然气压缩加气站是由气源管道引入天然气，采用高压(20MPa-25MPa)使天然气压缩．体积压缩比达300：1，经净化、计量并向气瓶组或气瓶车充装压缩天然气，用车辆把压缩天然气输送到各用气点．可以向汽车加气，也可以减压后经管网输向城市使用。 标准加气站每个站内均有进气、脱硫、压缩、脱水、储气、售气系统及相关的设备，各站从城市燃气管道或城市调压站上接气。标准站只能在有天然气管网的城市才能建设。 子、母站是在标准站的功能上派生出来的，压缩加气站可兼有向天然气汽车加气功能，也称加气母站．将母站建设到有天然气的城市或城市中压力较高的城郊，再将生产的压缩天然气通过拖车运到无天然气的城市或城区的子站，彻底摆脱城市无天然气和天然气管道敷设难、压力低的缺点。 母站强调分输功能．加气子站仅有接收和加气功能．不能提供后续高压气源，是母站的下游端。子站是建在加气站周围没有天然气管线的地方，通过子站运转车从母站运来的天然气给天然气汽车加气．一般还需配小型压缩机和储气瓶组。为提高运转车的取气率．用压缩机将运转车内的低压气体升压后．转存在储气瓶组内或直接给天然气车加气。 3.3 压缩天然气汽车L-CNG加气站 受压缩天然气汽车运输量(4 500m3／车)和运输费用的限制．子母站的服务经济半径有限，相对来说液化天然气单车运输量(12 000m3/车)，其运输费用较CNG低，因此目前出现了采用LNG运输到站，CNG供应加气的L—CNG形式。 表3 各类型加气站系统构成及车辆改装费用一览表 序号 系统组成 LNG加气站 （万元） L-CNG加气站 （万元） CNG加气站 （万元） 说明 1 卸车系统 12-15 12-15 10 可用压力自增压卸车和泵 卸车 2 储罐 70-75 70-75 - 双层金属真空容器 3 LNG泵 35-40 - - 离心泵 4 饱和压力调节汽化嚣 12 12 - 铝翘片式汽化器 5 LNG售气机 15-18 8-9 , - 质量流量计 6 高压LNG泵 - 40-45 - 低温泵 7 高压汽化器 - 30-35 - 不锈钢管换热器 8 CNG售气机 - 8-9 15-18 ASME标准专用CNG储罐 9 CNG储气瓶 - 8-10 75-80 (地下储气井) 质量流量计 10 CNG压缩机 - - 100-120 一开一备 11 控制系统 15-20 18-20 15-20 PLC 12 报警器 6 6 6 可燃气体及火焰报警器 13 需用面积(1.5万m3／田规模)亩 5 5 3-5 14 站区土要设备投资(万元) 170-188 212-236 221-254 不含施工安装、车辆运输和 征地费用 15 车辆改装费用 3万元／辆 1.O万元／辆 1.0万元／辆 以公交大车为例 16 车辆改装费用 0.60万元／辆 O.45万元／辆 0.45万元／辆 以出租车为例 液化天然气采用低温储罐接受储存．经LNG泵增压后通过高压气化器气化，再经站内储气瓶组缓冲后．由CNG加气机加入车载CNG气瓶．直接供CNG汽车使用。 3.4 建设改造初投资费用 各种类型加气站皆仅考虑本站接受加气功能．对气源生产供应环节不作比较。 通过表3,LNG加气站建站设备费用较L—CNG低17％，较CNG加气站低23％，而汽车改装费用，大车LNG比CNG高200％．小车LNG比CNG高33％。 以贵阳为例：贵阳市现有公交车1 576辆，出租车约2 836辆。按《城市道路交通管理评价体系》二级标准测算．到201O年贵阳市区公交车辆要达到2 550余辆．出租车数量为5 220辆(未包括三县一市)。需天然气30万m3/d．按全部改装测算费用分别为： 建站20座．规模1.5万m3／座 建LNG站设备投资：3 200万元； L-CNG站设备投资：3 900万元： CNG站设备投资：4 200万元； CNG比LNG多投入23％．增加费用1 000万元； 车辆改装费用： LNG汽车：10 782万元 CNG汽车：4 899万元 LNG汽车的改装费用是CNG汽车的220％．需多花费5 883万元。 综合比较采用CNG方式更具经济性。 3.5 技术安全性 3.5.1 液化天然气汽车LNG加气 液态天然气由LNG泵或自增压器压出．通过LNG加气机进入车用LNG常压绝热储罐．再经过车载空温式气化器气化后供LNG车使用；由于燃料箱中需绝热常压储存，故存期不能过长，适合于长时间、远距离行驶的车辆，如运货卡车、公交车。 LNG的发动机采用普通柴油发动机改装的效果不好．须选用专用的LNGV发动机，故改造成本较高．目前气、油两用双燃料发动机的技术已趋于成熟．国内潍柴、上柴等制造厂正进行技术引进，一段时间内要达到规模化批量生产难度较大。 同时由于天然气液化、储存及运输的技术难度大．成本高，尚处于发展阶段，整个LNG产业链缺乏一套成熟的法规和政策体系。 3.5.2 压缩天然气汽车加气 压缩天然气加气站是由气源管道引入天然气，经净化、计量、压缩并向气瓶组或气瓶车充装压缩天然气．在管道气未到以前采用液化天然气经LNG泵增压后通过高压气化器气化，再经站内储气瓶组缓冲后由CNG加气机加入车载CNG气瓶直接供CNG汽车使用。经过十来年在国内的实践应用，从技术性和安全性方面都十分成熟．形成了完善的国家技术规范和安全管理标准。 3.6 气源供应 3.6.1 管道天然气未到贵州之前 采用汽车运输LNG和CNG供应。 根据贵州燃气集团及贵阳公交总公司与天然气气源供应方的供应协议：贵州燃气集团分别与重庆、四川等地的公司签订了CNG和LNG供应协议。重燃集团的CNG从2006年5月开始已向遵义市场供气．2007年6月和2007年10月，亦将保证10万m3／d-20万m3/d的供应量：2007年底四川达州液化天然气20万m3/d-40万m3／d，现贵州燃气集团正进行小河液化天然气接受供应站的建设工作．将对贵阳乃至省内其余城市的汽车用气提供有力保障； 贵阳公交总公司与陕西凯天公司获得LNG 5万m3/d的气源供应．亦将保证部分公交汽车用气。 3.6.2 管道天然气入黔后 由于目前液化天然气生产厂的投资规模与生产成本都较压缩天然气高．以国内现阶段5万m3/d天然气生产厂为例： 液化天然气生产厂：建厂投资需约4 000万元，生产成本：0．5元/m3；运输成本0．05元／m3．100km； 压缩天然气生产厂：建厂投资需约1 600万元，生产成本：0.25元／m3；运输成本0．25元/m3．100km。 管道天然气入黔后．从经济性和气源的保障性来说．管道沿线城市采用CNG汽车加气，周边200km运距以内城镇亦采用CNG汽车加气．更远500km-600km运距范围以内城镇可考虑采用LNG汽车加气的方式。 4 结论与建议 （1）相同容积相比，LNG汽车天然气储量大，LNG加气站站内设备和车载设备的压力都不高于1.0MPa．安全性高．但车辆改装费用高．还存在复杂的低温保温过程．在国内对LNG出租车的设备改装技术也不够成熟．所以该种方式比较适合长距离，长时间行驶的公交车辆等使用。 （2） L-CNG加气站站内设备较多，有高压设备亦有低温设备．在运行维护．消防安全等都比LNG和CNG加气站复杂。虽然车辆储气量较小但汽车改装费用低．不存在今后将LNG燃烧系统改为CNG系统的重复改装问题．比较适合出租车使用，在管道天然气未到前可作为过渡方式。 ( 3) CNG加气站建站费用稍高．合理分布加气站点可有效提高对长距离运输车辆加气的供应；近期靠汽车运输在200kin运距范围内其价格与500km运距范围内的LNG相当：远期管道天然气沿线可下载加工供应．经济优势明显优于LNG。 （ 4） 各地发展燃气汽车需结合当地近远期气源供应保障情况来综合考虑．避免重复投资浪费。