浅析珠海市天然气汽车加气站的选址_工程实践

摘要

摘要：天然气加气站的布置是天然气汽车利用普及的前提条件。本文通过引入动态计算模式，对加气站布置的经济性、合理性进行浅析。并结合珠海市的交通现状，提出珠海市的天然气加气

摘要：天然气加气站的布置是天然气汽车利用普及的前提条件。本文通过引入动态计算模式，对加气站布置的经济性、合理性进行浅析。并结合珠海市的交通现状，提出珠海市的天然气加气站选址、布置设计方案。

关键词：加气站；天然气汽车；选址

天然气汽车加气站(下文简称加气站)选址所受的影响因素众多，且不易进行量化。其布置受到服务对象的影响，布局原则与加油站或公交车站有相似处，而在建设成本、安全规范、场站布置等又有其自身的特点。珠海市是珠三角地区经济较发达、城市规划较成熟的城市，其人口流动性较大、土地资源利用情况紧张、水域河流较多等因素决定了珠海市加气站布置难度大。在珠海市发展天然气初期，本文结合珠海市交通现状，把公交车及出租车等车源作为供气突破口，对加气站选址试规划及浅析。为加强天然气加气站的建设管理，提高服务系统有效利用及使用效益，减轻城市交通压力，促进清洁能源汽车的推进提供思路。

1 规划布置思路

(1) 统筹规划总体布局

加气站的特点是前期投资大、回报期长、交通环境影响大；专业安全技术、服务质量、服务水平要求较高。因为天然气的价格及环保优势突出，随着服务的完善，将逐渐占有汽油、柴油汽车一定的市场份额。因加气站的规划应在政府规划的基础上，形成统一的规划定点和审批，避免盲目建设、重复建设而造成资源浪费和恶性竞争。

(2) 车源优先逐类入网

加气站建设特点是投资大、周期长。建设初期，过度开发或投入过少对于天然气汽车的发展都是不利的，场站规模、布置数量及用气需求均衡发展至关重要。因此，公交车、公共事业性用车(如环卫、巡线抢险用车)、出租车、市内旅游用车等社会公共需求较大、已经形成较大使用规模、有明确的用气数据的车源可根据珠海市实际情况优先发展并最终形成普及。

(3) 区域布置优化成网

根据珠海市各行政区行政定位及交通环境特点，有差异性、前瞻性地布置加气站并逐渐优化形成环状辐射网。应通过调查、分析各市辖区的交通、用地情况，转化为用气需求，通过数据分析、计算来调控加气车辆与加气时间的平衡。确定加气站的用气规模及数量，避免加气时间过长，车辆排队引起堵塞。加气站首选布置在主干道上，既利于扩大加气范围又方便加气，又要综合考虑避开人口密集，车流堵塞区域，并减少加气空载里程数。

2 珠海市交通结构现状

珠海市位于珠江口西南部，紧邻澳门特别行政区，是我国早期设立的经济特区之一。设香洲区、斗门区、金湾区三个市辖区，总人口250～350万人。现阶段，珠海市只有单一的公路运输交通模式。如图1珠海市交通网络图所示，珠海市由5纵4横共9条主干道，6条加密线及8条城际高速公路组成的交通系统。车流辆呈3个圈的片区状布置，片区之间为30～60min车程，并呈现香洲区强，其他两市辖区弱(其他两市辖区之和远小于香洲区)。可见，加气站的重点、难点应放在香洲区加气站的网络布置。结合珠海市交通现状，加气站投建初期会呈现香洲区数目多、规模较大，其他两市辖区较少的分布格局。

3 珠海市加气站布置选址

加气站选址所受到的影响因素众多，且不易进行量化。技术安全、营运管理水平、服务管理水平、交通环境影响等是加气站营运的前提，而正确评估加气站的盈利能力与资金投入达到经营平衡是加气站长期发展的基础。加气站要保证良性发展并最终成网应有合理的盈利水平，应避免盲目投资，引起过度竞争，资源浪费，又不能片面强调投资回报，导致加气等候时间过长，引起交通堵塞问题。在加气站站点规划中，应调节加气站各站点的供气能力、加气负荷及经营回报等问题，合理布置加气站，使加气车辆分流与加气需求增加能形成长期的、合理的动态平衡。

(1) 珠海市公交车情况分析

珠海市每天行驶的公交车约1350台，设计每台车每天加气一次，平均每台车加气量为80m³，合计每日天然气需求量约10.8×10⁴m³。

珠海市公交线路主要由珠海市公共汽车公司及珠海信禾西部公共汽车有限公司两家公司经营。珠海市公共汽车公司公交线路共有59条，车辆1000多台。其中在香洲区内行驶的线路有48条，其余11条线路连接香洲区与另外两市辖区；珠海信禾西部公共汽车有限公司共有公交线路45条，车辆350多台，主要营运在斗门区、金湾区两区，其中约40%的线路用于连接香洲区与另外两市辖区。综合上述数据可见，珠海市超过80%的公交线路营运或经过香洲区。香洲区的公交线路主要集中于香洲、拱北、吉大、上冲、前山、湾仔、唐家及南屏，具体分布详见图2。

(2) 珠海市出租车情况分析

珠海市现有出租车约2000台，全部集中在香洲区。如果每台车每天加气四次，平均每台车加气量为8×10⁴m³，合每日需天然气约6.4×10⁴m³。主要集中在香洲、拱北、前山、新香洲等地的商业街、大商场、酒店、娱乐场所。

(3) 加气站建造类型

根据场站现场或附近是否有天然气管道，加气站分为常规站、母站、子站；根据加气站储气容积分为一级站、二级站、三级站；根据充气时间可分为快充站和慢充站；根据是否可以移动可分为固定站和移动站。

(4) 加气站建设形式

加油站扩建为油气混合供应站适合人口密集、车流量大而土地较缺乏的区域。

新建加气站适合公交车专供加气站、土地资源较宽松区域。

加油站改建成加气站适用于天然气汽车形成规模后，逐渐取缔原有加油站。

(5) 引入加气站加气负荷率和投资回报期计算模式

加气站的经济效益与布点选址有紧密联系，加气站加气负荷率和投资回报期可作为分析加气站投资效益的技术模式。同时，加气站的经营情况能反馈布局状况。

加气负荷率是指加气站售气量与供气能力的比值，可通过它计算加气站的盈亏平衡点，它直接反映加气站的经营状况。由于公交线路用车、出租小汽车用气量参数较稳定，不受季节性、节假日影响，本文以此为基础采用日加气负荷率计算模式。至于其他用车的发展，由于受政策和用车习惯等因素影响较大，可引入经验修正系数K。

单个加气站的日加气负荷率：某个加气站日负荷率(η_j)是指该加气站售气量与该加气站供气能力(Q_j)的比值，该加气站的售气总量等于当日所有汽车加气量的总和。q₁、q₂分别是公交车与出租车的日平均加气量。

根据各城市交通道路情况及加气站分布特点合理设q₁、q₂取值。公交车一般控制为每天加气一次，加气量为50～100m³/d；出租小汽车一般控制为每天加气2～4次，加气量在8～10m³/d。

加气站总加气日负荷率：把所有加气站看做一个总体，则加气站总售气量是各个加气站售气量之和，加气站总供气能力是各个加气站供气能力的总和，总加气日负荷率η_总为：

加气站的日平均负荷率：加气站的日平均负荷率(η_平)等于各个加气站日负荷率之和的平均数。

η_j、η_总、，η_平三者是互相关联的，三者的值较大且数额接近则说明加气站布置较合理。η_总由布置规划决定，是一个常量。η_平受η_j影响，是变动的。加气站布置和加气站规模的控制可以通过对η_j、η_总、η_平三者的比较进行修正。

加气站的动态回报期计算模式：加气站投资一般是加油站的10～15倍，投资较大。因此使用考虑了时间价值的动态回报期模式更合理。它表示从投入资金起到净利润总和等于投资资金所需要的时间，计算公式如下：

P——加气站总投资额，包括固定资产投资、流动资金、固定资产投资应缴纳税金及投资期间利息等；

F_j——第j年的净现金流量；

i₀——基准收益率也称基准折现率，表示投资的最小收益率，一般取10%。

假设A是到达回报期后每年的净利润，代表了经营者所创造的利益。代入式(4)：

因此动态回报期TD为：

分别将j个加气站投资回报期(T_j)、所有加气站总投资回报期(T_总)、及加气站平均投资回报期(T_平)代入上式，得到以下各公式：

加气站加气负荷率和投资回报期之间有紧密关系，负荷率低有利于提高服务质量和车源快速^网，但供过于求又必然引起回报期过长，重复投资、资源浪费，反之亦然。因此建议加气站规划前期，应注重信息收集环节，根据本市的实际情况，引入计算机辅助分析软件，对加气站数据进行计算调节。

(6) 加气站选址

珠海市每天总天然气需求量约为18×10⁴m³(规划设计时增加5%的扩容量)，每天加气次数约为9000次。加气枪以每次充气时间为3～10min计算，将加气等候时间控制在20min内，根据加气车辆情况调节各站场充气机数量在3～8台(每台2把枪)。设计加气站共17座。

图3中13座气化站密集分布在香洲区内，各加气站间距根据供气需求均衡布置，控制车辆空载加气距离在3km之内。图4中共4座加气站，其中唐家一座，斗门区、金湾区共3座，由于用气车源较少，控制范围较大，加气站应布置在主干道交汇车流较多处(如湖心路口、尖峰山等)。图中加气站位置为规划点，详细定点与国土部门进行深化。

(7) 设计负荷率、回报率目标值

表1是加气站规划规模数据表，表中设计了图3、4中共17座加气站的日供气能力、日负荷率等数据。据我国一些加气站示范城市的统计，城市加气站经营盈亏平衡点为60%(即日负荷率为60%)。由表可见计算总供气量为184000m³与需求量接近，设计平均负荷率约为68%，可见加气站有充裕的供气能力(保留32%供气潜能)和合理盈利能力。香洲区的城市建设已达到饱满并向外沿扩散，合理的负荷率有利于天然气汽车的逐步投入使用及用气量的长期平衡发展，并通过保留供气潜力作为新车源入网的缓冲带。

根据市内的交通情况，加气站的定位可分为以下几类：在公交线路较集中的起始站设置了(1)(2)(3)(14)公家专供加气站，其设计日负荷率、回报率均较高，而且在实际营运中还可通过管理手段进一步提升；在车源相对不集中的区域，设置了(6)(7)(12)(15)(16)加气站，它们设计负荷率低，经营状况处于亏损与持平水平，回报期很长甚至没有回报期，如(7)加气站，现有加气量较少，负荷率设定为50%，处于亏损状况，但它的投建有利于未来横琴新区的发展，有突出的战略意义；其余的加气站日负荷率为65%，与平均负荷率68%接近，处于供求平衡状况。

从动态回报期TD公式可知，回报期与总投资额、年利润有密切关系。而本阶段，缺乏明确政策指导、投资方式、融资方法，包括最基本的气价都无法确定。所以投资回报期数据，只是一个设计值，不能反映加气站的布局合理性和加气站的经营状况。要反映加气站的经营状况，还需有现实基础的销售情况得到的实际投资回报期。

随着计算机网络技术的发展及普及，在加气站投入使用后，可引入加气站计算机管理软件，对各加气站的经营隋况进行长期监控，提供实时网络共享服务。在加气服务方面，可提供加气站网络地图，现实各站点加气使用情况及气价、加气枪使用情况等资讯；在场站管理方面，可提供公交车、出租车的日加气量、加气站饱和控制系数、基准收益率等经营数据；在管理分析方面，可提供经营状况与设计值对比分析、各站点经营数据对比分析等；以及根据需要提供其他方面管理服务。

表1 加气站规划规模数据表

加气站序号	日供气量(Nm³)	设计加气机数(台×2把枪)	设计日负荷率(%)	计算供气量	设计年回报率(%)	备注
(1)	20000	3～6	90	18000	≈20	公交专供
(2)	20000	3～6	90	18000	≈20	公交专供
(3)	20000	3～6	90	18000	≈20	公交专供
(4)	15000	6～8	65	9750	≈8
(5)	15000	6～8	65	9750	≈8
(6)	15000	6～8	55	8250	≈0
(7)	15000	6～8	50	7500	≈0
(8)	15000	6～8	65	9750	≈8
(9)	15000	6～8	65	9750	≈8
(10)	15000	6～8	65	9750	≈8
(11)	15000	6～8	65	9750	≈8
(12)	15000	6～8	60	9000	≈0
(13)	15000	6～8	65	9750	≈8
(14)	15000	3～6	80	12000	≈20	公交专供
(15)	10000	4～6	60	6000	≈0
(16)	10000	4～6	60	6000	≈0
(17)	20000	4～6	65	13000	≈8
合计	265000			184000
平均	15588		68	10824	8

4 结语

在当前“西气东输” 的背景下，东部沿海城市的天然气运用事业正积极筹建发展中。加气站选址是关系到加气站网络形成、网络运行畅通的关键，研究城市加气站布局具有重要的意义。文中通过引入加气站加气负荷率和投资回报期计算模式结合珠海市公交车、出租车等车源的营运情况与交通现状，对珠海市加气站网络进行初步布置，并设计和调整各加气站供气规模参数。在加气站网络布置中，能以发展的思维考虑加气站供求形成动态平衡、经营状况盈亏结合等问题，能结合周边交通环境、安全要求、服务需求等各种影响因素，调节各加气站参数，使布局逐渐合理，彰显各站场特性。然而，上文只是加气站布局研究课题的其中极小一部分，在此抛砖引玉为珠海市加气站网络布置提供思路。

参考文献：

[1] 刘贺群等编.我国天然气利用整体规划天然气需求分析报告.中国石油天然气总公司规划设计总院，1998.6.

[2] 陈曦等编.液化天然气汽车的应用优势及存在的问题.石油与天然气化工，2002.

[3] 冯幸福等编.燃气汽车及加气站技术.北京：电子工业出版社，2001.

[4] 吕佐周等编.燃气工程.北京：冶金工业出版社，2001.

[5] 孙济美等编.天然气和液化石油气汽车[M].北京：北京理工大学出版社，1999.

[6] 阿比旦·阿吉，沈恒超等编.北京市发展燃气汽车的技术评估与对策研究.公路交通科技，2002(4).

[7] 周淑慧等编.国内外天然气汽车和加气站的发展现状及在我国的发展前景(一).中国能源，2002.

[8] 范补金等编.北京公交加气站建设中存在的问题及对策.城市公共交通，2002.

[9] 冯蕾等编.加气站发展若干问题的探索.石油商技，2000.

[10] 沈迁新等编.天然气加气站的设计.石油规划设计，2002.

[11] GJJ84—2000，汽车用燃气加气站技术规范[S].

[12] GB50028—2006，城镇燃气设计规范[S].

(本文作者：黄浩彬珠海中油管道燃气有限公司广东珠海 519015)