LNG加氣站是車用天然氣的一種主要供應(yīng)方式。近年來， 我國LNG產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，LNG在滿足傳統(tǒng)調(diào)峰用氣、工業(yè)用氣需求之外，逐漸成為一種交通替代能源。LNG作為車用燃料具有安全環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢，LNG汽車的優(yōu)勢和前景已得到業(yè)內(nèi)的普遍認(rèn)可，LNG作為燃料的經(jīng)濟(jì)性成為其發(fā)展的源動(dòng)力。


 

       此外，“十二五”期間，國家政策持續(xù)支持天然氣發(fā)展，資源供應(yīng)緊張將得到根本緩解，主干網(wǎng)、城市燃?xì)夤艿?、LNG調(diào)峰站等基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略布局日益完善，天然氣汽車推廣應(yīng)用和LNG加氣站的建設(shè)呈現(xiàn)快速發(fā)展的局面。LNG加氣站主要運(yùn)營方包括中國石油、中國石化、中國海油、新疆廣匯及新奧集團(tuán)等企業(yè)。LNG加氣站網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)是實(shí)現(xiàn)LNG汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用的關(guān)鍵條件。

       目前，全國LNG加氣站以“星點(diǎn)布局、鏈?zhǔn)讲季?rdquo;為主，全國網(wǎng)絡(luò)并未形成。西北、華南、華北三地分布最為密集，2012年占全國總數(shù)的64%。鑒于發(fā)展LNG加氣站需要充沛的氣源支撐，因此華北、西北國產(chǎn)LNG工廠聚集地、華南LNG接受站附近均為加氣站分布數(shù)量較多的區(qū)域。

2、LNG加氣站運(yùn)營模式分類研究

      由于液化模式和技術(shù)等的不同，LNG加氣站相比傳統(tǒng)的汽柴油加油站的類型更加多樣化。一個(gè)成功的LNG車用燃料基礎(chǔ)設(shè)施商業(yè)模式需要多個(gè)環(huán)節(jié)的相互配合，并且確保技術(shù)是適用的，成本是最低的，可以在實(shí)踐中進(jìn)行推廣。

2.1 傳統(tǒng)分類方式

      國內(nèi)文獻(xiàn)中，存在下列幾種分類方式。

      第一，按照LNG加氣站建站方式， LNG加氣站可分成標(biāo)準(zhǔn)式加氣站和撬裝式加氣站。

      第二，按照可加氣車輛類型，LNG為氣源建設(shè)的汽車加氣站可分為LNG加氣站、L/CNG加氣站和L-CNG加氣站3 類。

      第三，按照加氣模式，把LNG加氣站分為LNG儲(chǔ)罐式加氣站（LNGF加氣站）、LNG液化機(jī)式加氣站（LNGR加氣站）和LCNG三種。

      第四，還有一種分類方式，是將前幾種分類標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合起來對LNG加氣站進(jìn)行分類（見表）。可分為固定式LNG加氣站、固定式L-CNG加氣站、固定式LNG、L-CNG加氣合建站、撬裝式LNG加氣站和簡單移動(dòng)式LNG加氣站。

      總體來講，LNG加氣站分類方式標(biāo)準(zhǔn)不同，但是以上幾種分類相對簡單，只從LNG加氣站這一環(huán)節(jié)進(jìn)行分類。LNG車用燃料市場的產(chǎn)業(yè)鏈包括原料氣提取、液化、配送、加注和在車輛中的使用等眾多環(huán)節(jié)，僅從LNG加氣站這一環(huán)節(jié)進(jìn)行分類，并不能從根本上區(qū)別不同LNG加氣站的運(yùn)營特點(diǎn)。比如LNG加氣站的原料氣來源和液化模式等直接決定了LNG的成本和LNG加氣站的經(jīng)濟(jì)性，因此對LNG加氣站運(yùn)營模式的分類必須考慮LNG的液化模式。

     本文借鑒了美國關(guān)于LNG車用燃料市場基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營模式的分類方式，從LNG車用加注市場全產(chǎn)業(yè)鏈的角度將LNG加氣站的運(yùn)營模式分為六種：管道氣專用液化模式及調(diào)峰液化模式、減壓液化模式、脫氮裝置和氣體分離設(shè)備模式、生物氣模式、現(xiàn)場小型液化模式和進(jìn)口終端模式。

2.2 基于全產(chǎn)業(yè)鏈的分類方式

2.2.1 管道氣專用液化模式及調(diào)峰液化模式

     管道氣專用液化模式是指專門建造一個(gè)以管道氣作為原料氣的液化站制造車用LNG。LNG調(diào)峰站的液化器的工作原理與專用模式的液化器類似，但用于滿足家庭冬季取暖需求。因此，只有有限的一小部分調(diào)峰容量可用于制造LNG車用燃料 。

2.2.2減壓液化模式

     考慮到天然氣輸送過程的經(jīng)濟(jì)性，大多數(shù)輸送管道都采用了高壓輸送，高壓天然氣到達(dá)城市門站后，需要通過調(diào)壓站調(diào)壓后才能進(jìn)入城市管網(wǎng)供用戶使用。城市門站采用透平膨脹機(jī)進(jìn)行調(diào)壓，調(diào)壓過程中壓力減小，溫度降低，產(chǎn)生大量高品質(zhì)的壓力能和冷能。完全可以將其用于液化一部分天然氣生產(chǎn)LNG。

     脫氮裝置(NRUS)和氣體分離設(shè)備(GSPS)可以提供數(shù)量有限但相對廉價(jià)的天然氣。NRUS是為了減少從井口生產(chǎn)的天然氣的氮含量，以達(dá)到符合管道氣的規(guī)格要求。GSPS，也被稱為天然氣液化裝置或天然氣脫離設(shè)施，可以從天然氣中分離乙烷、丙烷、丁烷和較重的烴類，以便增加甲烷的含量，滿足管道輸送的規(guī)格要求，更好地銷售這些氣體。

     NRUS與GSPS通常采用低溫分離過程，這個(gè)技術(shù)可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母飦砉餐a(chǎn)LNG車輛燃料。為了生產(chǎn)LNG除了需要對氣體處理設(shè)備進(jìn)行小的調(diào)整之外，NRUS與GSPS通常還需要安裝LNG儲(chǔ)罐和槽車裝卸設(shè)施。盡管NRUS與GSPS通常是為不同的目的建造的，氣體處理過程也不同，但它們在LNG供應(yīng)鏈中的作用是類似的。使用NRUS與GSPS的路徑如圖3所示。
2.2.4生物氣模式

      用生物氣包括垃圾填埋氣體(LFG)和沼氣等生產(chǎn)LNG，具有顯著的溫室氣體減排效應(yīng)，而且公眾也非常樂于接受這種模式，有可能吸引到政府投資。所以，用生物氣生產(chǎn)LNG的模式應(yīng)該是LNG車用燃料運(yùn)營模式組合中的一種。

     用生物氣生產(chǎn)LNG的路徑。生物氣的主要來源是垃圾填埋氣和沼氣。許多高流量的生物氣的來源如大型垃圾填埋場，已經(jīng)用于包括發(fā)電等其他目的。所有的生物氣的來源都含有高濃度的二氧化碳(例如垃圾填埋氣通常含50%的C02)、水，硫化合物和惰性氣體。

2.2.5現(xiàn)場小型液化模式

      現(xiàn)場小型液化裝置通過將液化和加注裝置集成來消除LNG的運(yùn)輸成本。如果LNG的原料氣來自于當(dāng)?shù)靥烊粴饨?jīng)銷商的管道天然氣，那么這種LNG供應(yīng)模式類似于最常見的現(xiàn)有CNG汽車燃料的基礎(chǔ)設(shè)施。小型液化器可以滿足當(dāng)?shù)氐男枨蟆?/span>

2.2.6進(jìn)口終端模式

      在美國，部分作為運(yùn)輸燃料的LNG來自干進(jìn)口LNG的接收站。但是，它作為LNG汽車燃料卻面臨一些挑戰(zhàn)：LNG進(jìn)口終端位于或靠近海岸，而且通常不在城市中心，北美的進(jìn)口終端接收的LNG的乙垸含量往往超過天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的規(guī)格要求，不是所有的LNG進(jìn)口終端都有儲(chǔ)罐卡車裝卸設(shè)施。

      由于最近的北美頁巖氣革命的出現(xiàn)，天然氣供應(yīng)大幅上升、價(jià)格下降，以及當(dāng)?shù)鼐用竦年P(guān)注，因此在北美建造新的LNG終端的興趣已經(jīng)下降。

3、LNG加氣站運(yùn)營模式的經(jīng)濟(jì)性分析

3.1原料氣成本

       LNG車用燃料存在三種不同的原料氣，分別是井口氣、管道氣和生物氣。六種運(yùn)營模式中，專用液化模式、減壓液化模式、現(xiàn)場小型液化模式和進(jìn)口終端模式的原料氣是管道氣。脫氮裝置和氣體分離設(shè)備的原料氣是井口氣。生物氣模式中，原料氣的成本便宜得多，甚至是零。但是零成本的原料氣并不是總能夠?qū)崿F(xiàn)的，取決于擁有和運(yùn)營垃圾填埋場的實(shí)體與生產(chǎn)和出售的LNG實(shí)體的關(guān)系。

      在管道氣來源中，來自于進(jìn)口終端的LNG的成本比較低，因?yàn)樗脑蠚鈦碜院Ｍ獾统杀镜囊夯瘡S。在過去的五年中，美國LNG進(jìn)口價(jià)格與國內(nèi)井口價(jià)格變化基本一致，存在小于1美元/MBtu（0.07美元/gal）的價(jià)差。其價(jià)格差遠(yuǎn)低于天然氣的液化成本，即使包括進(jìn)口LNG的凈化、儲(chǔ)存和卡車裝卸設(shè)施等附加費(fèi)用也是如此。

3.2升級改質(zhì)成本

      在液化和配送前，不同的原料氣（井口、管道和生物氣）需要不同程度的改質(zhì)升級。在液化前，所有的原料氣需要一定量的預(yù)處理以除去二氧化碳(CO2)、水、高濃度的硫化物、重質(zhì)烴和其他污染物。井口氣可能包含大量的水、氮和重質(zhì)烴。管道天然氣盡管沒有這些污染物，但含有硫醇，作為運(yùn)輸燃料的LNG必須去除硫醇。生物氣需要特別處置，因?yàn)樗泻芨叩腃O2（通常在40-60%之間），有時(shí)可能含有某些化合物會(huì)對天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生破壞性影響或?qū)е掠卸緩U氣物的排放。對于低產(chǎn)量的天然氣液化裝置生產(chǎn)的改質(zhì)升級可能是非常昂貴的（例如生物氣生產(chǎn)裝置）。生物氣作為原料氣本身可能是不經(jīng)濟(jì)的，但是由于它的減排效果明顯，所以它的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效應(yīng)還是很高的。因此，作為LNG的原料氣，生物氣的改質(zhì)升級成本最昂貴，而管道氣最便宜。

3.3配送距離

      液化廠距LNG加氣站有不同的配送距離。液化廠離LNG加氣站的距離越遠(yuǎn)，配送的成本越高。NRUS和GSPS等位于井口附近的液化裝置離潛在的LNG消費(fèi)市場最遠(yuǎn)。生物氣生產(chǎn)設(shè)施的位置靠近人口中心，因此擁有最短的配送距離和最低的配送成本。來源于管道氣的液化設(shè)施的配送距離居中，同時(shí)也擁有最低生產(chǎn)成本。

      專用液化模式下，LNG的成本主要是原料氣的成本，配送成本占比較小。LNG車用燃料專用液化模式的優(yōu)點(diǎn)是位于或接近LNG車輛燃料需求較高的地區(qū)，從而最大限度地減少配送的距離。減壓液化設(shè)備的位置是固定的。如果LNG需求中心附近沒有減壓站，那么采用這種模式將會(huì)增加運(yùn)輸成本。NRUS和GSPS模式中，LNG加氣站的位置不處于LNG車用燃料需求的中心，所以其配送距離甚遠(yuǎn)而相關(guān)的成本巨大。值得注意的是，現(xiàn)場液化模式中由于實(shí)現(xiàn)了液化和加注的一體化，因此消除了運(yùn)輸成本。

3.4投資成本和運(yùn)營成本

      專用液化模式的投資成本類似于大型液化廠的投資成本，它的投資成本是最大的。LNG調(diào)峰站可以用來液化和儲(chǔ)存大量的天然氣，然后再將LNG氣化以滿足高峰用氣需求。由于此模式裝置的投資已經(jīng)發(fā)生，因此其儲(chǔ)備的天然氣似乎是一個(gè)理想的（但有限）的LNG車輛燃料源。NRUS和GSPS模式的大部分設(shè)備的投資費(fèi)用業(yè)可以被認(rèn)為是一個(gè)“沉沒成本”。

     雖然減壓液化模式的應(yīng)用具有一定的特殊性和局限性，但它的運(yùn)營成本很低。這種模式最主要的好處是減少或消除壓縮環(huán)節(jié)。其將部分降低投資成本，并大幅降低運(yùn)營和維護(hù)成本。城市門站的污染物排放也隨之減少，政府審批也更容易通過。

3.5容量

      容量和生產(chǎn)能力直接決定了LNG液化站的單位生產(chǎn)成本。專用和調(diào)峰液化站具有大型的LNG生產(chǎn)能力，可以充分利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢，因此減少了每單位液化天然氣的液化成本。專用液化廠的生產(chǎn)能力大約是80000-16000gal/d。由于生產(chǎn)規(guī)模比較大和規(guī)模經(jīng)濟(jì)的原因，單位LNG的成本相對較低。大規(guī)模液化裝置（超過100000gal/d）每加侖的成本遠(yuǎn)小于小規(guī)模的液化裝置。

      受城市門站減壓站天然氣氣體流量和壓力的限制，減壓液化模式下液化器的生產(chǎn)能力是有限的。因此，雖然減壓透平膨脹機(jī)液化器的運(yùn)營成本是最小的，但是由于總產(chǎn)量的降低，單位LNG的成本增加。小型液化器模式的總成本低于可以滿足更多LNG需求的專用液化模式，但這種模式的單位LNG的成本更高。

3.6其它因素

       一些其它因素也可能影響LNG加氣站模式的選擇。例如,由于土地成本和政策允許等因素的影響，在某些城區(qū)建造專用LNG液化站是不現(xiàn)實(shí)的。事實(shí)上，在美國許多LNG調(diào)峰站已經(jīng)用來提供LNG生輛燃料。

     然而，這一方式也存在一些不確定因素。一些公用事業(yè)公司并不愿意將自己存儲(chǔ)的LNG用于調(diào)峰以外的其它目的，還有，管理機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)可能也非常謹(jǐn)慎，并且LNG調(diào)峰站不一定位于LNG車輛燃料需求較高的地區(qū)。由于巨大的溫室氣體減排效應(yīng)，一些政府立法支持利用生物氣，并為此提供了財(cái)政支持，從而增加了生物氣模式的經(jīng)濟(jì)性。

4、加快LNG加氣站建設(shè)的建議

     小規(guī)模液化模式，包括減壓液化、脫氮裝置和氣體分離設(shè)備模式，以及進(jìn)口LNG模式等可以在近期滿足不斷增長的需求。隨著需求的培育和擴(kuò)大供應(yīng)將會(huì)轉(zhuǎn)到大規(guī)模的專用LNG車用燃料加氣站，這樣可以提供最經(jīng)濟(jì)的LNG燃料。屆時(shí)，早期小規(guī)模的液化模式生產(chǎn)的LNG可以繼續(xù)用來滿足需求的高峰期。隨著時(shí)間的推移，LNG車用燃料幣場規(guī)模將會(huì)不斷擴(kuò)大，綜合運(yùn)用以上幾種LNG車用燃料運(yùn)營模式才能滿足日益增長的LNG車用燃料的市場需求。

4.1因地制宜合理選擇LNG加氣站運(yùn)營模式

      以上幾種加氣站運(yùn)營模式，技術(shù)和工藝流程各不相同，因此影響其成本的主要因素也不同。

      若提高LNG加注的經(jīng)濟(jì)性，就要關(guān)注這些成本影響因素，將成本降到最低。比如我國已在東南沿海建立了數(shù)座LNG接收站，所以沿海地區(qū)發(fā)展進(jìn)口終端模式的LNG加氣站，配送距離很短，經(jīng)濟(jì)性將會(huì)非常可觀。減壓液化模式、脫碳裝置和氣體設(shè)備模式下的LNG加氣站有其應(yīng)用的局限性，LNG加氣站的位置也是固定的，在滿足適用性條件的地區(qū)，成本還是很低的。

     但是，專用液化模式是發(fā)展LNG加氣站的主要方向，只有這樣才能向市場提供大量廉價(jià)的LNG，進(jìn)而形成跨地域的LNG加注網(wǎng)絡(luò)。用生物氣生產(chǎn)LNG的模式是最低碳的，結(jié)合管道天然氣和生物氣的LNG組合可以有效地減少溫室氣體排放，同時(shí)提供足夠的具有競爭性價(jià)格的LNG。

4.2發(fā)展混合所有制創(chuàng)新加氣站開發(fā)模式

      由于特殊的安全要求等原因，LNG加氣站的投資成本遠(yuǎn)高于加油站。要在短時(shí)間內(nèi)形成LNG加氣站的網(wǎng)絡(luò)，必須吸引社會(huì)資本共同開發(fā)LNG加氣站。LNG加注運(yùn)營商可以積極在產(chǎn)業(yè)鏈上尋求利益相關(guān)方的合作，比如加強(qiáng)與物流企業(yè)、公路企業(yè)的股份合資合作，共同開發(fā)建設(shè)LNG加氣站，實(shí)現(xiàn)雙贏的同時(shí)，降低經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)。

    推動(dòng)物流企業(yè)與LNG運(yùn)營商的合作聯(lián)動(dòng)，除了為物流公司的車輛提供能源支持之外，還可以為物流公司的車輛維修、保養(yǎng)及辦公提供場地支持。在有條件的地區(qū)，相鄰城市的LNG加氣站可以進(jìn)行業(yè)務(wù)合作，實(shí)現(xiàn)往返于城市之間的公路客貨車輛的燃?xì)饣\(yùn)行，發(fā)揮區(qū)域聯(lián)合規(guī)模優(yōu)勢，共同開發(fā)中長途客車加氣市場，提升加氣站銷售氣量，實(shí)現(xiàn)雙贏。

      著力推廣“四位一體”的新型站，包括加注成品油、銷售非油品、加注天然氣、電動(dòng)車充換電池四方面功能在一座加油站中實(shí)現(xiàn)，同時(shí)增加加油（氣）與汽車快修、洗車業(yè)務(wù)的互動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)客戶資源的共享。

4.3加大政策支持鼓勵(lì)的力度

      建議政府進(jìn)一步加大政策扶持力度，要對天然氣車的購置使用參照電動(dòng)車給予稅收減免優(yōu)惠或補(bǔ)貼，對現(xiàn)有應(yīng)用天然氣汽車給予資金補(bǔ)助和獎(jiǎng)勵(lì)政策推廣到車、船、港口領(lǐng)域并長效化。交通企業(yè)利用自有站場建設(shè)的加氣站給予資金補(bǔ)助和鼓勵(lì)，解決因加氣站不足制約LNG車輛發(fā)展的問題。

     隨著天然氣市場需求的增加，天然氣價(jià)格長期看漲。如果天然氣價(jià)格上漲過快，必然會(huì)“稀釋”天然氣汽車推廣的商業(yè)價(jià)值。據(jù)測算，如果天然氣價(jià)格漲至柴油價(jià)格的75%以上，使用天然氣比柴油的成本優(yōu)勢將不再明顯，將挫傷發(fā)展LNG汽車的積極性，因此國家應(yīng)制定相對穩(wěn)定的“油氣聯(lián)動(dòng)”機(jī)制?？梢詫NG加氣站執(zhí)行油氣聯(lián)動(dòng)，給LNG加氣站行業(yè)提供一個(gè)良好的生存環(huán)境。

4.4做好開發(fā)規(guī)劃，合理選址布局

     LNG加氣站的規(guī)劃（包括位置和大?。┦墙⒑途S持一個(gè)LNG車用燃料基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。購買LNG作為車輛燃料的消費(fèi)者并不關(guān)心上游的LNG液化模式和路徑。相反，他們優(yōu)先考慮的是加油站的方便性和適用性，是否適用于他們的LNG汽車。

      除2011年發(fā)布的《液化天然氣(LNG)汽車加氣站技術(shù)規(guī)范》及交通部、財(cái)政部制定的節(jié)能減排專項(xiàng)資金申請方法外，國家層面沒有明確的天然氣汽車發(fā)展目標(biāo)和規(guī)劃，這些將掣肘天然氣汽車的進(jìn)一步發(fā)展。應(yīng)結(jié)合各地區(qū)加氣站行業(yè)整體發(fā)展情況、做好加氣站規(guī)劃建設(shè)工作，穩(wěn)步推進(jìn)加氣站建設(shè)工作科學(xué)與有序開展。LNG加氣站的位置對于其經(jīng)濟(jì)性具有重要影響，因此要做好LNG加氣站的合理選址布局。

     由于LNG潛在的市場主要集中在長途運(yùn)輸?shù)闹匦涂ㄜ嚕虼擞斜匾谪涇囃窘?jīng)的國道及一些區(qū)縣重點(diǎn)聯(lián)絡(luò)道路和高速路上建設(shè)LNG加氣站，以形成跨地域的清潔能源走廊。以市場和效益為導(dǎo)向，充分利用高速公路、國家干線公路、客貨站場、港口、物流園區(qū)的優(yōu)勢規(guī)劃建設(shè)加氣站，盡快形成城際天然氣客貨運(yùn)輸車輛加氣站網(wǎng)絡(luò)，充分利用三大石油企業(yè)的加油站網(wǎng)絡(luò)，改造形成油氣綜合加氣站網(wǎng)絡(luò)