LNG加氣站是車(chē)用天然氣的一種主要供應方式。近年來(lái)， 我國LNG產(chǎn)業(yè)實(shí)現了快速發(fā)展，LNG在滿(mǎn)足傳統調峰用氣、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(chē)用燃料具有安全環(huán)保和經(jīng)濟性的優(yōu)勢，LNG汽車(chē)的優(yōu)勢和前景已得到業(yè)內的普遍認可，LNG作為燃料的經(jīng)濟性成為其發(fā)展的源動(dòng)力。
此外，“十二五”期間，國家政策持續支持天然氣發(fā)展，資源供應緊張將得到根本緩解，主干網(wǎng)、城市燃氣管道、LNG調峰站等基礎設施戰略布局日益完善，天然氣汽車(chē)推廣應用和LNG加氣站的建設呈現快速發(fā)展的局面。LNG加氣站主要運營(yíng)方包括中國石油、中國石化、中國海油、新疆廣匯及新奧集團等企業(yè)。LNG加氣站網(wǎng)絡(luò )化建設是實(shí)現LNG汽車(chē)大規模推廣應用的關(guān)鍵條件。
目前，全國LNG加氣站以“星點(diǎn)布局、鏈式布局”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(chǎng)聚集地、華南LNG接受站附近均為加氣站分布數量較多的區域。
2、LNG加氣站運營(yíng)模式分類(lèi)研究
由于液化模式和技術(shù)等的不同，LNG加氣站相比傳統的汽柴油加油站的類(lèi)型更加多樣化。一個(gè)成功的LNG車(chē)用燃料基礎設施商業(yè)模式需要多個(gè)環(huán)節的相互配合，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 傳統分類(lèi)方式
國內文獻中，存在下列幾種分類(lèi)方式。
第一，按照LNG加氣站建站方式， LNG加氣站可分成標準式加氣站和撬裝式加氣站。
第二，按照可加氣車(chē)輛類(lèi)型，LNG為氣源建設的汽車(chē)加氣站可分為L(cháng)NG加氣站、L/CNG加氣站和L-CNG加氣站3 類(lèi)。
第三，按照加氣模式，把LNG加氣站分為L(cháng)NG儲罐式加氣站（LNGF加氣站）、LNG液化機式加氣站（LNGR加氣站）和LCNG三種。
第四，還有一種分類(lèi)方式，是將前幾種分類(lèi)標準結合起來(lái)對LNG加氣站進(jìn)行分類(lèi)（見(jiàn)表）?？煞譃楣潭ㄊ絃NG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(jiǎn)單移動(dòng)式LNG加氣站。
總體來(lái)講，LNG加氣站分類(lèi)方式標準不同，但是以上幾種分類(lèi)相對簡(jiǎn)單，只從LNG加氣站這一環(huán)節進(jìn)行分類(lèi)。LNG車(chē)用燃料市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈包括原料氣提取、液化、配送、加注和在車(chē)輛中的使用等眾多環(huán)節，僅從LNG加氣站這一環(huán)節進(jìn)行分類(lèi)，并不能從根本上區別不同LNG加氣站的運營(yíng)特點(diǎn)。比如LNG加氣站的原料氣來(lái)源和液化模式等直接決定了LNG的成本和LNG加氣站的經(jīng)濟性，因此對LNG加氣站運營(yíng)模式的分類(lèi)必須考慮LNG的液化模式。
本文借鑒了美國關(guān)于LNG車(chē)用燃料市場(chǎng)基礎設施運營(yíng)模式的分類(lèi)方式，從LNG車(chē)用加注市場(chǎng)全產(chǎn)業(yè)鏈的角度將LNG加氣站的運營(yíng)模式分為六種：管道氣專(zhuān)用液化模式及調峰液化模式、減壓液化模式、脫氮裝置和氣體分離設備模式、生物氣模式、現場(chǎng)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(lèi)方式
2.2.1 管道氣專(zhuān)用液化模式及調峰液化模式
管道氣專(zhuān)用液化模式是指專(zhuān)門(mén)建造一個(gè)以管道氣作為原料氣的液化站制造車(chē)用LNG。LNG調峰站的液化器的工作原理與專(zhuān)用模式的液化器類(lèi)似，但用于滿(mǎn)足家庭冬季取暖需求。因此，只有有限的一小部分調峰容量可用于制造LNG車(chē)用燃料 。
2.2.2減壓液化模式
考慮到天然氣輸送過(guò)程的經(jīng)濟性，大多數輸送管道都采用了高壓輸送，高壓天然氣到達城市門(mén)站后，需要通過(guò)調壓站調壓后才能進(jìn)入城市管網(wǎng)供用戶(hù)使用。城市門(mén)站采用透平膨脹機進(jìn)行調壓，調壓過(guò)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)和氣體分離設備(GSPS)可以提供數量有限但相對廉價(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，以達到符合管道氣的規格要求。GSPS，也被稱(chēng)為天然氣液化裝置或天然氣脫離設施，可以從天然氣中分離乙烷、丙烷、丁烷和較重的烴類(lèi)，以便增加甲烷的含量，滿(mǎn)足管道輸送的規格要求，更好地銷(xiāo)售這些氣體。
NRUS與GSPS通常采用低溫分離過(guò)程，這個(gè)技術(shù)可以進(jìn)行適當的改革來(lái)共同生產(chǎn)LNG車(chē)輛燃料。為了生產(chǎn)LNG除了需要對氣體處理設備進(jìn)行小的調整之外，NRUS與GSPS通常還需要安裝LNG儲罐和槽車(chē)裝卸設施。盡管NRUS與GSPS通常是為不同的目的建造的，氣體處理過(guò)程也不同，但它們在LNG供應鏈中的作用是類(lèi)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(zhù)的溫室氣體減排效應，而且公眾也非常樂(lè )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的模式應該是LNG車(chē)用燃料運營(yíng)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(lái)源是垃圾填埋氣和沼氣。許多高流量的生物氣的來(lái)源如大型垃圾填埋場(chǎng)，已經(jīng)用于包括發(fā)電等其他目的。所有的生物氣的來(lái)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現場(chǎng)小型液化模式
現場(chǎng)小型液化裝置通過(guò)將液化和加注裝置集成來(lái)消除LNG的運輸成本。如果LNG的原料氣來(lái)自于當地天然氣經(jīng)銷(xiāo)商的管道天然氣，那么這種LNG供應模式類(lèi)似于最常見(jiàn)的現有CNG汽車(chē)燃料的基礎設施。小型液化器可以滿(mǎn)足當地的需求。
2.2.6進(jìn)口終端模式
在美國，部分作為運輸燃料的LNG來(lái)自干進(jìn)口LNG的接收站。但是，它作為L(cháng)NG汽車(chē)燃料卻面臨一些挑戰：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(guò)天然氣發(fā)動(dòng)機制造商的規格要求，不是所有的LNG進(jìn)口終端都有儲罐卡車(chē)裝卸設施。
由于最近的北美頁(yè)巖氣革命的出現，天然氣供應大幅上升、價(jià)格下降，以及當地居民的關(guān)注，因此在北美建造新的LNG終端的興趣已經(jīng)下降。
3、LNG加氣站運營(yíng)模式的經(jīng)濟性分析
3.1原料氣成本
LNG車(chē)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。六種運營(yíng)模式中，專(zhuān)用液化模式、減壓液化模式、現場(chǎng)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實(shí)現的，取決于擁有和運營(yíng)垃圾填埋場(chǎng)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(lái)源中，來(lái)自于進(jìn)口終端的LNG的成本比較低，因為它的原料氣來(lái)自海外低成本的液化廠(chǎng)。在過(guò)去的五年中，美國LNG進(jìn)口價(jià)格與國內井口價(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)格差遠低于天然氣的液化成本，即使包括進(jìn)口LNG的凈化、儲存和卡車(chē)裝卸設施等附加費用也是如此。
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(méi)有這些污染物，但含有硫醇，作為運輸燃料的LNG必須去除硫醇。生物氣需要特別處置，因為它含有很高的CO2（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)機產(chǎn)生破壞性影響或導致有毒廢氣物的排放。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)濟的，但是由于它的減排效果明顯，所以它的經(jīng)濟社會(huì )效應還是很高的。因此，作為L(cháng)NG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(chǎng)距LNG加氣站有不同的配送距離。液化廠(chǎng)離LNG加氣站的距離越遠，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消費市場(chǎng)最遠。生物氣生產(chǎn)設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(lái)源于管道氣的液化設施的配送距離居中，同時(shí)也擁有最低生產(chǎn)成本。
專(zhuān)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(chē)用燃料專(zhuān)用液化模式的優(yōu)點(diǎn)是位于或接近LNG車(chē)輛燃料需求較高的地區，從而最大限度地減少配送的距離。減壓液化設備的位置是固定的。如果LNG需求中心附近沒(méi)有減壓站，那么采用這種模式將會(huì )增加運輸成本。NRUS和GSPS模式中，LNG加氣站的位置不處于LNG車(chē)用燃料需求的中心，所以其配送距離甚遠而相關(guān)的成本巨大。值得注意的是，現場(chǎng)液化模式中由于實(shí)現了液化和加注的一體化，因此消除了運輸成本。
3.4投資成本和運營(yíng)成本
專(zhuān)用液化模式的投資成本類(lèi)似于大型液化廠(chǎng)的投資成本，它的投資成本是最大的。LNG調峰站可以用來(lái)液化和儲存大量的天然氣，然后再將LNG氣化以滿(mǎn)足高峰用氣需求。由于此模式裝置的投資已經(jīng)發(fā)生，因此其儲備的天然氣似乎是一個(gè)理想的（但有限）的LNG車(chē)輛燃料源。NRUS和GSPS模式的大部分設備的投資費用業(yè)可以被認為是一個(gè)“沉沒(méi)成本”。
雖然減壓液化模式的應用具有一定的特殊性和局限性，但它的運營(yíng)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。其將部分降低投資成本，并大幅降低運營(yíng)和維護成本。城市門(mén)站的污染物排放也隨之減少，政府審批也更容易通過(guò)。
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(zhuān)用和調峰液化站具有大型的LNG生產(chǎn)能力，可以充分利用規模經(jīng)濟的優(yōu)勢，因此減少了每單位液化天然氣的液化成本。專(zhuān)用液化廠(chǎng)的生產(chǎn)能力大約是80000-16000gal/d。由于生產(chǎn)規模比較大和規模經(jīng)濟的原因，單位LNG的成本相對較低。大規模液化裝置（超過(guò)100000gal/d）每加侖的成本遠小于小規模的液化裝置。
受城市門(mén)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液化器的運營(yíng)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(mǎn)足更多LNG需求的專(zhuān)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，在某些城區建造專(zhuān)用LNG液化站是不現實(shí)的。事實(shí)上，在美國許多LNG調峰站已經(jīng)用來(lái)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的LNG用于調峰以外的其它目的，還有，管理機構的批準可能也非常謹慎，并且LNG調峰站不一定位于LNG車(chē)輛燃料需求較高的地區。由于巨大的溫室氣體減排效應，一些政府立法支持利用生物氣，并為此提供了財政支持，從而增加了生物氣模式的經(jīng)濟性。
4、加快LNG加氣站建設的建議
小規模液化模式，包括減壓液化、脫氮裝置和氣體分離設備模式，以及進(jìn)口LNG模式等可以在近期滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的需求。隨著(zhù)需求的培育和擴大供應將會(huì )轉到大規模的專(zhuān)用LNG車(chē)用燃料加氣站，這樣可以提供最經(jīng)濟的LNG燃料。屆時(shí)，早期小規模的液化模式生產(chǎn)的LNG可以繼續用來(lái)滿(mǎn)足需求的高峰期。隨著(zhù)時(shí)間的推移，LNG車(chē)用燃料幣場(chǎng)規模將會(huì )不斷擴大，綜合運用以上幾種LNG車(chē)用燃料運營(yíng)模式才能滿(mǎn)足日益增長(cháng)的LNG車(chē)用燃料的市場(chǎng)需求。
4.1因地制宜合理選擇LNG加氣站運營(yíng)模式
以上幾種加氣站運營(yíng)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座LNG接收站，所以沿海地區發(fā)展進(jìn)口終端模式的LNG加氣站，配送距離很短，經(jīng)濟性將會(huì )非?？捎^(guān)。減壓液化模式、脫碳裝置和氣體設備模式下的LNG加氣站有其應用的局限性，LNG加氣站的位置也是固定的，在滿(mǎn)足適用性條件的地區，成本還是很低的。
但是，專(zhuān)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(chǎng)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?xún)r(jià)格的LNG。
4.2發(fā)展混合所有制創(chuàng )新加氣站開(kāi)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高于加油站。要在短時(shí)間內形成LNG加氣站的網(wǎng)絡(luò )，必須吸引社會(huì )資本共同開(kāi)發(fā)LNG加氣站。LNG加注運營(yíng)商可以積極在產(chǎn)業(yè)鏈上尋求利益相關(guān)方的合作，比如加強與物流企業(yè)、公路企業(yè)的股份合資合作，共同開(kāi)發(fā)建設LNG加氣站，實(shí)現雙贏(yíng)的同時(shí)，降低經(jīng)營(yíng)風(fēng)險。
推動(dòng)物流企業(yè)與LNG運營(yíng)商的合作聯(lián)動(dòng)，除了為物流公司的車(chē)輛提供能源支持之外，還可以為物流公司的車(chē)輛維修、保養及辦公提供場(chǎng)地支持。在有條件的地區，相鄰城市的LNG加氣站可以進(jìn)行業(yè)務(wù)合作，實(shí)現往返于城市之間的公路客貨車(chē)輛的燃氣化運行，發(fā)揮區域聯(lián)合規模優(yōu)勢，共同開(kāi)發(fā)中長(cháng)途客車(chē)加氣市場(chǎng)，提升加氣站銷(xiāo)售氣量，實(shí)現雙贏(yíng)。
著(zhù)力推廣“四位一體”的新型站，包括加注成品油、銷(xiāo)售非油品、加注天然氣、電動(dòng)車(chē)充換電池四方面功能在一座加油站中實(shí)現，同時(shí)增加加油（氣）與汽車(chē)快修、洗車(chē)業(yè)務(wù)的互動(dòng)，以實(shí)現客戶(hù)資源的共享。
4.3加大政策支持鼓勵的力度
建議政府進(jìn)一步加大政策扶持力度，要對天然氣車(chē)的購置使用參照電動(dòng)車(chē)給予稅收減免優(yōu)惠或補貼，對現有應用天然氣汽車(chē)給予資金補助和獎勵政策推廣到車(chē)、船、港口領(lǐng)域并長(cháng)效化。交通企業(yè)利用自有站場(chǎng)建設的加氣站給予資金補助和鼓勵，解決因加氣站不足制約LNG車(chē)輛發(fā)展的問(wèn)題。
隨著(zhù)天然氣市場(chǎng)需求的增加，天然氣價(jià)格長(cháng)期看漲。如果天然氣價(jià)格上漲過(guò)快，必然會(huì )“稀釋”天然氣汽車(chē)推廣的商業(yè)價(jià)值。據測算，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(chē)的積極性，因此國家應制定相對穩定的“油氣聯(lián)動(dòng)”機制?？梢詫NG加氣站執行油氣聯(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(kāi)發(fā)規劃，合理選址布局
LNG加氣站的規劃（包括位置和大?。┦墙⒑途S持一個(gè)LNG車(chē)用燃料基礎設施網(wǎng)絡(luò )的基礎。購買(mǎi)LNG作為車(chē)輛燃料的消費者并不關(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(chē)。
除2011年發(fā)布的《液化天然氣(LNG)汽車(chē)加氣站技術(shù)規范》及交通部、財政部制定的節能減排專(zhuān)項資金申請方法外，國家層面沒(méi)有明確的天然氣汽車(chē)發(fā)展目標和規劃，這些將掣肘天然氣汽車(chē)的進(jìn)一步發(fā)展。應結合各地區加氣站行業(yè)整體發(fā)展情況、做好加氣站規劃建設工作，穩步推進(jìn)加氣站建設工作科學(xué)與有序開(kāi)展。LNG加氣站的位置對于其經(jīng)濟性具有重要影響，因此要做好LNG加氣站的合理選址布局。
由于LNG潛在的市場(chǎng)主要集中在長(cháng)途運輸的重型卡車(chē)，因此有必要在貨車(chē)途經(jīng)的國道及一些區縣重點(diǎn)聯(lián)絡(luò )道路和高速路上建設LNG加氣站，以形成跨地域的清潔能源走廊。以市場(chǎng)和效益為導向，充分利用高速公路、國家干線(xiàn)公路、客貨站場(chǎng)、港口、物流園區的優(yōu)勢規劃建設加氣站，盡快形成城際天然氣客貨運輸車(chē)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 )
