淺析珠海市天然氣汽車加氣站的選址

摘 要

摘要：天然氣加氣站的布置是天然氣汽車?yán)闷占暗那疤釛l件。本文通過引入動態(tài)計算模式，對加氣站布置的經(jīng)濟性、合理性進行淺析。并結(jié)合珠海市的交通現(xiàn)狀，提出珠海市的天然氣加氣
摘要：天然氣加氣站的布置是天然氣汽車?yán)闷占暗那疤釛l件。本文通過引入動態(tài)計算模式，對加氣站布置的經(jīng)濟性、合理性進行淺析。并結(jié)合珠海市的交通現(xiàn)狀，提出珠海市的天然氣加氣站選址、布置設(shè)計方案。
關(guān)鍵詞：加氣站；天然氣汽車；選址
    天然氣汽車加氣站(下文簡稱加氣站)選址所受的影響因素眾多，且不易進行量化。其布置受到服務(wù)對象的影響，布局原則與加油站或公交車站有相似處，而在建設(shè)成本、安全規(guī)范、場站布置等又有其自身的特點。珠海市是珠三角地區(qū)經(jīng)濟較發(fā)達、城市規(guī)劃較成熟的城市，其人口流動性較大、土地資源利用情況緊張、水域河流較多等因素決定了珠海市加氣站布置難度大。在珠海市發(fā)展天然氣初期，本文結(jié)合珠海市交通現(xiàn)狀，把公交車及出租車等車源作為供氣突破口，對加氣站選址試規(guī)劃及淺析。為加強天然氣加氣站的建設(shè)管理，提高服務(wù)系統(tǒng)有效利用及使用效益，減輕城市交通壓力，促進清潔能源汽車的推進提供思路。
1 規(guī)劃布置思路
   (1) 統(tǒng)籌規(guī)劃總體布局
   加氣站的特點是前期投資大、回報期長、交通環(huán)境影響大；專業(yè)安全技術(shù)、服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)水平要求較高。因為天然氣的價格及環(huán)保優(yōu)勢突出，隨著服務(wù)的完善，將逐漸占有汽油、柴油汽車一定的市場份額。因加氣站的規(guī)劃應(yīng)在政府規(guī)劃的基礎(chǔ)上，形成統(tǒng)一的規(guī)劃定點和審批，避免盲目建設(shè)、重復(fù)建設(shè)而造成資源浪費和惡性競爭。
   (2) 車源優(yōu)先逐類入網(wǎng)
   加氣站建設(shè)特點是投資大、周期長。建設(shè)初期，過度開發(fā)或投入過少對于天然氣汽車的發(fā)展都是不利的，場站規(guī)模、布置數(shù)量及用氣需求均衡發(fā)展至關(guān)重要。因此，公交車、公共事業(yè)性用車(如環(huán)衛(wèi)、巡線搶險用車)、出租車、市內(nèi)旅游用車等社會公共需求較大、已經(jīng)形成較大使用規(guī)模、有明確的用氣數(shù)據(jù)的車源可根據(jù)珠海市實際情況優(yōu)先發(fā)展并最終形成普及。
   (3) 區(qū)域布置優(yōu)化成網(wǎng)
   根據(jù)珠海市各行政區(qū)行政定位及交通環(huán)境特點，有差異性、前瞻性地布置加氣站并逐漸優(yōu)化形成環(huán)狀輻射網(wǎng)。應(yīng)通過調(diào)查、分析各市轄區(qū)的交通、用地情況，轉(zhuǎn)化為用氣需求，通過數(shù)據(jù)分析、計算來調(diào)控加氣車輛與加氣時間的平衡。確定加氣站的用氣規(guī)模及數(shù)量，避免加氣時間過長，車輛排隊引起堵塞。加氣站首選布置在主干道上，既利于擴大加氣范圍又方便加氣，又要綜合考慮避開人口密集，車流堵塞區(qū)域，并減少加氣空載里程數(shù)。
2 珠海市交通結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀
    珠海市位于珠江口西南部，緊鄰澳門特別行政區(qū)，是我國早期設(shè)立的經(jīng)濟特區(qū)之一。設(shè)香洲區(qū)、斗門區(qū)、金灣區(qū)三個市轄區(qū)，總?cè)丝?50～350萬人?，F(xiàn)階段，珠海市只有單一的公路運輸交通模式。如圖1珠海市交通網(wǎng)絡(luò)圖所示，珠海市由5縱4橫共9條主干道，6條加密線及8條城際高速公路組成的交通系統(tǒng)。車流輛呈3個圈的片區(qū)狀布置，片區(qū)之間為30～60min車程，并呈現(xiàn)香洲區(qū)強，其他兩市轄區(qū)弱(其他兩市轄區(qū)之和遠(yuǎn)小于香洲區(qū))?？梢?，加氣站的重點、難點應(yīng)放在香洲區(qū)加氣站的網(wǎng)絡(luò)布置。結(jié)合珠海市交通現(xiàn)狀，加氣站投建初期會呈現(xiàn)香洲區(qū)數(shù)目多、規(guī)模較大，其他兩市轄區(qū)較少的分布格局。
 
3 珠海市加氣站布置選址
    加氣站選址所受到的影響因素眾多，且不易進行量化。技術(shù)安全、營運管理水平、服務(wù)管理水平、交通環(huán)境影響等是加氣站營運的前提，而正確評估加氣站的盈利能力與資金投入達到經(jīng)營平衡是加氣站長期發(fā)展的基礎(chǔ)。加氣站要保證良性發(fā)展并最終成網(wǎng)應(yīng)有合理的盈利水平，應(yīng)避免盲目投資，引起過度競爭，資源浪費，又不能片面強調(diào)投資回報，導(dǎo)致加氣等候時間過長，引起交通堵塞問題。在加氣站站點規(guī)劃中，應(yīng)調(diào)節(jié)加氣站各站點的供氣能力、加氣負(fù)荷及經(jīng)營回報等問題，合理布置加氣站，使加氣車輛分流與加氣需求增加能形成長期的、合理的動態(tài)平衡。
    (1) 珠海市公交車情況分析
    珠海市每天行駛的公交車約1350臺，設(shè)計每臺車每天加氣一次，平均每臺車加氣量為80m3，合計每日天然氣需求量約10.8×104m3。
    珠海市公交線路主要由珠海市公共汽車公司及珠海信禾西部公共汽車有限公司兩家公司經(jīng)營。珠海市公共汽車公司公交線路共有59條，車輛1000多臺。其中在香洲區(qū)內(nèi)行駛的線路有48條，其余11條線路連接香洲區(qū)與另外兩市轄區(qū)；珠海信禾西部公共汽車有限公司共有公交線路45條，車輛350多臺，主要營運在斗門區(qū)、金灣區(qū)兩區(qū)，其中約40%的線路用于連接香洲區(qū)與另外兩市轄區(qū)。綜合上述數(shù)據(jù)可見，珠海市超過80%的公交線路營運或經(jīng)過香洲區(qū)。香洲區(qū)的公交線路主要集中于香洲、拱北、吉大、上沖、前山、灣仔、唐家及南屏，具體分布詳見圖2。
 
   (2) 珠海市出租車情況分析
   珠海市現(xiàn)有出租車約2000臺，全部集中在香洲區(qū)。如果每臺車每天加氣四次，平均每臺車加氣量為8×104m3，合每日需天然氣約6.4×104m3。主要集中在香洲、拱北、前山、新香洲等地的商業(yè)街、大商場、酒店、娛樂場所。
    (3) 加氣站建造類型
    根據(jù)場站現(xiàn)場或附近是否有天然氣管道，加氣站分為常規(guī)站、母站、子站；根據(jù)加氣站儲氣容積分為一級站、二級站、三級站；根據(jù)充氣時間可分為快充站和慢充站；根據(jù)是否可以移動可分為固定站和移動站。
    (4) 加氣站建設(shè)形式
    加油站擴建為油氣混合供應(yīng)站適合人口密集、車流量大而土地較缺乏的區(qū)域。
    新建加氣站適合公交車專供加氣站、土地資源較寬松區(qū)域。
    加油站改建成加氣站適用于天然氣汽車形成規(guī)模后，逐漸取締原有加油站。
    (5) 引入加氣站加氣負(fù)荷率和投資回報期計算模式
    加氣站的經(jīng)濟效益與布點選址有緊密聯(lián)系，加氣站加氣負(fù)荷率和投資回報期可作為分析加氣站投資效益的技術(shù)模式。同時，加氣站的經(jīng)營情況能反饋布局狀況。
    加氣負(fù)荷率是指加氣站售氣量與供氣能力的比值，可通過它計算加氣站的盈虧平衡點，它直接反映加氣站的經(jīng)營狀況。由于公交線路用車、出租小汽車用氣量參數(shù)較穩(wěn)定，不受季節(jié)性、節(jié)假日影響，本文以此為基礎(chǔ)采用日加氣負(fù)荷率計算模式。至于其他用車的發(fā)展，由于受政策和用車習(xí)慣等因素影響較大，可引入經(jīng)驗修正系數(shù)K。
單個加氣站的日加氣負(fù)荷率：某個加氣站日負(fù)荷率(ηj)是指該加氣站售氣量與該加氣站供氣能力(Qj)的比值，該加氣站的售氣總量等于當(dāng)日所有汽車加氣量的總和。q1、q2分別是公交車與出租車的日平均加氣量。
 
    根據(jù)各城市交通道路情況及加氣站分布特點合理設(shè)q1、q2取值。公交車一般控制為每天加氣一次，加氣量為50～100m3/d；出租小汽車一般控制為每天加氣2～4次，加氣量在8～10m3/d。
    加氣站總加氣日負(fù)荷率：把所有加氣站看做一個總體，則加氣站總售氣量是各個加氣站售氣量之和，加氣站總供氣能力是各個加氣站供氣能力的總和，總加氣日負(fù)荷率η總為：
 
加氣站的日平均負(fù)荷率：加氣站的日平均負(fù)荷率(η平)等于各個加氣站日負(fù)荷率之和的平均數(shù)。
 
ηj、η總、，η平三者是互相關(guān)聯(lián)的，三者的值較大且數(shù)額接近則說明加氣站布置較合理。η總由布置規(guī)劃決定，是一個常量。η平受ηj影響，是變動的。加氣站布置和加氣站規(guī)模的控制可以通過對ηj、η總、η平三者的比較進行修正。
加氣站的動態(tài)回報期計算模式：加氣站投資一般是加油站的10～15倍，投資較大。因此使用考慮了時間價值的動態(tài)回報期模式更合理。它表示從投入資金起到凈利潤總和等于投資資金所需要的時間，計算公式如下：
 
   P——加氣站總投資額，包括固定資產(chǎn)投資、流動資金、固定資產(chǎn)投資應(yīng)繳納稅金及投資期間利息等；
   Fj——第j年的凈現(xiàn)金流量；
   i0——基準(zhǔn)收益率也稱基準(zhǔn)折現(xiàn)率，表示投資的最小收益率，一般取10%。
假設(shè)A是到達回報期后每年的凈利潤，代表了經(jīng)營者所創(chuàng)造的利益。代入式(4)：
 
因此動態(tài)回報期TD為：
 
分別將j個加氣站投資回報期(Tj)、所有加氣站總投資回報期(T總)、及加氣站平均投資回報期(T平)代入上式，得到以下各公式：
 
    加氣站加氣負(fù)荷率和投資回報期之間有緊密關(guān)系，負(fù)荷率低有利于提高服務(wù)質(zhì)量和車源快速^網(wǎng)，但供過于求又必然引起回報期過長，重復(fù)投資、資源浪費，反之亦然。因此建議加氣站規(guī)劃前期，應(yīng)注重信息收集環(huán)節(jié)，根據(jù)本市的實際情況，引入計算機輔助分析軟件，對加氣站數(shù)據(jù)進行計算調(diào)節(jié)。
   (6) 加氣站選址
   珠海市每天總天然氣需求量約為18×104m3(規(guī)劃設(shè)計時增加5%的擴容量)，每天加氣次數(shù)約為9000次。加氣槍以每次充氣時間為3～10min計算，將加氣等候時間控制在20min內(nèi)，根據(jù)加氣車輛情況調(diào)節(jié)各站場充氣機數(shù)量在3～8臺(每臺2把槍)。設(shè)計加氣站共17座。
 
    圖3中13座氣化站密集分布在香洲區(qū)內(nèi)，各加氣站間距根據(jù)供氣需求均衡布置，控制車輛空載加氣距離在3km之內(nèi)。圖4中共4座加氣站，其中唐家一座，斗門區(qū)、金灣區(qū)共3座，由于用氣車源較少，控制范圍較大，加氣站應(yīng)布置在主干道交匯車流較多處(如湖心路口、尖峰山等)。圖中加氣站位置為規(guī)劃點，詳細(xì)定點與國土部門進行深化。
    (7) 設(shè)計負(fù)荷率、回報率目標(biāo)值
    表1是加氣站規(guī)劃規(guī)模數(shù)據(jù)表，表中設(shè)計了圖3、4中共17座加氣站的日供氣能力、日負(fù)荷率等數(shù)據(jù)。據(jù)我國一些加氣站示范城市的統(tǒng)計，城市加氣站經(jīng)營盈虧平衡點為60%(即日負(fù)荷率為60%)。由表可見計算總供氣量為184000m3與需求量接近，設(shè)計平均負(fù)荷率約為68%，可見加氣站有充裕的供氣能力(保留32%供氣潛能)和合理盈利能力。香洲區(qū)的城市建設(shè)已達到飽滿并向外沿擴散，合理的負(fù)荷率有利于天然氣汽車的逐步投入使用及用氣量的長期平衡發(fā)展，并通過保留供氣潛力作為新車源入網(wǎng)的緩沖帶。
    根據(jù)市內(nèi)的交通情況，加氣站的定位可分為以下幾類：在公交線路較集中的起始站設(shè)置了(1)(2)(3)(14)公家專供加氣站，其設(shè)計日負(fù)荷率、回報率均較高，而且在實際營運中還可通過管理手段進一步提升；在車源相對不集中的區(qū)域，設(shè)置了(6)(7)(12)(15)(16)加氣站，它們設(shè)計負(fù)荷率低，經(jīng)營狀況處于虧損與持平水平，回報期很長甚至沒有回報期，如(7)加氣站，現(xiàn)有加氣量較少，負(fù)荷率設(shè)定為50%，處于虧損狀況，但它的投建有利于未來橫琴新區(qū)的發(fā)展，有突出的戰(zhàn)略意義；其余的加氣站日負(fù)荷率為65%，與平均負(fù)荷率68%接近，處于供求平衡狀況。
    從動態(tài)回報期TD公式可知，回報期與總投資額、年利潤有密切關(guān)系。而本階段，缺乏明確政策指導(dǎo)、投資方式、融資方法，包括最基本的氣價都無法確定。所以投資回報期數(shù)據(jù)，只是一個設(shè)計值，不能反映加氣站的布局合理性和加氣站的經(jīng)營狀況。要反映加氣站的經(jīng)營狀況，還需有現(xiàn)實基礎(chǔ)的銷售情況得到的實際投資回報期。
    隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及普及，在加氣站投入使用后，可引入加氣站計算機管理軟件，對各加氣站的經(jīng)營隋況進行長期監(jiān)控，提供實時網(wǎng)絡(luò)共享服務(wù)。在加氣服務(wù)方面，可提供加氣站網(wǎng)絡(luò)地圖，現(xiàn)實各站點加氣使用情況及氣價、加氣槍使用情況等資訊；在場站管理方面，可提供公交車、出租車的日加氣量、加氣站飽和控制系數(shù)、基準(zhǔn)收益率等經(jīng)營數(shù)據(jù)；在管理分析方面，可提供經(jīng)營狀況與設(shè)計值對比分析、各站點經(jīng)營數(shù)據(jù)對比分析等；以及根據(jù)需要提供其他方面管理服務(wù)。
表1 加氣站規(guī)劃規(guī)模數(shù)據(jù)表
加氣站序號
日供氣量(Nm3)
設(shè)計加氣機數(shù)(臺×2把槍)
設(shè)計日負(fù)荷率(%)
計算供氣量
設(shè)計年回報率(%)
備注
(1)
20000
3～6
90
18000
≈20
公交專供
(2)
20000
3～6
90
18000
≈20
公交專供
(3)
20000
3～6
90
18000
≈20
公交專供
(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
公交專供
(15)
10000
4～6
60
6000
≈0
 
(16)
10000
4～6
60
6000
≈0
 
(17)
20000
4～6
65
13000
≈8
 
合計
265000
 
 
184000
 
 
平均
15588
 
68
10824
8
 
4 結(jié)語
    在當(dāng)前“西氣東輸” 的背景下，東部沿海城市的天然氣運用事業(yè)正積極籌建發(fā)展中。加氣站選址是關(guān)系到加氣站網(wǎng)絡(luò)形成、網(wǎng)絡(luò)運行暢通的關(guān)鍵，研究城市加氣站布局具有重要的意義。文中通過引入加氣站加氣負(fù)荷率和投資回報期計算模式結(jié)合珠海市公交車、出租車等車源的營運情況與交通現(xiàn)狀，對珠海市加氣站網(wǎng)絡(luò)進行初步布置，并設(shè)計和調(diào)整各加氣站供氣規(guī)模參數(shù)。在加氣站網(wǎng)絡(luò)布置中，能以發(fā)展的思維考慮加氣站供求形成動態(tài)平衡、經(jīng)營狀況盈虧結(jié)合等問題，能結(jié)合周邊交通環(huán)境、安全要求、服務(wù)需求等各種影響因素，調(diào)節(jié)各加氣站參數(shù)，使布局逐漸合理，彰顯各站場特性。然而，上文只是加氣站布局研究課題的其中極小一部分，在此拋磚引玉為珠海市加氣站網(wǎng)絡(luò)布置提供思路。
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(本文作者：黃浩彬 珠海中油管道燃?xì)庥邢薰?廣東珠海 519015)