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摘 要：分析了天然气汽车加气站的种类及发展状况，探讨了天然气汽车用气需求量的计算方法，提出了加气站布点规划的方法及安全经济性评价。通过对加气站布点规划研究得出：加气站布点规划中，应根据天然气汽车用气需求量结合城市性质、交通、产业、旅游、土地利用等规划，合理的确定加气站的类型、规模、数量及位置。
关键词：天然气；加气站；布点规划
根据国家“十二五”规划，2015年我国天然气供应结构初步定位国产1700亿m3，净进口900亿m3，煤层气产量将达到200亿m3，煤制天然气达到300亿m3。国家发改委、国家能源局编制了《天然气利用政策》，将天然气用户分为四类：优先类、允许类、限制类和禁止类，其中将发展天然气汽车归为优先类。天然气是一种优质的天然气，主要成分为甲烷，还含有少量氮气和二氧化碳等，基本不含有硫化物和水，具有高热值、无毒性、安全、洁净等特点。
随着国民经济、城市建设和环保事业的发展，对洁净能源的需求日益增长。近年来，我国面临的经济发展形势并不乐观，国家强力化解过剩产能，逐渐清理整顿、取消淘汰一批钢铁、焦化、水泥、电解铝等行业企业，以煤炭为主的能源需求大大减少，这对煤炭能源经济造成很大冲击。为适应未来的发展和需要，从实际情况出发，科学、合理地指导加气站的布点设置，引导、推广使用清洁燃料，逐步建立起与国民经济发展相适应、满足机动车辆交通发展需要、布局科学合理、竞争有序、功能完善的现代化天然气销售服务网络体系，从而规范天然气汽车加气站建设时序和建设内容，避免盲目与重复建设，实现社会、经济持续协调发展，
1 天然气加气站种类及发展状况
1.1 天然气加气站的种类
车用天然气主要分气态、液态两种形式：压缩天然气（简称CNG）、液化天然气（简称LNG）。根据加气种的分类不同，天然气加气站可分为CNG加气站、LNG加气站和LNG/L-CNG加气站[1]。
1.1.1 CNG加气站
CNG天然气加气站主要是由6个系统组成：天然气调压计量系统、天然气净化系统、天然气压缩系统、CNG 加气系统、天然气储存系统、控制系统。输送至加气站的天然气经过稳压计量后，在净化处理装置对天燃气进行净化处理，通过压缩机加压，然后经高压脱水后由顺序控制盘送入储气系统，最后经加气机对加气车辆计量加气。
按照站区附近是否有管道天然气，天燃气加气站分为常规站、母站和子站[2]。常规站建在有天然气管线经过的地方，通过天然气管线直接取气，常规站加气量一般在600-1000m3/h；天然气加气母站建在天然气管线经过的地方，通过天然气管线直接提取气量，进入储气瓶组储存或通过售气机给子站加气，母站的加气量一般在2500-4000m3/h；在无天然气管线的地方一般建设加气子站，加气气源来源于加气母站。
1.1.2 LNG加气站
LNG汽车加气站的主要设备由LNG专用储罐、LNG低温泵、LNG计量装置和控制系统组成，加气流程与普通加油站加油流程类似。LNG储罐是一种双层真空绝热容器，一般位于地下，低温泵设置在储罐内部，向车用储罐输送LNG，加气计量装置设置在储罐上方。
1.1.3 LNG/L-CNG加气站
LNG/L-CNG汽车加气站是在LNG汽车加气站设备的基础上增加了一套汽化系统，主要包括高压低温泵、CNG储气瓶组、高压汽化器和CNG售气机。通过高压低温泵增压后将储罐内的LNG注入液化器，LNG吸收外界热量发生汽化，汽化后的高压气体存于CNG储气瓶组内，最后通过售气机对CNG汽车加气。
1.2 天然气加气站的发展状况
国外天然气汽车发展较早，在技术上已经基本成熟。国内天然气汽车目前正处于快速发展阶段，表1为部分国家天然气汽车及加气站数量统计表，由表1可知，相对于其他天然气汽车发展比较成熟的国家，我国的加气站数量并不少。
天然气汽车在我国的发展前景良好，但在发展过程中存在许多问题：首先，我国天然气汽车加气站的网络体系不完善，加气站建站速度明显滞后于天然气汽车的改装速度；其次，天然气汽车加气站系统结构不合理，加气站数量和规模不协调，加气站规模的大小与分布密度之间不协调，加气车辆太多导致道路拥堵；同时加气站供气规模与加气车辆用气量需求不协调，许多城市在加气站建设过程中盲目求大求全，致使加气站规模太大，经济效益无法最大化；再者一些城市的加气站建设超前于天然气汽车加气站规划，对加气站选址审批时政府相关管理部门无依据可循，从而导致加气站选址盲目，布局混乱，市场经营效益不佳且存在一定的安全隐患[3]；另外，我国天然气加气站种类比较单一，天然气加气站中CNG较为常见，LNG和LNG/L-CNG 加气站数量较少，无法满足各类型汽车的加气需求。所以，有必要对天然气加气站进行系统的规划，为天然气汽车事业向前发展提供科学合理的依据[4]。
2 天然气汽车用气需求量
目前，我国天然气汽车主要为：出租车、公交车、市政车辆、载重货车（主要为运煤车）、城际客车和私人轿车六类[5]。出租车、公交车、市政车辆和私人轿车主要在城区运营，载重货车主要在煤矿和发运站间运行，城际客车主要在城镇间运营。天然气汽车的保有量及气化率预测要以现有的汽车数量、当地经济和社会的发展情况为基础，同时需参照国家相关标准。一般根据城市人口规模、萬人公交车拥有水平、城市公交客运总量、公交车服务水平等指标拥有率预测法和客流量预测法进行公交车、出租车总体发展规模的预测。根据《城市道路交通规划设计规范》，城市公共汽车和电车的规划拥有量中、小城市应每1200～1500人一辆标准车，大城市应每800～1000人一辆标准车。城市出租汽车规划拥有量小城市每千人不宜少于0.5辆，大城市每千人不宜少于2辆，中等城市可在中间取值。由城市汽车保有量和车辆气化率计算得出天然气汽车保有量，应在现状基础上结合目前天然气汽车改装速度稳步增长确定车辆的气化率，结合城市各类机动车运营情况及燃料消耗情况，计算天然气汽车用气需求。 3 加气站布点规划方法
天然气加气站规划一般基于城市燃气输配系统，结合城市总体规划的要求[6]，根据城市交通、产业、旅游、地理位置等因素，对加气站布点进行规划。首先应选在交通便利的地方，但不能影响车辆通行，城市市区加气站要沿主干道交通负荷重心两侧布置，宜靠近城市交通干道或设在出入方便的次干路上，站址应有利于交通安全，有良好的视觉条件；其次，加气站选址应结合当地产业发展规划，结合产业发展轴，构建完善产业区物流建设，促进当地产业发展；同时，站址应避开人流、重要建筑物及地下构筑物，避免在塌陷地区及泄洪道旁；另外，在主要公交走廊、规划主干道、方便车辆出入的次干道和旅游交通要道上等有条件的地方，应规划加气站[7]。
天然气加气站的数量和规模应根据城市的总体规划和汽车天然气用气需求量来确定，加气站类型、规模、数量确定后，要结合当地土地利用规划，确定站址，做到合理规划，形成完善的城市加气站网络。
4 加气站安全经济性评价
天然气加气站作为城市燃气输配系统的组成部分，属甲类易燃易爆气体，在站区生产过程中可能发生天然气泄漏，如不采取措施，会引起火灾甚至发生爆炸，危险性极大。本文采用文献中给出的安全评价方法。加气站所采用的生产技术、产气规模、储气方式、与重要单位和建筑的距离、与消防救助单位的距离作为评价天然气加气站的安全经济性指标，各要素权系数见表2所示。
由表2可以看出，加气站的储气方式、与消防救助单位的距离是重要的安全经济性因素，所以在加气站的规划建设过程中应重点重视。
5 各类加气站综合分析
通过技术保障、占地面积、综合成本、安全性四个方面对各类加气站进行比较分析，综合分析见表3。
从占地面积、运行成本、造价和安全性方面考虑， CNG天然气加气站不如LNG加气站有优势，LNG/L-CNG合建站介于CNG与LNG加气站二者之间；从技术成熟程度、进气价格方面来看，CNG加气站是优于LNG和LNG/L-CNG。
因此，加氣站布点规划中需要结合当地的气源情况、用地情况和需求情况等综合分析比较确定适合城市发展的加气站方式。
6 结论及建议
通过对天然气加气站布点规划方法的研究，得出以下结论：
①目前，我国天然气汽车发展迅速，但加气站规模、类型、数量规划不合理，导致加气站盲目选址，布局混乱，市场经营效益不佳。
②加气站类型的确定应以城市的性质与加气车辆的种类为依据。
③天然气加气站的数量、规模及类型应根据城市的总体规划和各类型天然气用气需求量来确定，加气站类型、规模、数量确定后，要结合当地交通、旅游、产业以及土地利用规划，确定站址，做到合理规划。
参考文献：
[1]严铭卿，廉乐明.天然气输配工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
[2]任永平，陈叔平，殷劲松，等.天然气加气站技术经济比较[J].低温超导，2010，38（6）：10-14.
[3]童岱，黄海波，龙其云.城市CNG 汽车加气站选址安全性评价方法[J].天然气工业，2004，24（3）：120-123.
[4]陈叔平，任永平，殷劲松，等.撬装式LNG加气站的应用[J].煤气与热力，2010，30（1）：11-14.
[5]冯海鹏.天然气汽车加气站的建设及前景[J].上海煤气，2014，5（1）：38-39.
[6]唐磊，谢新连，唐丽敏，等.液化天然气汽车加气站建设投资规划模型及其应用[J].大连海事大学学报，2012，39（1）：128-132.
[7]贾文磊，张增刚，田贯三，等.天然气汽车加气站规划方法研究[J].山东建筑大学学报，2011，26（4）：387-392.
关键词：天然气；加气站；布点规划
根据国家“十二五”规划，2015年我国天然气供应结构初步定位国产1700亿m3，净进口900亿m3，煤层气产量将达到200亿m3，煤制天然气达到300亿m3。国家发改委、国家能源局编制了《天然气利用政策》，将天然气用户分为四类：优先类、允许类、限制类和禁止类，其中将发展天然气汽车归为优先类。天然气是一种优质的天然气，主要成分为甲烷，还含有少量氮气和二氧化碳等，基本不含有硫化物和水，具有高热值、无毒性、安全、洁净等特点。
随着国民经济、城市建设和环保事业的发展，对洁净能源的需求日益增长。近年来，我国面临的经济发展形势并不乐观，国家强力化解过剩产能，逐渐清理整顿、取消淘汰一批钢铁、焦化、水泥、电解铝等行业企业，以煤炭为主的能源需求大大减少，这对煤炭能源经济造成很大冲击。为适应未来的发展和需要，从实际情况出发，科学、合理地指导加气站的布点设置，引导、推广使用清洁燃料，逐步建立起与国民经济发展相适应、满足机动车辆交通发展需要、布局科学合理、竞争有序、功能完善的现代化天然气销售服务网络体系，从而规范天然气汽车加气站建设时序和建设内容，避免盲目与重复建设，实现社会、经济持续协调发展，
1 天然气加气站种类及发展状况
1.1 天然气加气站的种类
车用天然气主要分气态、液态两种形式：压缩天然气（简称CNG）、液化天然气（简称LNG）。根据加气种的分类不同，天然气加气站可分为CNG加气站、LNG加气站和LNG/L-CNG加气站[1]。
1.1.1 CNG加气站
CNG天然气加气站主要是由6个系统组成：天然气调压计量系统、天然气净化系统、天然气压缩系统、CNG 加气系统、天然气储存系统、控制系统。输送至加气站的天然气经过稳压计量后，在净化处理装置对天燃气进行净化处理，通过压缩机加压，然后经高压脱水后由顺序控制盘送入储气系统，最后经加气机对加气车辆计量加气。
按照站区附近是否有管道天然气，天燃气加气站分为常规站、母站和子站[2]。常规站建在有天然气管线经过的地方，通过天然气管线直接取气，常规站加气量一般在600-1000m3/h；天然气加气母站建在天然气管线经过的地方，通过天然气管线直接提取气量，进入储气瓶组储存或通过售气机给子站加气，母站的加气量一般在2500-4000m3/h；在无天然气管线的地方一般建设加气子站，加气气源来源于加气母站。
1.1.2 LNG加气站
LNG汽车加气站的主要设备由LNG专用储罐、LNG低温泵、LNG计量装置和控制系统组成，加气流程与普通加油站加油流程类似。LNG储罐是一种双层真空绝热容器，一般位于地下，低温泵设置在储罐内部，向车用储罐输送LNG，加气计量装置设置在储罐上方。
1.1.3 LNG/L-CNG加气站
LNG/L-CNG汽车加气站是在LNG汽车加气站设备的基础上增加了一套汽化系统，主要包括高压低温泵、CNG储气瓶组、高压汽化器和CNG售气机。通过高压低温泵增压后将储罐内的LNG注入液化器，LNG吸收外界热量发生汽化，汽化后的高压气体存于CNG储气瓶组内，最后通过售气机对CNG汽车加气。
1.2 天然气加气站的发展状况
国外天然气汽车发展较早，在技术上已经基本成熟。国内天然气汽车目前正处于快速发展阶段，表1为部分国家天然气汽车及加气站数量统计表，由表1可知，相对于其他天然气汽车发展比较成熟的国家，我国的加气站数量并不少。
天然气汽车在我国的发展前景良好，但在发展过程中存在许多问题：首先，我国天然气汽车加气站的网络体系不完善，加气站建站速度明显滞后于天然气汽车的改装速度；其次，天然气汽车加气站系统结构不合理，加气站数量和规模不协调，加气站规模的大小与分布密度之间不协调，加气车辆太多导致道路拥堵；同时加气站供气规模与加气车辆用气量需求不协调，许多城市在加气站建设过程中盲目求大求全，致使加气站规模太大，经济效益无法最大化；再者一些城市的加气站建设超前于天然气汽车加气站规划，对加气站选址审批时政府相关管理部门无依据可循，从而导致加气站选址盲目，布局混乱，市场经营效益不佳且存在一定的安全隐患[3]；另外，我国天然气加气站种类比较单一，天然气加气站中CNG较为常见，LNG和LNG/L-CNG 加气站数量较少，无法满足各类型汽车的加气需求。所以，有必要对天然气加气站进行系统的规划，为天然气汽车事业向前发展提供科学合理的依据[4]。
2 天然气汽车用气需求量
目前，我国天然气汽车主要为：出租车、公交车、市政车辆、载重货车（主要为运煤车）、城际客车和私人轿车六类[5]。出租车、公交车、市政车辆和私人轿车主要在城区运营，载重货车主要在煤矿和发运站间运行，城际客车主要在城镇间运营。天然气汽车的保有量及气化率预测要以现有的汽车数量、当地经济和社会的发展情况为基础，同时需参照国家相关标准。一般根据城市人口规模、萬人公交车拥有水平、城市公交客运总量、公交车服务水平等指标拥有率预测法和客流量预测法进行公交车、出租车总体发展规模的预测。根据《城市道路交通规划设计规范》，城市公共汽车和电车的规划拥有量中、小城市应每1200～1500人一辆标准车，大城市应每800～1000人一辆标准车。城市出租汽车规划拥有量小城市每千人不宜少于0.5辆，大城市每千人不宜少于2辆，中等城市可在中间取值。由城市汽车保有量和车辆气化率计算得出天然气汽车保有量，应在现状基础上结合目前天然气汽车改装速度稳步增长确定车辆的气化率，结合城市各类机动车运营情况及燃料消耗情况，计算天然气汽车用气需求。 3 加气站布点规划方法
天然气加气站规划一般基于城市燃气输配系统，结合城市总体规划的要求[6]，根据城市交通、产业、旅游、地理位置等因素，对加气站布点进行规划。首先应选在交通便利的地方，但不能影响车辆通行，城市市区加气站要沿主干道交通负荷重心两侧布置，宜靠近城市交通干道或设在出入方便的次干路上，站址应有利于交通安全，有良好的视觉条件；其次，加气站选址应结合当地产业发展规划，结合产业发展轴，构建完善产业区物流建设，促进当地产业发展；同时，站址应避开人流、重要建筑物及地下构筑物，避免在塌陷地区及泄洪道旁；另外，在主要公交走廊、规划主干道、方便车辆出入的次干道和旅游交通要道上等有条件的地方，应规划加气站[7]。
天然气加气站的数量和规模应根据城市的总体规划和汽车天然气用气需求量来确定，加气站类型、规模、数量确定后，要结合当地土地利用规划，确定站址，做到合理规划，形成完善的城市加气站网络。
4 加气站安全经济性评价
天然气加气站作为城市燃气输配系统的组成部分，属甲类易燃易爆气体，在站区生产过程中可能发生天然气泄漏，如不采取措施，会引起火灾甚至发生爆炸，危险性极大。本文采用文献中给出的安全评价方法。加气站所采用的生产技术、产气规模、储气方式、与重要单位和建筑的距离、与消防救助单位的距离作为评价天然气加气站的安全经济性指标，各要素权系数见表2所示。
由表2可以看出，加气站的储气方式、与消防救助单位的距离是重要的安全经济性因素，所以在加气站的规划建设过程中应重点重视。
5 各类加气站综合分析
通过技术保障、占地面积、综合成本、安全性四个方面对各类加气站进行比较分析，综合分析见表3。
从占地面积、运行成本、造价和安全性方面考虑， CNG天然气加气站不如LNG加气站有优势，LNG/L-CNG合建站介于CNG与LNG加气站二者之间；从技术成熟程度、进气价格方面来看，CNG加气站是优于LNG和LNG/L-CNG。
因此，加氣站布点规划中需要结合当地的气源情况、用地情况和需求情况等综合分析比较确定适合城市发展的加气站方式。
6 结论及建议
通过对天然气加气站布点规划方法的研究，得出以下结论：
①目前，我国天然气汽车发展迅速，但加气站规模、类型、数量规划不合理，导致加气站盲目选址，布局混乱，市场经营效益不佳。
②加气站类型的确定应以城市的性质与加气车辆的种类为依据。
③天然气加气站的数量、规模及类型应根据城市的总体规划和各类型天然气用气需求量来确定，加气站类型、规模、数量确定后，要结合当地交通、旅游、产业以及土地利用规划，确定站址，做到合理规划。
参考文献：
[1]严铭卿，廉乐明.天然气输配工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
[2]任永平，陈叔平，殷劲松，等.天然气加气站技术经济比较[J].低温超导，2010，38（6）：10-14.
[3]童岱，黄海波，龙其云.城市CNG 汽车加气站选址安全性评价方法[J].天然气工业，2004，24（3）：120-123.
[4]陈叔平，任永平，殷劲松，等.撬装式LNG加气站的应用[J].煤气与热力，2010，30（1）：11-14.
[5]冯海鹏.天然气汽车加气站的建设及前景[J].上海煤气，2014，5（1）：38-39.
[6]唐磊，谢新连，唐丽敏，等.液化天然气汽车加气站建设投资规划模型及其应用[J].大连海事大学学报，2012，39（1）：128-132.
[7]贾文磊，张增刚，田贯三，等.天然气汽车加气站规划方法研究[J].山东建筑大学学报，2011，26（4）：387-392.