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CNG、LNG、L-CNG加气站的比较

目前,天然气作为燃料汽车的替代能源,主要以CNG和LNG形式向汽车供应,从而存在了CNG、LNG以及L-CNG加气站等形式,本文将对三种加气站进行对比介绍。

一、三种加气站的概念 1、 CNG加气站

CNG加气站是世界上最普遍、最常见的车用天然气加气站,也是目前国内建 设数量最多、技术最成熟、配置设备最完善的一种加气站建设模式,适用于天然气输配管网的覆盖区域内,一般靠近主要城区。

它的工作原理为用压缩机对管道低压天然气进行增压,使之达到25MPa,通 过优先顺序控制盘向储气瓶组或汽车加气,汽车的气瓶最大工作压力为20MPa。 CNG加气站主要由下面几部分组成:脱水系统、除硫系统(根据介质含硫量取舍)、调压计量系统、增压系统、储气系统、储气系统、高压管道系统、控制系统和CNG加气机等部分组成。 2、 LNG加气站

LNG加气站是专门对LNG汽车加气的加气站,主要用于远离管道天然气,而 附近有充足的LNG资源的城市。

LNG加气站就是用低温泵从LNG储罐中抽出液态天然气,通过加气机对车载LNG气瓶进行加气,汽车的气瓶最大工作压力为1.6MPa。

LNG加气站主要由下面几部分组成:LNG低温储罐、低温泵、LNG汽化器、控制系统、LNG加气机、低温管道系统及LNG槽车等组成。 3、 L-CNG加气站

L-CNG加气站是LNG与CNG两种加气方式的有机组合,它是将LNG在站内气化后使之成为CNG,并对CNG汽车加气的加气站。它是用低温泵将低压(0~0.8MPa)、低温(-162℃~-145℃)的LNG送至LNG汽化器,在换热器中将液态天然气加热气化成常温、高压(20~25MPa)后,由优先控制盘送至站内高、中、低压瓶组,通过加气机给汽车加气。

L-CNG加气站主要有下面几部分组成:LNG储罐、低温泵、汽化器、储气系统、低温管道、高压管道系统、控制系统、CNG加气机等组成。

三种加气站的基本特征比较如表1所示。

表1 几种加气站的基本特征比较

项目 CNG加气站 技术技术成熟可靠,应用普水平 及 设备压缩机、售气机等配套配套 完善,购置成本不断下降 供气建于市区,铺设燃气管保障 网地区均能满足要求,用气高峰时段,会受其他用户影响 安全安全间距要求较高,如保障 采用钢瓶储气,需定期检查 占地占地面积最大,在市区面积 选址相对困难 优点 技术成熟,设备配套,一次性投资大,经营灵活 缺点 选址困难,可能出现噪音扰民现象,对城市管网供气有一定影响,能耗较高 LNG加气站 技术成熟,应用不普及 L-CNG加气站 技术成熟、应用不普及 低温液相高压泵、低温阀、关键设备以进口为主 高压气化器等设备以进口为主 气源不受管网限制,且储存量较大,但市区内LNG 槽车的运输管理尚待明确和规范 储罐的安全性要求较高,但槽车运输安全性不如管道输送 占地面积小,市区选址相对容易 同LNG加气站 储罐的安全性要求高,但槽车运输安全性不如管道输送 占地面积较大,市区选址相对困难 加气能力较大,加气速度投资较大,加气能力较大,加气速度快,快,不影响城市管网供气,不影响城市管网供气,噪声小 噪声小 低温设备的运行管理缺乏经验,槽车运输环节限制多,无设计、施工、验收 规范 低温设备的运行管理缺乏经验,槽车 运输环节限制多,无设计、施工、验收 规范。 二、投资及运营经济比较 1、投资造价比较

为了便于比较,此处的设计规模统一为1.5万方/天,各站的投资如表2所示。

表2 各类型加气站系统构成及车辆改装费用一览表 序号系统组成 LNG加气站 L-CNG加气站 CNG加气站 (万元) (万元) (万元) 12-15 70-75 35-40 12 15-18 - - - 12-15 70-75 - 12 8-9 40-45 30-35 8-9 10 - - - - - - 15-18 说明 可用压力自增压卸车和泵 卸车 双层金属真空容器 离心泵 铝翘片式汽化器 质量流量计 低温泵 不锈钢管换热器 ASME标准专用CNG储罐 1 2 3 4 5 6 7 8 卸车系统 储罐 LNG泵 饱和压力调节汽化嚣 LNG售气机 高压LNG泵 高压汽化器 CNG售气机 9 10 11 12 13 CNG储气瓶 CNG压缩机 控制系统 报警器 占地面积亩 - - 15-20 6 5 8-10 - 18-20 6 5 217-241 75-80 (地下储气井) 100-120 15-20 6 3-5 224-259 质量流量计 一开一备 PLC 可燃气体及火焰报警器 不含施工安装、车辆运输和 征地费用 以公交大车为例 以出租车为例 14 站区主要设备投资(万元) 170-191 15 16 车辆改装费用 车辆改装费用 3万元/辆 3万元/辆 1.0万元/辆 1.2万元/O.8万元/辆 0.5万元/辆 辆 各种类型加气站皆仅考虑本站接受加气功能,对气源生产供应环节不作比较。通过表2可以看出,LNG加气站建站设备费用较L—CNG低17%,较CNG加气站低23%,而汽车改装费用,大车LNG比CNG高200%.小车LNG比CNG高33%。以国内某城市为例:该市现有公交车1 576辆,出租车约2 836辆。按《城市道路交通管理评价体系》二级标准测算.到201O年该市区公交车辆要达到2 550余辆,出租车数量为5220辆,需天然气30万方/天,需要建规模为1.5万方/座加气站20座。三种加气站按全部改装测算费用如下: 建LNG站设备投资:3600万元; 建L-CNG站设备投资:4600万元: 建CNG站设备投资:4820万元;

可以看出,CNG比LNG多投入34%.增加费用1220万元; 车辆改装费用:

改装LNG汽车需投资:13914万元 改装CNG汽车需投资:5160万元

可以看出,LNG汽车的改装费用是CNG汽车的2.7倍.需多花费8754万元。 综合比较采用CNG方式更具经济性。 2、运行成本比较

各加气站的运行费用见表3所示(此处未考虑天然气的价格)。

表3 各种加气站的运行费用比较 加气站类型 LNG 项目 水 单价 3.3元/t 数量 112t 合计(万元/年) 370元/年