常州市天然气加气站布局规划研究

◎王清

常州市天然气加气站布局规划研究

◎王清

近年来，因天然气汽车具有安全、环保、使用经济性好等特点，世界各国城市都在不断地推广使用天然气汽车，以减少燃油汽车尾气的污染排放，从而减少对环境的污染。随着天然气汽车不断地被推广利用，天然气汽车保有量不断增加，使得天然气加气站数量也不断的建成，有逐步形成加气服务网络的趋势。但由于天然气加气站的发展正处于起步阶段，部分地区仅对局部车流量及经济效益进行考虑，缺少一套科学、系统的加气站布局选址理论和方法，未能从整体市政规划布局的角度出发对加气站进行科学合理的选址，导致加气站选址分布不合理、选址错误、经济效益偏低等现象，从而造成投资经济回报率不高、资源浪费，甚至部分地区造成交通拥堵的现象，造成一定的社会影响。为解决这些问题，本文通过对天然气加气站布局规划理论和方法进行研究，结合常州城市发展规划和目前天然气加气站布局规划中存在的问题，建立系统的选址规划数学模型，布局规划兼顾均衡性和便捷性，在确保布局方案的可操作性的基础上，来确保天然气加气站经济和社会效益的尽可能的最大化，从而达到促进城市天然气行业发展、优化城市能源结构、推进生态文明建设和改善城市环境的目的。

常州市天然气需求和加气站发展现状调研

“十二五”以来，常州市能源消费品种结构不断优化，清洁能源份额扩大。根据2009年《常州市推广使用天然气燃料汽车实施方案》中明确：我市推广天然气燃料汽车的目标以城市公交车、出租车和环卫车为重点，鼓励出租车更新或改装为使用天然气或汽油双燃料，鼓励倡导私家车采用天然气作为汽车燃料。2010年 《常州市区CNG加气站布局规划》要求，至2015年，市区加气站数量应达到18座左右。根据实地调研，截至2016年底，常州市加气站点共有28座，已覆盖至金坛溧阳区域，超过规划水平。天然气车保有量7379辆，其中LNG天然汽车1351辆，日需求天然气31.5万方。

常州市天然气加气站布局规划研究

通过对天然气加气站布局规划理论进行研究，确定了天然气加气站布局规划流程，并运用线性回归预测法对天然气汽车保有量进行预测，根据天然气加气需求来确定天然气加气站建设规模和数量，再利用重心理论原理对加气站选址进行研究。利用这些理论方法、模型方程对常州市天然气加气站进行布局规划研究，确定常州市天然气汽车保有量、加气站数量和规模大小、选址位置。

常州市天然气汽车保有量需求预测：天然气汽车作为新能源汽车，无污染、费用低等特点，受到各地政府大力支持，鼓励发展天然气汽车，相应推出油改气优惠政策。近几年来常州市政府也在大力推广天然气汽车的投入使用，通过对2011年、2014年天然气汽车调查数据可以发现，2014年天然气汽车数量较2011年数量显著增加，尤其在出租车使用天然气方面，增涨了1倍多，气化率达到80%左右，预计到2020年气化率将达到90%左右，而其他类型的汽车使用天然气情况，也将随着天然气汽车不断发展、加气站数量逐渐增多而逐渐增多；并且随着经济水平的不断提高，公交车投入使用量也逐渐覆盖到整个城市、人们出游次数也会不断增加，利用天然气汽车具有清洁环保、加气次数少、行驶里程长等优点，将会促进公交车、城际客车、旅游包车发展天然气汽车，下一阶段，预计这些领域的天然气汽车气化率将会显著提高。

根据天然气汽车保有量预测模型研究表明，天然气汽车保有量与城市需求量和经济发展水平有关，其影响因素为交通量和国民生产总值，这两个因素变化可以通过常州市汽车保有量来反映，因此令常州市汽车保有量为自变量x，天然气汽车保有量为应变量y，建立一元线性预测回归方程：

其他种类的天然气汽车根据这一原理可以分别求出各自的保有量预测模型。由于出租车天然气保有量占据比例比较高，因此，本文以出租车为研究对象，确定其保有量预测模型：

表1 常州市天然气汽车保有量调查数据表（万辆）

表2 预测2020年天然气汽车保有量数据表（万辆）

表3 常州市区天然气需求总量

通过对线性相关系数r进行求解，分析判断预测因素与预测值线性相关程度。

因素与预测值线性相关程度显著，模型预测结果准确。经计算，得出2020年天然气汽车保有量数据如表2所示。

常州市天然气需求量预测：天然气加气需求量是通过每辆车型的日加气量与天然气汽车保有量的乘积来得出，表3给出每种车型的日均加气量，由此可以对每种车型的天然气加气需求模型进行确定，出租车加气需求模型为：

式中：Q—出租车加气需求量，万m3；

Y—天然气汽车保有量，万辆；

通过对每种类型车的模型进行计算，计算出2020年加气需求总量预计为86.77万m3，从表中可以看出，2020年常州市公交车和出租车加气量占总加气量的一半左右，是天然气利用的主要来源，其他车型加气量的和占总量的一半，环卫车由于数量相对少，因此其加气量也较少，另外由于人们的生活水平不断提高，私家车比例、旅游客车数量也在不断增加，加气量也随着增加，随着天然气油改气技术的逐渐成熟,成本越来越低，预计这种增长趋势仍不断地增长。

常州市天然气加气站数量的确定：根据天然气汽车保有量与加气需求量供求平衡理论确定的模型方程5-6所示，计算出常州市所需加气站的数量：

加气站总数为：

常州未来加气站建设方案

通过对天然气加气站数量数学模型进行计算，得出到2020年常州市还需规划76座加气站，到2020年常州市共有天然气加气站91座，其中规划为车用自备加气站20座，车用公共加气站65站，船用加气站6座。

利用重心法原理对常州市加气站位置进行划分，最终确定加气站选址位置为：新北区13座、天宁、钟楼、戚墅堰区17座、武进区26座。