LNG加气站可行性分析报告.docx
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LNG加气站可行性分析报告
LNG加气站可行性分析报告
前言：
为改善城市空气质量，促进城市经济和建设的可持续性发展，国家科技部推广应用清洁燃料汽车。
LNG的主要成分是甲烷，燃烧后的排放物与汽油和柴油相比，C0、CO2和NOX的浓度均有明显下降。
LNG（液化天然气）汽车是以LNG工厂生产的低温液态天然气为燃料的新一代天然气汽车，其突出优点是LNG能量密度大（约为CNG的3倍），气液体积比为625／1，汽车续驶里程长，（可达400km以上），建站投资少，占地少，无大型动力设备，运行成本低，加气站无噪音，LNG可用专用槽车运输，建站不受天然气管网制约，因此便于规模化推广。
一、LNG汽车及LNG加气站的发展现状
1、我国天然气汽车的现状
目前，我国天然气汽车已在濮阳、济南、北京、郑州、开封、成都、重庆等城市得到了迅猛发展，全国天然气汽车也在快速发展。
但是天然气和汽油、柴油相比更易燃易爆，对天然气气源和管网的依赖性较强，必须建设天然气管道和加气站等相应的基础设施。
由于城市建设用地紧张，建站成本高，对于远离气源的城市敷设天然气管网比较困难等，影响了天然气汽车的快速发展。
为此，河南中原绿能高科率先开发出了建站不依赖天然气管网，而且占地少、投资小、科技含量高、建站周期短、易操作、易于搬迁的橇装式LNG／CNG汽车加气站。
2、国内LNG汽车发展情况
LNG汽车是随着LNG工业的发展而发展起来的，早在60年代就有人将汽车改为LNG--燃油两用燃料汽车，由于当时LNG工业尚在起步阶段，LNG供应不是十分普遍，因此LNG汽车并不受人们的重视。
进入80年代，随着世界范围内LNG工业的规模化发展和燃气汽车推广速度的加快，美国、加拿大、德国和法国等国家开始重视LNG汽车技术的研究。
到90年代初开始小规模推广，效果十分理想，其显著的特点是不仅能满足严格的车辆排放法规的要求，更重要的是克服了CNG汽车的主要缺陷，兼有CNG、LPG汽车的优点，能满足长途运输的需要，更具实用性。
因而LNG汽车被认为是燃气汽车的发展方向，倍受车队经营者的关注。
目前全世界约有3000辆LNG汽车在运行，数十个加气站投入了使用。
其中美国有40多个LNG汽车加气站，1000余辆LNG汽车，年增长率约60％，表现出强劲的发展势头。
墨西哥市也在1999年初建成一座可供数百辆城市中巴加气的LNG汽车加气站，这表明LNG汽车技术已实用化。
国内在90年代初注意到LNG汽车的出现并开始LNG汽车研究。
1990年，开封深冷仪器厂、国家科委、北京市科委和北京焦化厂在北京建成一套小型LNG试验装置的同时，研制了一台LNG--汽油两用燃料汽车，进行了近4000km的运行试验；1993年，四川省绵阳市燃气集团公司、吉林油田分别与中科院低温中心联合研制了一台LNG--汽油两用燃料汽车，并进行了一系列的运行试验，均取得了较为理想的运行效果。
但由于当时国内LNG工业没有发展起来，本身技术不很完善以及缺乏资金等原因，使得LNG汽车技术无法完善和推广。
3、燃气汽车和加气站的特点
3.1CNG和LPG汽车和加气站的特点
首先，CNG车用钢瓶重量大，气态储存天然气，几乎每天都要加气。
其次，CNG加气站占地面积大，建设成本高。
一座每天满足100辆车加气的CNG加气站，一般占地约2000～3000m2，造价约（300～500）×104元。
一般加气站的设备有一定噪声，不适合在市区建站。
另外，CNG加气站不能远离天然气管网，也制约了其发展。
虽然可以通过建设子母站来解决市内车辆加气问题，但需要增加二次压缩和运输成本，在经济上并不理想。
LPG汽车由于排放效果不理想，其运行费用比天然气汽车要高，所以发展空间不大。
3.2LNG汽车和加气站的优点
①能量密度大。
同样容积的LNG车用储罐装载的天然气是CNG储气瓶的2.5倍。
目前国外大型LNG货车一次加气可连续行驶1000～1300
km，非常适合长途运输的需要。
②运输方便。
在陆上，通常用20～50m3（可储存1.2×104～3.O×104m3天然气）的汽车槽车，将LNG运到LNG汽车加气站，也可根据需要用火车槽车。
在海上，通常用12×104～13×104m3的LNG轮船运输。
③排放物污染小。
LNG汽车的排放效果要优于CNG汽车。
与燃油汽车相比，LNC汽车污染物的排放量大大降低，被称为真正的环保汽车。
④安全性能好。
LNG的燃点为650℃，比汽油、柴油和LPG的燃点高；点火能也高于汽油、柴油和LPG，所以比汽油、柴油和LPG更难点燃。
LNG的爆炸极限为5％～15％，气化后的密度小于空气；而LPG的爆炸极限为2.4％～9.5％，气化后密度大于空气；汽油爆炸极限为1.0％～7.6％；柴油爆炸极限为0.5％～4.1％。
可见，LNG汽车比LPG、汽油、柴油汽车更安全。
⑤经济效益显著。
由于LNG的价格比汽油和柴油低，又由于LNG燃烧完全，不产生积碳，不稀释润滑油，能有效减轻零件磨损，延长汽车发动机的寿命，所以LNG的经济效益显著。
4、加气站工艺流程与车载LNG供给流程
①卸车流程。
由加气站LNG泵将LNG槽车内LNG卸至加气站LNG储罐。
②加气流程。
储罐内LNG由LNG泵抽出，通过LNG加气机向汽车加气。
③储罐调压流程。
卸车完毕后，用LNG泵从储罐内抽出部分LNG通过LNG气化器气化且调压后进入储罐，当储罐内压力达到设定值时停止气化。
④储罐卸压流程。
当储罐压力大于设定值时，安全阀打开，释放储罐中的气体，降低压力，以保证安全。
⑤车载LNG供给流程。
LNG通过充气口进入并储存于车载LNG气瓶中。
工作时LNG从单向阀导出，再经气化器气化变成气相，进入缓冲气罐，经过电控阀，再由减压调节阀减压，在混合器与空气进行混合，到LNG发动机进行燃烧。
二、我国发展LNG汽车的可行性分析
1、LNG汽车技术可行性分析
以LNG为燃料的汽车称为LNG汽车，一般分三种形式：
一种是完全以LNG为燃料的纯LNG汽车，一种为LNG与柴油混合使用的双燃料LNG汽车，一种为LNG与汽油替换使用的两用燃料汽车。
这几种LNG汽车的燃气系统基本相同，都是将LNG储存在车用LNG储罐内，通过汽化装置汽化为0．5MPa左右的气体供给发动机，其主要构成有LNG储罐、汽化器、减压调压阀、混合器和控制系统等，如图1所示。
车用LNG储罐一般采用双层金属真空加多层缠绕绝热技术，国内外都能生产，国外技术可保证LNG日蒸发率在2％以内（7天之内不产生蒸发损失）。
汽化器一般采用发动机冷却水作热源，由控制系统根据发动机工况调节其汽化量。
减压调压阀和混合器与CNG汽车基本相同，无技术难点。
总体来讲，国外LNG汽车技术完全成熟，已达到实用技术水平。
但是，国外LNG汽车系统价格十分昂贵，无法在国内推广使用。
国内改装的几台样车均采用与国外类似的工艺，并取得了比较理想的运行效果，其存在的主要问题是LNG储罐采用的是真空粉末绝热技术，绝热效果差（日蒸发率达到4％），一些低温阀件，如电磁阀、截止阀可靠性不高，液位显示装置不过关。
但是，如果通过引进国外成熟的LNG汽车技术和设备，依靠国内低温行业的技术力量完全能够解决上述问题，使国内LNG汽车技术达到实用水平。
2、LNG汽车加气站技术可行性分析
LNG汽车加气站有两种形式，一种是专利LNG汽车加气的单一站，一种是可对LNG汽车，也可对CNG汽车加气的混合站（L-CNG站）。
LNG汽车加气站的主要设备有LNG专用储罐、LNG低温泵、LNG计量装置和控制系统，流程类似于普通的加油站，如图2实线部分所示。
LNG储罐是一种双层真空绝热容器，国内外均能生产，而且技术成熟、安全可靠，在加气站中储罐一般在地下，低温泵在储罐内，用于将罐内LNG向车
用储罐输送，计量装置建在储罐上方的地面，因此整个加气站占地很少，数百平方米即可，在目前的加油站增设这套系统十分容易。
L-CNG汽车加气站是在上述LNG汽车加气站基础上增设一套汽化系统而成（如图2虚线部分所示），主要包括高压低温泵、高压汽化器、CNG储气瓶组和CNG售气机。
高压低温泵将储罐内的LNG增压后注入液化器，LNG吸收外界热量而汽化，汽化后的高压气体存于CNG气瓶组内，通过售气机对CNG汽车加气。
汽化过程由控制系统自动控制。
L-CNG汽车加气站技术在国外尤其是美国、加拿大、法国等是十分成熟的，其工艺原理比较简单，所采用的设备中低温储罐、汽化器、CNG售气机、CNG储气瓶等在国内是定型产品，技术成熟。
高压低温泵和计量装置在国内不太成熟，可以从国外进口，通过消化吸收也可实现国产化。
3、安全保障技术
LNG汽车技术的安全问题，主要是LNG的泄漏问题。
为了能够及时检测到LNG的泄漏，LNG汽车及加气站设有泄漏检测、冷量检测、气体检测及火焰检测等安全检测系统。
LNG一旦发生泄漏，系统会采取自动保护措施。
国外LNG汽车技术，在其主要设备上采取了以下安全措施：
①LNG储罐设有防过量注入系统、防超压（超高和超低）系统。
②汽化器的进口管线上设有紧急切断阀，一旦汽化器发生泄漏或其它事故，立即自动动作，关闭汽化器。
③LNG泵设有紧急切断阀，可以自动动作。
④为使LNG的泄漏量达到最小，在管线的每个独立段都装的紧急切断阀。
另外，主要的LNG管道上还装有防超压的安全阀和防泄漏的过流阀。
总之，LNG站用系统和车用系统自身安全性设计要求非常高，发生事故的可能性很小，其安全性是有保障的。
4、LNG燃料车的优势分析
1）能量密度大汽车续驶里程长，同样容积的LNG车用储罐装载的天然气是CNG储气瓶的2.5倍。
目前国外大型LNG货车一次加气可连续行驶1000～1300km，非常适合长途运输的需要。
国内410升钢瓶加气一次在市
区可连续行驶约400km，在高速公路加气一次可连续行驶约700Km以上。
2）运输方便由于是液态，LNG便于经济可靠地远距离运输，建设CNG汽车加气站不受天然气管网的制约。
在陆上，通常用20～50m3（相当于12000～30000Nm3天然气）的汽车槽车象运输汽油，柴油那样将LNG远送到LNG汽车加气站，也可根据需要用火车槽车。
在海上，通常用大至12～13万m3的LNG轮船，进行长途运输。
3）组分纯，排放性能好，有利于减少污染，保护环境LNG由于脱除了硫和水分，其组成比CNG更纯净，因而LNG汽车的排放性能要优于CNG汽车。
与燃油车相比，LNG汽车的有害排放降低约85%左右，被称为真正的环保汽车。
4）安全性能好LNG的燃点为650℃，比汽柴油、LPG的燃点高，点火能也高于汽柴油、LPG，所以比汽柴油、LPG更难点燃，LNG的爆炸极限为5～15%，且气化后密度很低，只有空气的一半左右，因而稍有泄漏即挥发扩散，而LPG的爆炸极限为2.4～9.5%，燃点为466℃，且气化后密度大于空气，泄漏后不易挥发，汽油爆炸极限为1.0～7.6%，燃点为427℃，柴油爆炸极限为0.5～4.1，燃点为260℃，由此可见，LNG汽车比LPG、汽油、柴油汽车更安全。
5、LNG汽车经济可行性
5.1LNG汽车设备及改装费用
①天然气火花塞点火式发动机
由于天然气着火温度较高，发动机压缩过程中，气缸内气体温度达不到其自燃点，必须靠电火花点火，或者喷入少量柴油自燃再引燃天然气。
天然气发动机按点火方式分为火花塞点火式发动机和柴油引燃式发动机2种。
由于柴油引燃式发动机目前不能从根本上解决发动机的排放污染问题，所以天然气汽车发动机多为火花塞点火式发动机，即在原有汽油机或柴油机基础上，针对天然气特点改进设计的火花塞点火式发动机。
②车载燃料供给电控系统
车载燃料供给电控系统应用电脑闭环控制点火提前角、高能点火以及随机调控不同工况下的最佳空燃比，可以将压缩比提高到8.8，并采用了电喷技术，使LNG汽车动力性能最大功率达到94kw，最大转矩达到350N·m，使汽车使用LNG相对于使用汽油和柴油而言，动力降低不到2％。
③LNG车载气瓶
LNG车载气瓶一般采用双层金属加真空缠绕绝热技术。
采用这种技术日蒸发率能控制在0.2％以内，因此可以保证7～14d基本不发生蒸发损失。
目前，LNG车载气瓶已实现国产化。
④LNG汽车改装成本
若采用国产件改装，中型车成本约1.5×104元，重型车约2.2×104元，成本回收期约1.0～1.4a。
使用LNG作燃料与使用汽油和柴油相比，燃料费用可降低22％～32％，发动机的维修费可降低50％以上。
随着国家实行燃油费改税的政策，LNG汽车的成本回收期将缩短。
5.2LNG价格分析
LNG是一种清洁燃料，同时也是一种经济燃料。
参照日本、韩国的进口LNG到岸价，我国东南沿海进口的LNG到岸价为3.5$／MMbut，相当于1.3元／Nm3（不含税），终端外销价格（不含运输费）约1.5元／Nm3；而国内LNG工厂的生产成本根据生产工艺和规模的不同约为0.4～0.6元／Nm3，原料气价按0.9元／Nm3计算时，其出厂价格为1.3～1.5元／Nm3，价格略低于进口LNG。
根据用户与资源供应地的实际地理位置，LNG的运输距离大体可分为近距离（200km以内）、中远距离（200～500km）、远距离（500～800km），与此相对应的LNG运到价格相应为1.6元／Nm3、1.8元／Nm3、2.0元／Nm3。
5.3LNG汽车经济性分析
根据天然气燃烧特性和运行试验结果，1Nm3天然气的行驶里程等效于1.2升汽油。
汽油（93#）按2.32元/升计算，天然气零售价分别按1.8、2.0、2.2、2.4元／Nm3计算时，使用LNG作燃料比汽油分别便宜35％、28％、21％
和15％。
每车按年运行50000km计算时，小型车年耗油约4500升，中型车耗油约11000升，大型车耗油约17000升，则使用LNG时分别可节约燃料费为1600～3600元、3800～9000元、6000～13800元。
LNG汽车改装件投资略高于CNG汽车，完全国产化后小车为1.2万元，中型车1.5万元，重型车2.2万元。
则小型车的投资回收期为3～7.5年，中型车为1.6～4年，大型车为1.7～3.6年。
根据天然气汽车的特点，使用天然气时还可延长发动机寿命，降低发动机的维修费用50％以上，因此，LNG汽车的实际投资回收期比上述投资回收期短30～40％。
此外，根据（中华人民共和国公路法）中费改税的规定，燃油车辆使用汽油、柴油将在现有价格基础上平均增加1.05元／升，届时，油气差价将在50％以上，LNG汽车的经济性将更加显著。
5.4LNG汽车加气站经济性
LNG汽车加气站规模可大可小，投资额差异大，以一座日售气1万Nm3的综合式L-CNG加气站为例，如全采用国产设备，总投资约250万元（单一LNG站约180万元），动力不超过10kW，人员不超过10人（与加油站合建时人员可不增加）。
以年售气300×104Nm3计，年总经营成本约为60万元，当LNG进价与零售价价差保持0.4元／Nm3时，年利润约为60万元，4年可收回投资。
6、可行性分析总结
（1）用LNG作为车用燃料从技术上是可行的，通过引进、消化、吸收国外已经成熟的LNG汽车技术，能够实现国产化。
（2）国内LNG工业已经起步，LNG工厂正在筹建之中，未来数年内中原、东北、西北、西南等油气田及其周边地市可得到LNG的供应，而东南沿海地区可从国家正在规划发展的进口LNG接收终端获得LNG的供给。
因此，在我国大部分地区发展LNG汽车是有资源保障的。
（3）LNG汽车加气站投资少，汽车改装费用适中，LNG价格与汽、柴油相比具有优势，经营者和车主均有较好的经济效益，具备推广的利益推动性。
（4）与现有的CNG、LPG汽车相比，LNG汽车具有更为突出的优点，易于规模化发展。
因此应加快其研究开发速度，实现其技术和装备的全面国产化，推动我国燃气汽车事业的快速发展。
三、中兴恒和投资LNG加气站的合作模式
1、中兴恒和在LNG领域的优势
中兴恒和投资管理有限公司长期致力于中国天然气产业的发展与研究，公司确立了构建一体化的液化天然气产业链发展思路。
并通过自身优势的发挥，对LNG领域进行资本化市场运作，积极参与天然气气源开发与投资，并建设稳定、及时、安全的下游供应网络，为大中型工业客户投资LNG站的建设，为天然气应用企业进行能效评估。
通过LNG产业链条的建设，中兴恒和正快速成长为中国最大的LNG综合运营商之一。
a、公司现拥有50台LNG运输车辆，可以保障运输的安全、稳定与及时。
b、与内蒙星星能源建立战略伙伴关系，与其他LNG生产厂家达成长期购
气协议，充分保障气源供应。
c、与中海油形成稳定海上气源合作伙伴关系，每天可以保障150万立方
米天然气供应。
d、与东北、华北、华东、华中重点燃气公司和天然气应用企业形成稳定
的购销关系。
e、公司通过广泛的融资渠道与灵活的合作模式，正积极开展LNG业务。
2、加气站的合作模式和利益分析
在相应国家发展新能源燃料气车的政策下，为有效解决汽车燃料的稳定供应，中兴恒和本着考虑长远利益出发，以达到企业双赢为原则的基础上，积极与公共交通运营公司进行交流，开展天然气加气站投资和燃料供应的深度合作。
从而来构建与用气企业的紧密合作，形成自主的商业模式。
在市场公平原则下，综合考虑合作企业利益，在合作共赢的基础上，促进双各方利益的最大化。
具体来说，中兴恒和以承担LNG气化站投资建设成本和承担企业可能担心的能源市场风险为合作前提，通过承接用能企业液化天然气整体供给的经营，解决企业可能涉及的成本与风险问题，实现企业综合效益最大化。
同时，中兴恒和也成为利益双赢的一方。
２.１加气站合作模式
与企业形成LNG气化站整体经营合同模式的系列法律文件。
约定投资合作方式、运营公司形式、合作周期、价格或利益结算模式、合作期满后合作思路等要项内容，具体合作模式如下：
a、中兴恒和本着投资卖气的原则，为用气客户投资建设天然气加气站，从而来降低客户的投资风险，减少客户的投资成本，并在双方协商规定的年限内以设备折旧的方式我公司收回投资成本，具体折旧费用在气价中体现，期满后可将设备的所有权转交与用气单位。
b、中兴恒和本着合作共赢的基础，与用气客户共同投资建设天然气加气站，即可以为使用方分担投资成本，也可以将双方的利益捆绑在一起，确保双方利益的稳定性，并在双方协商规定的供气期限到期后，可将我公司投资的设备赠送与用气单位。
c、中兴恒和本着长远利益的出发，为客户提供建站的技术支持和后期的技术服务，并可与用气方签订长期的用气保障协议，保证客户24小时的不间断用气，从而确保用气方的及时性和稳定性。
２.２投资可行性分析
将高效、优质、洁净的液化天然气新型燃料车引入到城市，一方面可提高城市居民的生活质量，提升城市品位；另一方面，有利于保持良好的生态环境。
因此使用天然气，可带来可观的经济效益和显著的社会效益。
国家对天然气利用项目十分重视，尤其是发展新型节能环保汽车，投资天然气项目享受招商引资的各项优惠政策，这对天然气利用项目建设和市场开发非常有利。
本项目投资不大，但由于近期市场规模较小，初步可行性分析可以看出：
近期企业效益不显著，中、远期效益比较好，从市场战略考虑，项目可行。
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