◎王清

常州市天然氣加氣站布局規(guī)劃研究

◎王清

近年來(lái)，因天然氣汽車具有安全、環(huán)保、使用經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)，世界各國(guó)城市都在不斷地推廣使用天然氣汽車，以減少燃油汽車尾氣的污染排放，從而減少對(duì)環(huán)境的污染。隨著天然氣汽車不斷地被推廣利用，天然氣汽車保有量不斷增加，使得天然氣加氣站數(shù)量也不斷的建成，有逐步形成加氣服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的趨勢(shì)。但由于天然氣加氣站的發(fā)展正處于起步階段，部分地區(qū)僅對(duì)局部車流量及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行考慮，缺少一套科學(xué)、系統(tǒng)的加氣站布局選址理論和方法，未能從整體市政規(guī)劃布局的角度出發(fā)對(duì)加氣站進(jìn)行科學(xué)合理的選址，導(dǎo)致加氣站選址分布不合理、選址錯(cuò)誤、經(jīng)濟(jì)效益偏低等現(xiàn)象，從而造成投資經(jīng)濟(jì)回報(bào)率不高、資源浪費(fèi)，甚至部分地區(qū)造成交通擁堵的現(xiàn)象，造成一定的社會(huì)影響。為解決這些問(wèn)題，本文通過(guò)對(duì)天然氣加氣站布局規(guī)劃理論和方法進(jìn)行研究，結(jié)合常州城市發(fā)展規(guī)劃和目前天然氣加氣站布局規(guī)劃中存在的問(wèn)題，建立系統(tǒng)的選址規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，布局規(guī)劃兼顧均衡性和便捷性，在確保布局方案的可操作性的基礎(chǔ)上，來(lái)確保天然氣加氣站經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的盡可能的最大化，從而達(dá)到促進(jìn)城市天然氣行業(yè)發(fā)展、優(yōu)化城市能源結(jié)構(gòu)、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和改善城市環(huán)境的目的。

常州市天然氣需求和加氣站發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研

“十二五”以來(lái)，常州市能源消費(fèi)品種結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，清潔能源份額擴(kuò)大。根據(jù)2009年《常州市推廣使用天然氣燃料汽車實(shí)施方案》中明確：我市推廣天然氣燃料汽車的目標(biāo)以城市公交車、出租車和環(huán)衛(wèi)車為重點(diǎn)，鼓勵(lì)出租車更新或改裝為使用天然氣或汽油雙燃料，鼓勵(lì)倡導(dǎo)私家車采用天然氣作為汽車燃料。2010年 《常州市區(qū)CNG加氣站布局規(guī)劃》要求，至2015年，市區(qū)加氣站數(shù)量應(yīng)達(dá)到18座左右。根據(jù)實(shí)地調(diào)研，截至2016年底，常州市加氣站點(diǎn)共有28座，已覆蓋至金壇溧陽(yáng)區(qū)域，超過(guò)規(guī)劃水平。天然氣車保有量7379輛，其中LNG天然汽車1351輛，日需求天然氣31.5萬(wàn)方。

常州市天然氣加氣站布局規(guī)劃研究

通過(guò)對(duì)天然氣加氣站布局規(guī)劃理論進(jìn)行研究，確定了天然氣加氣站布局規(guī)劃流程，并運(yùn)用線性回歸預(yù)測(cè)法對(duì)天然氣汽車保有量進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)天然氣加氣需求來(lái)確定天然氣加氣站建設(shè)規(guī)模和數(shù)量，再利用重心理論原理對(duì)加氣站選址進(jìn)行研究。利用這些理論方法、模型方程對(duì)常州市天然氣加氣站進(jìn)行布局規(guī)劃研究，確定常州市天然氣汽車保有量、加氣站數(shù)量和規(guī)模大小、選址位置。

常州市天然氣汽車保有量需求預(yù)測(cè)：天然氣汽車作為新能源汽車，無(wú)污染、費(fèi)用低等特點(diǎn)，受到各地政府大力支持，鼓勵(lì)發(fā)展天然氣汽車，相應(yīng)推出油改氣優(yōu)惠政策。近幾年來(lái)常州市政府也在大力推廣天然氣汽車的投入使用，通過(guò)對(duì)2011年、2014年天然氣汽車調(diào)查數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，2014年天然氣汽車數(shù)量較2011年數(shù)量顯著增加，尤其在出租車使用天然氣方面，增漲了1倍多，氣化率達(dá)到80%左右，預(yù)計(jì)到2020年氣化率將達(dá)到90%左右，而其他類型的汽車使用天然氣情況，也將隨著天然氣汽車不斷發(fā)展、加氣站數(shù)量逐漸增多而逐漸增多；并且隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，公交車投入使用量也逐漸覆蓋到整個(gè)城市、人們出游次數(shù)也會(huì)不斷增加，利用天然氣汽車具有清潔環(huán)保、加氣次數(shù)少、行駛里程長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)促進(jìn)公交車、城際客車、旅游包車發(fā)展天然氣汽車，下一階段，預(yù)計(jì)這些領(lǐng)域的天然氣汽車氣化率將會(huì)顯著提高。

根據(jù)天然氣汽車保有量預(yù)測(cè)模型研究表明，天然氣汽車保有量與城市需求量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有關(guān)，其影響因素為交通量和國(guó)民生產(chǎn)總值，這兩個(gè)因素變化可以通過(guò)常州市汽車保有量來(lái)反映，因此令常州市汽車保有量為自變量x，天然氣汽車保有量為應(yīng)變量y，建立一元線性預(yù)測(cè)回歸方程：

其他種類的天然氣汽車根據(jù)這一原理可以分別求出各自的保有量預(yù)測(cè)模型。由于出租車天然氣保有量占據(jù)比例比較高，因此，本文以出租車為研究對(duì)象，確定其保有量預(yù)測(cè)模型：

表1 常州市天然氣汽車保有量調(diào)查數(shù)據(jù)表（萬(wàn)輛）

表2 預(yù)測(cè)2020年天然氣汽車保有量數(shù)據(jù)表（萬(wàn)輛）

表3 常州市區(qū)天然氣需求總量

通過(guò)對(duì)線性相關(guān)系數(shù)r進(jìn)行求解，分析判斷預(yù)測(cè)因素與預(yù)測(cè)值線性相關(guān)程度。

因素與預(yù)測(cè)值線性相關(guān)程度顯著，模型預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。經(jīng)計(jì)算，得出2020年天然氣汽車保有量數(shù)據(jù)如表2所示。

常州市天然氣需求量預(yù)測(cè)：天然氣加氣需求量是通過(guò)每輛車型的日加氣量與天然氣汽車保有量的乘積來(lái)得出，表3給出每種車型的日均加氣量，由此可以對(duì)每種車型的天然氣加氣需求模型進(jìn)行確定，出租車加氣需求模型為：

式中：Q—出租車加氣需求量，萬(wàn)m3；

Y—天然氣汽車保有量，萬(wàn)輛；

通過(guò)對(duì)每種類型車的模型進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出2020年加氣需求總量預(yù)計(jì)為86.77萬(wàn)m3，從表中可以看出，2020年常州市公交車和出租車加氣量占總加氣量的一半左右，是天然氣利用的主要來(lái)源，其他車型加氣量的和占總量的一半，環(huán)衛(wèi)車由于數(shù)量相對(duì)少，因此其加氣量也較少，另外由于人們的生活水平不斷提高，私家車比例、旅游客車數(shù)量也在不斷增加，加氣量也隨著增加，隨著天然氣油改氣技術(shù)的逐漸成熟,成本越來(lái)越低，預(yù)計(jì)這種增長(zhǎng)趨勢(shì)仍不斷地增長(zhǎng)。

常州市天然氣加氣站數(shù)量的確定：根據(jù)天然氣汽車保有量與加氣需求量供求平衡理論確定的模型方程5-6所示，計(jì)算出常州市所需加氣站的數(shù)量：

加氣站總數(shù)為：

常州未來(lái)加氣站建設(shè)方案

通過(guò)對(duì)天然氣加氣站數(shù)量數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，得出到2020年常州市還需規(guī)劃76座加氣站，到2020年常州市共有天然氣加氣站91座，其中規(guī)劃為車用自備加氣站20座，車用公共加氣站65站，船用加氣站6座。

利用重心法原理對(duì)常州市加氣站位置進(jìn)行劃分，最終確定加氣站選址位置為：新北區(qū)13座、天寧、鐘樓、戚墅堰區(qū)17座、武進(jìn)區(qū)26座。