压缩天然气CNG汽车加气建设投资估算及效益分析
湖北沪蓉西高速公路
一.问题的提出
  随着汽车工业的不断发展和汽车保有量的增加,汽车尾气的排放对大气环境的污染也进一步加剧,为改善汽油、柴油燃烧后对环境造成的污染,压缩天然气(CNG)汽车在许多国家都得到了广泛的推广和应用,我国是从1998年开始实施清洁燃料汽车工程的,并列为国家环保科研项目,目前已在十三所城市推广普及,据不完全统计,截止到2000年,全世界已有CNG汽车104.7万辆,CNG加气站2700余座,我国已有4.7万辆CNG汽车,加气站147座。保定市的天然气入市工程,为我市实施CNG汽车及加气站项目创造了有利的条件,我们应该抓住这个有利时机,加快燃气汽车的开发速度,加大汽车尾气的治理力度。
二.CNG汽车的优越性
  CNG汽车与汽柴油汽车相比,无论是在技术性能上还是在运行工况上,都具有许多优越性,具体体现在以下几个方面:
1.污染少:目前各大城市汽车尾气排放是造成城市污染的主要原因,改为天然气后,尾气中的C0可减少90%以上,HC减少70%以上,NOx减少40%左右,C02减少20%左右,S02减少90%以上,噪声降低40%左右,可大大减少环境污染。
2.使用安全:天然气相对密度为0.763,比空气轻(空气为1),一旦泄漏后易扩散,不易积聚着火,汽柴油较重,呈液态,泄漏后有挥发过程,不易散失,易着火爆炸,并且天然气的自燃点为650,比汽柴油自燃点(510-530)高,故天然气比汽柴油泄漏着火的危险性小。另外天然气汽车用钢瓶系高压容器,其材质及制造、检验、试验均有严格的标准控制,其试验压力高于工作压力4倍,并且装有防爆设施不会因为汽车碰撞或翻覆造成火灾或爆炸。
3.可延长汽车发动机的使用寿命,降低维修费:由于天然气辛烷值大于100,并且高于汽柴油5%—10%,因此运行平稳无爆震现象,另外,由于天然气燃烧充分,对发动机油污染小,可以减少对发动机的磨损,延长发动机的寿命,同时维护保养费较汽柴油低。
4.运行费用较低:这不仅表现在燃料成本,而且表现在燃料用量上。一般汽柴油价格为3.0/L—3.2/L,而天然气价格为2.1/M3—2.4/ M3。另外从燃料用量比较来看,1 M3天然气的动力值相当于1.14升汽油,即烧1 M3天然气所行驶里程相当于烧1.14升汽油所行驶里程。
5. 动力性能:由于发动机结构参数的制约,致使发到机动力性能下降(改装车),但是通过适当增大发动机的压缩比即可使其动力性能提高,一般下降低幅度控制在5%左右,不会影响汽车的爬坡能力。
三.加气站的建设投资及效益分析:
(一)加气站建设方案
方案一:天然气加气母站建设方案
1.工艺流程:来站天然气经过滤、调压、计量后经缓冲稳压后进入压缩机,压缩机加压至25Mpa,进入高压脱水装置除去剩余水分,进高压贮气装置(分不同压力贮气),通过控制器给汽车加气。
2.功能与特点:具有给天然气汽车加气功能,同时可为子站供应压缩天然气(气瓶或撬车)
3.主要设备:压缩机组、地面贮气瓶组、售气机、脱水干燥装置、锅炉加热系统、消防设施等。
4.技术要求:建设点靠近天然气高、中压管道(压力不低于0.4Mpa)或贮配站内。
方案二:撬装加气母站(一体化站)
1.工艺流程:将压缩系统等设备安装在同一底座上,从而形成一个整体的加气站。
2.功能与特点:占地面积小,建设周期短,机动性强,易于迁移挪动,自动化程度高,运行噪音小,维护方便,具有较大的加气能力。
3.要求:同加气母站
方案三:加气子站
1.工艺流程:依靠车载气瓶运进天然气进行加气作业的加气站。
2. 设备:包括子站拖车、地面压缩机撬、站内贮气瓶组、售气机等。
3. 功能及特点:不受输气管道制约,具有机动灵活等特点,可较好地缓解建设初期城市的供需矛盾。但供气稳定性,运行成本都存在一定问题,不适合城市长期运作。
(二)加气站投资估算及效益分析
1 投资估算:
表一:加气站投资
方案
方案一
方案二
方案三
名称
CNG加气母站
撬装加气母站
CNG加气子站
规模NM3/
50000
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15000
15000
设备投资(万元)
337.4
198
167(不含拖车)
固定资产投资
142.6
90
90
总投资
480
288
257
备注
1 以上设备压缩机为美国进口,其它为国产;
2 拖车价格大约96.5万元一套;
3 征地按30万元/亩。
2、年销售气量
以下测算均以设计规模气量进行,年供气天数按250天计算。
表二:三种方案年销气量
方案
方案一
方案二
方案三
日供气规模日
50000
15000
15000
年售气量(万NM3
1250
375
375
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3、成本核算
表三:三种方案的生产成本
方案
方案一
方案二
方案三
采购成本(元/M3
1.48
1.48
1.7(外购)
气损成本
(损5.9%计)元/M3
0.087
0.087
0.1063
压缩成本(电油水)元/M3
0.36
0.36
0.18
运行人员工资
万元/
20(20)
10(10)
4(4)
运行成本
/M3
0.016
0.027
0.0107
设备折旧费(12年)
万元/
28.117
16.5
13.92
设备折旧成本
/M3
0.0225
0.044
0.037
固定资产折旧费(30年)万元/
4.753
3
3
固定资产折旧成本
奥迪r8价格
/M3
0.0038
0.008
0.008
设备维修费万元/
(折旧费的4%
11.247
6.6
5.568
设备维修成本
(元/M3
0.009
0.0176
0.0148
综合生产成本
(元/M3
1.978
2.0
2.05
4、效益分析及投资回收期
表四:三种方案的投资回收期
方案
方案一
方案二
方案三
年售气量
NM3
1250
375
375
售气价格
/NM3
2.1
2.2
2.2
年销售收入
(万元)
2625
825
825
年销售利润
(万元)
152.5
75
56.25
奥迪rs5税费(万元)
25.925
12.75
9.563
年纯利润(万元)
126.575
62.25
46.69
预计投资回收期
3年零10个月
4年零8个月
5年零6个月
5.结论
(1)根据以上三种方案的测算结果,目前我市加气站建设可先采用方案二,建设撬装加气站,待改装车达到一定规模后,可以考虑建设加气子母站。
(2)从以上测算结果可以看出,加气站的建设投资的回收是建立在达到理想供气规模的基础上,但是推广CNG燃气汽车并不是一个快速见效的项目,它取决于一定的改车数量和用气规模,若要以市场行为普及推广,难度还是十分大的,因此必须得到政府的大力支持,制定相应的政策,不仅要加大对汽车业主的吸引力,而且要加快改装汽车的步伐,只有大批量,大规模的进行改车,才可缩短投资回收期。
四.汽车改装投资及效益分析
(一)改装方案
  在CNG汽车推广使用的初始阶段,由于CNG加气站较少,就必须考虑两种燃料并用的阶段,即将原汽柴油的汽车改装成燃烧CNG的汽车,但并不拆除原燃烧汽柴油的装置,两种燃料可以通过转换开关切换,以便随时根据燃料供应情况而操作。
(二)改车对象的选择
  改车对象首先是选择那些对环境污染较严重,行车里程较长,投资回收比较稳定的车辆,如公交车、出租车、环卫车等。
  目前我市公交车保有量为:200
  出租车保有量为:3000
  环卫车保有量为:200
  如果能得到政府的大力支持,可在3—5年内将全部出租车、公交车和环卫车改造完成。
() 投资估算及效益分析
1. 改装费用:一般一辆大客车为9800元,中巴车为5600元,出租车为4900元。
2. CNG与燃油耗量比:1:1.14
3.效益分析及投资回收期:
车型
公交大客
中巴
出租车
改车费
9800
5600
4900
百公里耗油(升)
18
12
8
百公里耗气(M3
14
10.5
7
百公里节省费用(元)
23.2
12.9
8.6
年用油量(升)
4500
3000
4000
年用气量(M3
3947.4
2631.6
2508.8
年用油费用(万元)
1.35
0.9
1.2
年用气费用(万元)
0.869
0.579
0.772
年节省费用(元)
汽车合格证二维码4810
3210
4280
投资回收期
2年零5个月
1年零7个月
1年零2个月
燃油价格按3.0/L计算;燃气价格按2.2/ M3计算;            年行驶天数按250天计算。
5.结论:燃油汽车改装为CNG汽车基本上两年就能收回改装投资费用(节省燃料费),并且使用CNG汽车还有许多间接经济效益,比如环保效益和社会效益也非常显著。
五.建议
六.推广使用CNG汽车,必须尽快制定我市发展规划和相应政策,并建立完善的配套管理机制,在安全规范的前提下引导和鼓励社会力量投资建站、改车,保证其按照市场经济的规律有序发展。
七.加气站和汽车改装的发展必须相辅相承,达到一定规模后,在规划建设加气站时,必须尽可能靠近城市主要道路旁或加油站旁,尽量减少改装车的空驶里程。
八.政府支持是确保CNG汽车快速发展的根本,同时环保部门的强制推广政策更能加快此项工作的进展速度。
九.加大宣传力度,提高人们对汽车尾气危害的认识,宣传CNG是一种优质清洁且经济的汽车燃料,使广大汽车业主都能主动加入到改车行列。