摘要:本文在分析人类用能发展趋势的基础上,探讨了从传统加油站到混合能源加注站的发展模式及步骤,最后对未来能源加注模式进行了展望。

关键词:混合能源加注站, 能源加注模式, 加油站

中图分类号:TM92  文献标识码:B

引语

每当清晨,地球上最后的机器人Wall-E给自己的太阳能电池充满电后,开始日复一日地清理垃圾遍地且已寸草不生的地球。这是风靡全球的迪士尼电影《Wall-E》中的一幕,而由此,身背太阳能面板的Wall-E拥有了全球众多爱好者。其中,虽然由于受到光电转换效率、寿命及成本等因素的制约,太阳能面板产生电能的方式目前还处于试应用初期,但其作为一种提供个体能源的新模式出现,已逐渐被大众所接受。而以提供汽、柴油的传统加油站,虽作为目前应用最为广泛的集中式能源提供模式,具有不可比拟的优势,但在各种新能源的冲击下,也在发生着深刻的变化。

1.人类用能的趋势

在人类活动中,对自然界影响最深刻的无疑是能源的使用,其中尤以石油与煤等化石性能源的过度使用对自然与气候影响最大,而这种影响已被证明是负面且不可逆的。但随着人类进化、社会进步及科技的发展,人类在致力于解决生存与发展问题的基础上,已逐渐增多了对生存环境与可持续发展等问题的关注,这使得气候与环境保护日益被重视。而其中,对能源类型、比重及模式的改革尤其深刻。概括讲,人类用能总的趋势为:

1.1绿色能源

绿色能源有两层含义:狭义的绿色能源是指可再生能源,用现代技术开发干净、无污染的新能源,如生物能、太阳能、水电能、风能与地热能等。这些能源消耗之后可以恢复补充,很少产生污染;广义绿色能源则包括在能源的生产及其消费过程中,选用对生态环境低污染或无污染的能源,如天气与清洁煤等[1]

a.英国北海的埃尔金气田平台b.山东烟台的风力发电机组

图1 绿色能源

与传统的化石能源相比,由于绿色能源无可比拟的巨大优势,世界各国都在争相发展。国际能源署在《2012年世界能源展望》中对2035年前全球能源趋势的权威预测表明,美国作为世界能源消费第一大国,到2030年,由于“页岩气革命”,天然气将成为其最广泛使用且最大的能源来源。可再生能源中水电稳步增长、风电和太阳能发电迅速扩张,这将使其强化为全球能源结构中不可分割的部分,2035年可再生能源发电量将约占电力产量的三分之一,并且2015年可再生能源将成为全球第二大电力来源(相当于煤炭发电量的一半)[2]。由此可见,随着技术的进步社会发展,在日常生活中,绿色能源终将逐渐取代传统的化石能源。

1.2高效能源(核电能)

在众多新能源中,由于光合作用低的能量转化效率[3],因此生物柴油和生物氢气等生物燃料并未获得大规模的实际应用。而煤层气、核能等用于发电[4],具有高能量、低消耗的特点,其中尤以核电能为甚。在西欧等发达国家,核电已成为一种成熟的能源。目前核电站的发电量已占全世界总发电量的16%,83%的装机容量在工业化国家,有17个国家的核电比例超过25%,其中法国高达76.4%[5]。国际上核电站的建造运行经验表明,核电的发电成本低于煤电,且核电是一种经济安全可靠清洁的能源,具有无可比拟的发展前景及优势[6]

a.中国大亚湾核电站b.法国paluel核电站

图2核电站

2.从加油站到混合能源加注站的发展

加油站这种快速便捷的传统能源提供模式一经在美国建立[7],迅速蔓延到全球。经过多年发展,加油站已从传统的单营模式向合资、特许经营及自助式加油站发展,并从单一的汽柴油销售,向非油品销售一体化模式转变[8, 9]。并且随着混合动力及充电汽车逐渐抗衡、取代燃油汽车的发展趋势,传统的加油站正逐渐往综合能源加注站的形式转换。

2.1加油站到油气混合站的发展

根据国际能源署对2035年前全球能源趋势作的预测,到2035年,全球乘用车总数大部分的增长将来自于中国,翻倍至17亿辆。其中混合动力汽车将占20%以上,天然气动力汽车将占3%[2]。特别对中国而言,一方面,作为石油进口大国,石油价格受国际局势影响较大,且其为不可再生能源,其作为车辆动力能源本具有的经济优势会逐渐丧失;另一方面,对油气混合型汽车,由于其突出的燃料低成本性与安全性的优势,,在国内被越来越多的车主所采纳。

但是, 城市建成区内用地紧张, 单独建设加气站的用地很难找到。另一方面,油品作为传统的汽车燃料, 在相当长的时间内仍然是汽车的主要燃料。因此, 在城市建成区内, 加油和压缩天然气合建站将成为汽车燃料加注站的主要方式[10]

根据《天然气发展“十二五”规划》指出,基础设施建设滞后已成为制约我国天然气应用的瓶颈[11]。而国家从法律法规上已经出台了《汽车加油加气站设计与施工规范》,并且国内石油天然气混合汽车在未来十年将进入到了一个井喷期[12],需求将引导更多油气混合站的发展。

图3加油加气站

2.2充电站是新的机会

虽然目前电动汽车由于受到其技术不成熟的影响,更多的消费者还处于观望阶段。但随着技术进步,高效电池等核心技术突破及充电站建设的完善,电动汽车将以其无与伦比的优势成为汽车发展的主流。而得益于其发展的多形态,如插入式电动汽车、纯电动汽车与油电混合动力汽车将完全满足不同类型消费者的需求。据权威预计,到2035年,电动混合/纯电动汽车将占总销售量的1/4以上[2]。2012年国务院常务会议通过的《节能与新能源汽车产业发展规划( 2012-2020年)》,更明确了对电动汽车的政策扶持[13]

图4 扬州电动汽车充电站

尽管国外电动汽车充电站的运营模式有政府主导、企业主导与两张混合主导三种模式[14]。但在我国,城市作为发展电动汽车的重点,利用现有加油加气站,特别是城区道路上油气混合站增设充电设施,是解决电动汽车应急充电需要,发展公共快速充电的一种重要方式。

巨大的需求同时也意味着巨大的发展机遇。中石化、中石油等作为国内拥有传统加油站最多且分布最广的企业,应积极参与到目前电动车充电标准及油气电加注站规范完善的制定中,抢占不可多得的发展机遇。

3.未来的能源加注模式发展的展望

在可预见的未来,汽柴油、天然气与电能混合加注的模式将成为发展主题。对加注站而言,将从对加注能源本身的关注逐渐转移到对能源加注、利用与管理效率的关注。譬如:提供个性化的能源管理解决方案,利用网络与云计算的优势,实时监控车辆能源消耗的比率,根据车况、路况、路程及驾驶习惯,依据不同燃料所产生能量的效率,自动计算每台车加注的比例,使得能源利用效率在应用中做到最高。

新的能源加注混合模式必将会带来前所未有的复杂问题,但也正是由于这些问题的存在与解决,必将引领混合加注模式的推广、普及与成熟。

结束语

大力发展新能源与低碳经济已成为构建两型社会的重要课题,并且在国家政策有力扶持,技术标准的不断发展更新的背景下,对已存在、正在发生及未来发展的能源加注模式进行有益的探讨是必不可少的,这必将会促进未来能源加注方式的改革与发展。

参考文献:

[1].钱金川与王兆胜, 绿色能源趋势下的电源设计. 中国电子商情(基础电子), 2013(10): 第49-50页.

[2].马特·史密斯与张瑜, 解读《2012年世界能源展望》的十大预言. 低碳世界,2012(10): 第27-29页.

[3].哈特穆特·米歇尔与姜临建, 扯淡的生物燃料. 科学新闻, 2012(05): 第86-87页.

[4].苏中良, 刘曰武与张俊清, 为什么说煤层气是一种清洁高效安全的新型能源. 油气井测试, 2010(06): 第23-28+82-83页.

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[6].黄毅诚, 核电是安全的新一代核电更为安全. 节能与环保, 2013(06): 第18-20页.

[7].杨郁峰与卢乃洪, 美国加油站发展的成功经验. 国际石油经济, 2003(04): 第23-26+64页.

[8].夏良康, 浅析德国加油站经营形式及特点. 石油商技, 2002(05): 第41-42页.

[9].王磊, 荆明与郭锋, 日本加油站TBA销售经验借鉴. 国际石油经济, 2003(02): 第41-43页.

[10].赵晓云, 加油和压缩天然气加气合建站设计方案. 江苏化工,2008(03): 第35-38页.

[11].李志勇记者徐岳翟永冠, 加气难让天然气汽车推广没底气, in 经济参考报. 第 006页.

[12].齐兴健, 夏怡与何沛, 分析汽车加油加气站设计的重点. 中国石油和化工标准与质量, 2014(04): 第234-235页.

[13].张建民与张三卿, 加油加气站增设电动汽车充电设施的设计. 石油化工设计, 2012(03): 第1-3+5页.

[14].康继光等, 电动汽车充电模式与充电站建设研究. 电力需求侧管理,2009(05): 第64-66页.

 

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