液化天然气工业链与国际贸易
责任编辑：cnlng 浏览：3112次 时间： 2008-07-20 14:08:50
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摘要:摘要：随着世界油价的不断攀升，世界各国对液化天然气(LNG)的需求日益增加，液化天然气行业越来越突现其重要性。本文主要介绍我国液化天然气发展行业的特点和相应的发展情况，分别从世界及国内专业现状、液化天然气产业链(LNG工厂、LNG运输、LNG接收、LNG储存、LNG应..
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摘要：随着世界油价的不断攀升，世界各国对液化天然气(LNG)的需求日益增加，液化天然气行业越来越突现其重要性。本文主要介绍我国液化天然气发展行业的特点和相应的发展情况，分别从世界及国内专业现状、液化天然气产业链(LNG工厂、LNG运输、LNG接收、LNG储存、LNG应用)、国际贸易等方面进行阐述。我国在发展LNG过程中，应当根据特点相应地制定出适合中国能源结构的规范及措施。 关键词：LNG 中国 现状 发展 前景 Three Characteristics Of Liquefied natual gas in ChinaLI Pei-ming， JIAO Wen-ling (School of Municipal and Environmental Engineering， Harbin Institute of Technology， Harbin 150090， China) Abstract: Along with continuous increase of oil price in the world， the need of liquefied natural gas(LNG) in international communities increases increasingly， and the trade of liquefied natural gas begins to take on its importance day by day .This text mainly introduces the development of the trade of liquefied natural gas on characteristicses with correspond of development circumstance.It expounds internal and international circumstances in the present condition， liquefied natural gas’s industry chain(LNG factory， LNG conveyance， LNG receivation， LNG storage， LNG application)， international trade...etc. Our country should carry on corresponding countermeasures to adjust the energy structure in China by according to these characteristicses during the period of developing LNG. Key Words: LNG China actuality dev elopment prospect 引言 液化天然气(liquefied natural gas)[1]，简称LNG，是将天然气经过脱水、脱重烃、脱酸性气体的净化处理后，采用节流、膨胀或外加冷源制冷工艺，在常压和-162℃条件下液化而成。液化天然气无味、无色、无毒、无腐蚀性，体积大概是正常燃烧天然气体积的1/600，重量小于水重量的一半。 目前LNG是全球增长最快的一次能源，在很大程度上可弥补石油资源不足、保证能源供应的多元化、逐步改善我国环境质量。LNG是优质的工业和民用燃料，十分有利于输送和储存。我国液化天然气行业重要性日益突显。 1 液化天然气的发展及优势 1.1 世界及中国LNG的发展 20世纪初，世界上开始了天然气液化工业，直到20世纪40年代才建成世界上第一座工业规模的天然气液化装置[2]。1964年，世界上第一座基本负荷型LNG工厂在阿尔及利亚建成投产。由于天然气相比于石油、煤炭，具有高热值、低污染、便于运输储存的优点，世界各国都相继发展LNG产业。到60年代，美、英、法、德技术装备已较先进，从生产、储存到运输、应用各阶段逐步完善。目前，LNG工厂、LNG船、LNG接收站在世界范围内大量出现，国际LNG贸易增长速度加快，进入了大发展的关键时期。 早在20世纪60年代，我国国家科委就制定了LNG发展规划。1993年召开的天然气分离与液化学术研讨会上已确定我国具有发展LNG工业的条件。目前，LNG产业在我国处于起步阶段，日益受到重视，相继建成了多套LNG生产装置。除部分生产装置已经进入投产阶段外，另有多套大型LNG装置处于申报或建设阶段。目前，我国拥有多种类型的LNG生产装置、LNG运输装置、LNG储存设备以及LNG接收站。中原油田绿能高科有限责任公司成功开发了LNG技术，将使中国建设小型、节能型的LNG工厂变为现实。中原油田先后攻克了高压天然气净化工艺和液化工艺、天然气微量苯低温高压脱除技术、低温液态天然气带压储存技术等难题，最终采用复迭式制冷工艺对天然气进行液化处理[3]。该公司还成功开发了橇装式LNG气化站、LNG柴油汽车[3]等，改装成功国内第一辆LNG汽车，在北京建成我国第一座LNG汽车加气站。LNG在我国的发展较快，但由于我国的LNG产业处于起步阶段，在发展LNG工业时，应根据我国现状，学习并且借鉴国外先进技术及经验，学会创新，制定出一系列适合我国国情发展的发展规划。 1.2 LNG的特性及运输优点 LNG作燃料与煤和石油相比，除NOx、COx含量低和几乎不含硫等特性外，还具有以下优点[4]：天然气液化后便与经济可靠的远距离运输，相同条件下往往比地下管道输气节省大量投资，而且方便可靠，易于适应运输变化，风险很小；储存效率高，占地少，投资省；低温液化可分离出部分有用的副产品；LNG可作优质的车用燃料，与汽车烧汽油相比，它辛烷值高、抗爆性好、燃烧完全、排气污染少、运输成本低，与汽车用压缩天然气相比，它储存效率高、钢瓶数量少、重量轻以及继驶行程远、建站不受供气管网限制；有利于城市供气负荷的平衡调节，比地面高压储气库和地下储气库建设节省土地、资金，缩短工期，为供气调峰提供了便利条件；生产使用比较安全，稍有泄漏立即挥发飞散了，不致引起自然爆炸；有利于环境保护，减少城市污染。 目前，LNG难以被CNG、NGH、ANG取代[5]。天然气的运输除了液化为LNG外也有其他的技术方式。有人设想用压缩天然气(CNG)，即把天然气压缩到大约200大气压左右储存在压力容器中用船装载。CNG不需液化，但是它压缩耗功很大，高压容器自重大，单位自重运量低，所以CNG船运的可能性还有待研究。吸附天然气(ANG)和天然气水合物(NGH)的运输方式虽然都可以避开大量耗能的深冷技术，但是吸附剂本身也有重量，也占体积，目前还很难解决脱附不完全的问题。目前在NGH中1m3的水可以水合近200m3的天然气，但是1m3的水重1吨，而200m3的天然气的重量才100多Kg，经济上的合理性和技术上的成熟性有待考虑。所以，CNG、NGH、ANG暂时难以取代LNG。 2 液化天然气的工业链 液化天然气的工业链包括LNG生产、运输、储存、接收及应用各个阶段。我国在LNG工业链上各环节有了很大进展，系统性中体现了市场化、多元化，我国仍需要逐步完善LNG产业的系统性，实现灵活机动、高效、可靠运行的整体优势。 液化天然气的工业链除了要求将各个阶段力求完善，还需要将其与发展策略联系起来。我国LNG产业与沿海乙烯-石化产业链进行战略整合，减少国家对进口石油的依赖，有利于中国发展天然气的下游市场；我国LNG产业还与西气东输和陆路进口天然气管网连接整合，与国际LNG产业巨头进行战略合作，打入上游。因此，中国公司应尽快向国际LNG产业巨头壳牌(SHELL)、英国石油(BP)等学习市场规则，与他们结成策略联盟，以市场换技术和经验，保障国家能源战略的实施。下面分别介绍LNG工业链、LNG工厂、LNG运输、LNG储存、LNG接收与LNG应用。 2.1 我国LNG工业链 我国LNG工业链[5]包括天然气液化、储存、运输、接收终端、气化站等，大致可分为三段，每段都包括几个环节。第一段是LNG工业链的上游，包括勘探、开发、净化、分离、液化等几个环节；第二段是LNG工业链的中游，包括装卸船运输、终端站(包括储罐和再气化设施)和供气主干管网的建设；第三段是下游，即最终市场用户，包括联合循环电站、城市燃气公司、工业炉用户、工业园区和建筑物冷热电多联供的分布式能源站、加气站用户以及化工原料用户等。 2.2 我国LNG工厂[6] [7] 天然气经预处理后在液化天然气工厂进行液化。LNG的液化流程[2] [8]有不同形式，分别为级联式液化流程、混合制冷剂液化流程及带膨胀机的液化流程。天然气液化装置有基本负荷型液化装置和调峰型液化装置。基本负荷型天然气液化装置是指生产供当地使用或外运的大型液化装置，20世纪80年代后几乎都采用丙烷预冷混合制冷剂液化流程；调峰型液化装置[2]指为调峰负荷将低峰负荷时过剩的天然气液化储存，在高峰时或紧急情况下再气化使用，与基本负荷型LNG装置相比，调峰型LNG装置是小流量的天然气液化装置，非常年连续运行，生产规模较小，其液化能力一般为高峰负荷量的1/10左右，对于调峰型液化天然装置，其液化部分常采用带膨胀机的液化流程和混合制冷剂液化流程。目前，我国天然气液化装置主要有以下几种： 表1 我国主要的天然气液化装置表[2] Tab 1 the main devices of liquefied natural gas in our country
在我国，由于各地地形限制，许多地区不适宜建设管道输送天然气，所以非管道运输方式必将在我LNG产生发展进程中发挥其主要作用。LNG运输容器[9]根据用途不同可分为三类：LNG罐式集装箱；LNG罐车，包括挂车和半挂车；LNG车载储气瓶。 LNG罐式集装箱[9]用于船支、铁路、公路转运LNG，也可兼作小型固体储罐用，有20、40、43英尺三种规格，主要以高真空多层绝热为主，工作压力≤1.6Mpa。 LNG罐车[9]用于公路转运LNG，约30-120m3，主要以真空纤维绝热、高真空多层绝热为主导绝热方式，工作压力≤1.6Mpa。 LNG车载储气瓶[9]用于LNG汽车用燃料箱，规格约0.6m3以下，主要以高真空多层绝热为主，工作压力≤1.6Mpa。 2.4 我国LNG储存与接收 LNG作为一种低温液体，其在液化工厂或在进口LNG接收站规模的不同，都需要建设专门的储存设备进行储存。LNG储存设备主要有：30m3-150m3粉末真空绝热立式或卧式储罐，主要用于中国中小城市气化站、工业燃料站；LNG子母罐，容积视建站规模而定，主要用于城市调峰、应急站、大型工业用气站；球形储罐，主要用于耐内外压力大的储存系统。近年来，LNG储罐的单罐容积不断加大，因此对储罐的安全性要求愈来愈高。 接收海运LNG的终端设施称为LNG接收终端[2]。它接收用船从基本负荷型天然气液化工厂运来的液化天然气，将其储存和再汽化后分配给用户。它主要由专用码头、卸货装置、LNG输送管道、LNG储槽、再气化装置及送气设备、气体计量和压力控制站、蒸发气体回收装置等组成。 我国已经规划在珠江三角洲、长江三角洲、福建和浙江进口LNG。深圳建设了我国第一个LNG接收终端，从澳大利亚进口300万t/aLNG；福建500万t/a的接收站早已动工；山东、浙江、上海等也已经投入到LNG接收站的建设之中。 2.5 我国LNG应用 随着液化天然气在我国的不断发展，LNG已经具有广泛的应用。LNG气化后可用于电力工业、交通运输、民用及商业用户、农业加工等，也可用于化工生产合成氨、甲醇、乙炔等化工产品。我国LNG应用包括LNG冷量回收利用、气化站、汽车燃料等等。 LNG冷量[10]回收利用包括空气分离、冷藏、制取液化二氧化碳和发电。其中，LNG经升温气化后，即可燃烧发电。采用LNG发电可以大幅减低温室气体及有害气体排放，对减少城市的环境污染，改善大气环境质量，具有显著的社会效益和环境效益。另外LNG发电投资省见效快，但工艺稍复杂，由于LNG需升温气化后才能进入燃机燃烧，因此需增加LNG气化站，此为LNG发电关键工艺技术。广东是我国应用LNG发电最早的地区，我国即将投入运行的第一个LNG接收站在广东建立，接收的LNG向惠州和深圳前湾两个新建LNG电厂以及深圳南山、美视和月亮湾等燃油改燃气的燃气轮机电厂、香港电灯公司新建燃气轮机电厂和香港中华燃气有限公司等提供天然气。 LNG气化站[11]工艺包括LNG卸载、储存、气化以及调压计量等。液化天然气由LNG专用槽车运来，用气化器给槽车增压，将LNG压入储罐。靠压力推动，LNG从储罐流向空温式气化器，气化成为气态天然气，然后经过调压计量和加臭后，进入城镇天然气输配管网供给各类用户使用。 液化天然气汽车(LNGV)[12]是新一代的天然气汽车，在继承了压缩天然气(CNGV)优点的同时又克服其不足，已成为天然气汽车的发展方向。LNG汽车具有能量密度大、运输方便、排放物污染小、安全性能好、经济效益显著等优点。 从我国能源结构的战略调整来看，随着我国LNG工业的进一步发展，LNG将作为重要能源在我国各地得到应用，从而必将加速我国LNGV的规模化发展。 3 液化天然气的国际贸易 LNG的国际贸易主要体现为海上运输LNG。海上LNG市场始于上世纪80年代，年贸易量超过1亿吨；主要买家有日本、韩国、中国台湾等。近年来，全球LNG的生产和贸易日趋活跃，特别是2004年起石油市场新一轮的价格持续高涨，刺激了天然气市场的拓展。一些国际大石油公司如壳牌集团、埃克森美孚公司纷纷将其新的利润增长点转向LNG业务。LNG在世界能源市场上的高需求及高销量已经使LNG具有全球化和国际化的特征。 目前，LNG海上贸易占世界天然气贸易量的比例呈逐年上升，一方面随着人们环保意识日益增强，世界各国对液化天然气需求不断增加；另一方面，大多数天然气产地离消费市场距离遥远，相隔广阔的海洋，而跨越深海管道运输技术还不能实现。亚洲依然是世界最大的LNG消费区，日本仍是世界最大的LNG消费国，亚洲地区新的需求增长将来自中国和印度。 我国政府重视LNG的引进，2020年计划耗用的2200亿立方米天然气中，进口天然气将约占到1000亿立方米，现在我国已计划建设7个LNG接收港口终端站，2015以前中国将建造30多艘大型LNG船。距我国较近的LNG资源主要有俄罗斯萨哈林岛、印度尼西亚、马来西亚、澳大利亚及中东地区的一些国家，见下表： 表2 距我国较近的LNG资源国家 Tab 2 countries of LNG resources near our country
4 结语 液化天然气工业是一项系统、全面的燃气工程。发展液化天然气工业不仅可以优化我国的能源结构，缓解能源短缺问题，还可以带动相关产业前进，促进经济发展，其环保也同样具有重要意义。目前国内各大石油公司都意识到LNG将成为我国引进国外天然气的重要途径，而且国外对于打开中国LNG市场也具有浓厚兴趣。我们应当抓住机遇，实施市场化、多元化和系统化的LNG发展战略，促进经济发展，找到最适合中国国情的能源发展路线。 |
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