中國LNG應用現(xiàn)狀及前景

..頁腳頁腳.頁腳一、慨述一、慨述近年來，隨著世界天然氣產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，液化天然氣(LNG)已成為國際天然氣貿(mào)易的重要部分。與十年前相比，世界LNG貿(mào)易量增長了一倍，出現(xiàn)強勁的增長勢頭。據(jù)國際能源機構預測，2010年國際市場上LNG的貿(mào)易量將占到天然氣總貿(mào)易量的30％，到2020年將達到天然氣貿(mào)易量的40％，占天然氣消費量的15％。至2020年全球天然氣消費量將繼續(xù)以年2％～3％的增長率增長，而LNG在天然氣貿(mào)易市場中所占份額也將逐步增大，達到8％的年增長率。LNG在國際天然氣貿(mào)易中發(fā)展勢頭如此強勁，地位越來越重要，這都得益于世界LN6應用技術的發(fā)展。世界上普遍認為：液化天然氣工業(yè)是當代天然氣工業(yè)的一場革命，其發(fā)展已經(jīng)歷了六十多年的歷史，形成了從液化，儲存，運輸，汽化到終端利用的一整套完整的工藝技術和裝備。LNG是天然氣的一種儲存和運輸形式，其廣泛使用有利于邊遠天然氣的回收和儲存，有利于天然氣遠距離運輸，有利于天然氣使用中的調(diào)峰和開拓市場，以及擴展天然氣的利用形式。我國早在六十年代，科委就制訂了LNG發(fā)展規(guī)劃，六十年代中期完成了工業(yè)性試驗。石油管理局威遠化工廠擁有國最早的天然氣深冷分離及液化的工業(yè)生產(chǎn)裝置，除生產(chǎn)He外，還生產(chǎn)LNG。進入九十年代，我國進一步開始了液化天然氣技術的實踐，中科院低溫中心聯(lián)合有關企業(yè)，分別在和研究建成了兩臺液化天然氣裝置，一臺容量為每小時生產(chǎn)0.3方LNG，采用自身壓力膨脹制冷循環(huán)，一臺容量為每小時生產(chǎn)一臺容量為每小時生產(chǎn)O.5方LNG，采用氮氣膨脹閉式制冷循環(huán)。與國外情況不同的是，國天然氣液化的研究都是以小型液化工藝為目標。隨著我國天然氣工業(yè)的發(fā)展，在液化天然氣技術實踐的基礎上，通過引進國外技術，第一臺事故調(diào)峰型天然氣液化裝置于2000年在上海浦東建成，第一臺商業(yè)化的天然氣液化裝置于2001年在中原油田建成。這標志著，在引進國外天然氣液化技術的基礎上，國天然氣液化應用技術開始全面推開，隨后在新疆，等地相繼有多個LNG工廠建成投產(chǎn)，促使我國天然氣從液化，儲存，運輸，到終端使用的LNG應用技術的全面發(fā)展。二、中國LNG應用技術發(fā)展現(xiàn)狀從2001年中原油田建成的第一套商業(yè)化天然氣液化裝置開始，到目前近十年的時間，我國LNG應用技術得到了快速發(fā)展，建立起了涉及天然氣液化，儲存，運輸，汽化和終端使用，以及配套裝備各個方面，具有中國特色的LNG產(chǎn)業(yè)，成為了我國天然氣工業(yè)發(fā)展中的一個重要方面。主要體現(xiàn)在：1。天然氣的液化、儲存和運輸目前，我國已建成近20套LNG生產(chǎn)工廠，總規(guī)模達到了年產(chǎn)LNGl46萬噸，在建和待建的還有10套，總規(guī)模達到了年產(chǎn)LNGl20萬噸。前期的工廠大都是在引進國外技術的基礎上，通過消化吸收與國技術相結合完成，中原天然氣液化裝置由法國索菲燃氣公司設計，使用丙烷和乙烯為制冷劑的復疊式制冷循環(huán)。新疆廣匯天然氣液化裝置由德國林德公司設計，采用混合制冷劑循環(huán)。而國已建和擬建的中小型LNG液化工廠，其液化設備除主要設備外基本以國產(chǎn)設備為主，配套國產(chǎn)化設備已達到60％。近年來，隨著多套小型液化裝置的建設，我國已完全能自行設計、制造、安裝和調(diào)試LNG生產(chǎn)裝置。2009年10月，由空分設備(集團)有限責任公司自行設計、制造、安裝和調(diào)試的30萬方／天天然氣液化裝置在開發(fā)區(qū)正式開車成功。該套裝置采用帶制冷機預冷的氮、甲烷混合介質(zhì)膨脹制冷工藝流程，是目前國最大的完全國產(chǎn)化的天然氣液化裝直。在LNG儲運方面，我國在低溫液體儲罐領域，如液氧、液氮、乙烯儲罐，國已有成熟的設計、建造技術?？辗衷O備(集團)有限公司從20世紀80年代開始吸收外國設計，建造儲罐的先進技術，近年來自主開發(fā)了(400、6000)方的低溫液體儲罐，目前已建成該類儲罐上百臺，其中2000方以上儲罐20多臺。在國主要有堆積絕熱和真空粉末絕熱兩種類型的LNG儲槽，容積從30方、100方、150方、700方(組合)不等。而結構形式有立式和臥式兩種。根據(jù)目前國大型低溫LNG儲罐設計、建造技術現(xiàn)狀，我國30000方以下的LNG儲罐實現(xiàn)自主設計、建造的條件已基本成熟。LNG槽車國也是近年開始研制的。目前有30方、40方和45方等規(guī)格。因受車規(guī)的限制，目前真空粉末絕熱一般以30～35方為限，而多層絕熱可能達40～45方，而且從行走、底盤、制動、照明等方面均有新的改善。目前我國LNG槽車運載能力已達到2000萬方規(guī)模，總車倆數(shù)700多倆，單車有效容積從最初的29方發(fā)展到了51方，具有多家專業(yè)生產(chǎn)LNG槽車的企業(yè)和專業(yè)運輸公司。同時，罐式集裝箱近年來也得到了大力發(fā)展。罐式集裝箱一次可裝運17.5方、40方或方或43.9方LNG產(chǎn)品，采用高真空多層絕熱，絕熱性能好，無損儲存時間長，自重輕，運輸靈活?？晒?，水路，鐵路運輸，或?qū)崿F(xiàn)聯(lián)運。2．LNG衛(wèi)星站隨著LNG生產(chǎn)裝置商業(yè)化運行，LNG衛(wèi)星站也得到了快速發(fā)展。以2001年建成投產(chǎn)的LNG衛(wèi)星汽化站為標志，在全國已建成100多座日供氣規(guī)模在卜60萬方的LNG衛(wèi)星站，主要分布在華南和長三角等沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。目前LNG衛(wèi)星站已成為城市燃氣調(diào)峰和彌補管道天然氣不足的重要手段。LNG衛(wèi)星站主要具有接卸、儲存和汽化功能。我國的LNG衛(wèi)星站以及陸上運輸技術也已基本成熟，高真空粉末和超級真空纏繞式絕熱技術得到了快速發(fā)展，小型LNG瓶(O．15方以下)的無損存放期在15天以上，車載罐和衛(wèi)星站儲罐在75天以上，LNG衛(wèi)星站的建造和陸液態(tài)運輸設備制造都已完全國產(chǎn)化，同類型同性能產(chǎn)品價格比國外成倍的便宜，極具競爭力。已形成的一整套完善、成熟確保安全的小型LNG運輸、儲存、氣化和使用技術，以及一套有關運輸、儲存和使用的規(guī)和法規(guī)，為我國LNG衛(wèi)星站的健康發(fā)展奠定了基礎。3．大型LNG接收站中海油1995年受發(fā)改委委托，在沿海開展前期研究建設大型接收站引進國外LNG資源，1999年底正式批準在試點建設LNG接收站一體化工程項目，從此開始了我國大型LNG接收站的建設。大型低溫LNG儲罐罐用低溫材料選用是其設計與建造的技術關鍵之一。現(xiàn)在低溫LNG儲罐罐材料最常用的是9Ni鋼和不銹鋼，前者因其強度高、低溫韌性好廣泛應用于大型低溫LNG儲罐，后者主要用于50000方以下的中、小型低溫LNG儲罐。長期以來，9Ni鋼及其焊接材料一直依賴進口，這是困擾我國大型LNG工程建設的一個難題。2005-2007年，鋼鐵集團公司承擔科技部863項目“液化天然氣儲罐用超低溫9Ni鋼開發(fā)及應用技術”研究工作，成功研制出國產(chǎn)9Ni鋼06Ni9，隨后通用機械研究院等單位對06Ni9鋼的綜合材料性能與焊接性能進行了廣泛深入的技術實驗，結果表明：國產(chǎn)9Ni鋼06Ni9的綜合性能指標超過了美國標準ASTMA553／A553M(I型)和歐盟標準ENl0028的要求，與日本、歐洲按上述美歐標準生產(chǎn)的9Ni鋼水平相當或略高。2007年該鋼通過了全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會組織的專家評審，同意用于低溫儲罐和低溫壓力容器。中石油在建的、兩個LNG項目中的‘16萬方LNG儲罐，罐低溫材料已選用國產(chǎn)06Ni9鋼。2009年9月，中國石油液化天然氣有限公司位于大孤山半島的第一個液化天氣(LNG)儲罐罐頂平穩(wěn)到達預定位置，標志著我國第一個自主設計、自主采辦、自主施工、自主管理的大型LNG項目儲罐升頂作業(yè)一次成功，為我國獨立自主建設LNG項目積累了成功經(jīng)驗。這是我國大型低溫LNG儲罐國產(chǎn)化的一個重要里程碑。在施工工藝技術方面，國已建和正建的低溫LNG儲罐，不管其工藝及設備技術來自何方，但儲罐建造施工無一例外地都由國施工隊伍完成。因此，國較早承擔大型低溫LNG儲罐建造施工的企業(yè)，積累了豐富的經(jīng)驗，并在基礎及罐壁混凝土施工、外罐組裝焊接施工和絕熱結構施工等方面對國外技術進行了改進。目前，我國在LNG相關設計規(guī)與標準、絕熱材料、施工工藝技術等方面所取得的積極進展，以及工程設計與施工企業(yè)參與大型低溫LNG儲罐設計建造的實踐，為我國大型低溫LNG儲罐國產(chǎn)化打下了一定的基礎。4．LNG船運LNG運輸船是造船業(yè)公認的技術含量、附加值最高、難度最大的貨輪，只有美國、日本、韓國和歐洲的少數(shù)幾個的造船廠能建造。在LNG項目中，為實現(xiàn)“國貨國運，國船國造”目標，引入了國造船企業(yè)參與競標，上海滬東中華船廠在招標中最終勝出，從而為中國造船工業(yè)爭取到一個重要的發(fā)展機遇。中國目前是世界第三大造船國，我國造船企業(yè)從90年，就開始積極引進和吸收國外先進的LNG船舶建造技術和經(jīng)驗。滬東中華造船廠早在1997年就開始了研發(fā)建造LNG船項目，2000年首先成功制造出LNG液貨艙模分段，并獲得法國GTT公司，以及Bv，ABS，LR。DNV等船級社的認證；江南造船1996年開始為爭取承建LNG船進行相關技術儲備，2002年突破了建造LNG船的核心技術，成功建造了N096薄膜型LNG船貨物維護系統(tǒng)，獲得法國船級社頒發(fā)的LNG船模艙建造證書。同時又與芬蘭瑪莎造船公司簽訂了球罐型LNG船設計轉(zhuǎn)讓協(xié)議，成功引進新型球罐型LNG船設計技術；新船重工于2002年獲得了法國船級社，以及BV，ABS，LR。DNV等船級社頒發(fā)的LNG船模型艙特殊艙室制作證書，掌握了建造LNG船的核心技術。2008年4月，滬東中華造船廠自主建造的我國第一艘LNG船成功交付，標志著我國基本掌握了世界造船尖端技術。滬東中華造船廠在首艘LNG船的制造過程中已經(jīng)研發(fā)了一批過程中已經(jīng)研發(fā)了一批LNG船的建造技術，形成了9項專利，并將集中精力進行LNG系列船型的開發(fā)，逐步形成自己的品牌。目前，由滬東中華造船廠建造的5艘LNG船已全部交付業(yè)主使用，在該批次LNG船上，國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)船用鋼板和低溫不銹鋼材料、玻璃棉、低密度剛性絕緣和柔性絕緣等都得到了廣泛應用，并獲得了船東、船檢、專利公司的高度認可。目前在抓緊建造在建LNG船的同時，滬東中華造船廠不斷跟蹤國外液化天然氣運輸?shù)男枨蠛蚅NG船建造技術的發(fā)展，著手研發(fā)并向市場推出了擁有自主知識產(chǎn)權的16萬立方米薄膜型電力推進LNG船，并成立了大型LNG船研發(fā)項目組，開展22萬立方米薄膜型電力推進LNG船的設計。5．LNG終端利用我國LNG產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，促使了LNG的終端利用，并對相關產(chǎn)業(yè)起到了非常大的帶動作用。特別是LNG應用技術和儲運裝備，近幾年得到了長足的發(fā)展。LNG是天然氣的一種獨特的儲存和運輸形式，非常利于降低天然氣的儲存成本和天然氣的遠距離運輸，同時，天然氣通過凈化處理和液化，比管道輸送的天然≮更為潔凈。因此LNG在終端使用上有比天然氣更獨特的特性。一是用于天然氣市場的開拓。由于天然氣管道建’設投資大，許多地區(qū)不能及時建設管道，所以對管道氣不能及時到達的地區(qū)，可用LNG培育和發(fā)展市場。二是作為管道氣的補充和調(diào)峰。我國自身條件的我國自身條件的LNG設計規(guī)，制定施工標準，以指導LNG應用領域的設計、施工安裝和運行管理。②國在建的LNG接收終端系統(tǒng)流程的設計均采用國外技術，國僅具有衛(wèi)星LNG站系統(tǒng)的設計能力，尤其是大型LNG儲槽的設計與建造技術基本處于起步狀態(tài)。研究人員應大力提高該方面的技術水平，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的接收終端工藝流程。③LNG相關設備、閥門、儀表等對材料和結構的保冷性有特殊要求，國的設計制造水平與國際水平相差較大，應加強防腐蝕、安全性、可靠性的研究，從而大幅度降低產(chǎn)品成本。④對LNG項目營運與管理缺乏綜合性人才。包括液化廠、接收站、LNG運輸船、槽車、小型氣化與液化裝置設計制造國產(chǎn)化以及安全生產(chǎn)環(huán)保管理、經(jīng)營管理等領域均需要多方面的技術管理人才。四、LNG應用技術發(fā)展前景近十年來，隨著氣田周邊小型LNG工廠，以及沿海大型LNG接收站的建造，中國LNG應用技術得到了大力發(fā)展，促使了LNG產(chǎn)業(yè)的形成，基本建立起了涉及從天然氣液化，儲存和運輸，到接收，汽化和終端利用各環(huán)節(jié)相配套的LNG產(chǎn)業(yè)。展望未來，我國天然氣需求旺盛，在一次能源中增長最快，液化天然氣(LNG)產(chǎn)業(yè)作為天然氣工業(yè)的一個重要方面，憑借其自身獨特的優(yōu)勢，將促使天然氣在發(fā)展方式、發(fā)展規(guī)模、投資成本、生產(chǎn)消費等方面呈現(xiàn)新的特點，同時進一步帶發(fā)展方式、發(fā)展規(guī)模、投資成本、生產(chǎn)消費等方面呈現(xiàn)新的特點，同時進一步帶動LNG應用技術的發(fā)展。從發(fā)展前景主要在以下幾方面：1．沿海大型LNG接收站進一步的規(guī)模建設，將促使我國LNG應用技術進一步發(fā)展和完善自2006年5月LNG接收站一體化項目投產(chǎn)后，我國陸續(xù)投產(chǎn)了LNG接收站項目和上海接收站項目，三個項目系統(tǒng)流程設計均采用國外技術。通過項目實施，引進了專利技術，保證了LNG工藝的優(yōu)化與最新技術的使用，同時鍛煉了施工技術隊伍。主要新工藝技術體現(xiàn)在，最大限度的收集與處理BOG保證了LNG工藝的安全；全容罐的采用最大限度的防止泄漏與事故；再冷器的利用有利于節(jié)約冷源；液體加壓作為長輸管線的動力有利于節(jié)能。海水冷卻系統(tǒng)有利于節(jié)水節(jié)能。工程施工都由國企業(yè)完成。因此，在接收站的建造過程中，國的工程設計和施工企業(yè)都得到了很好的鍛煉，并掌握了一定的關鍵技術。隨著更多的大型LNG接收站的建設，將為我國的工程設計和施工企業(yè)提供自主設計，施工安裝和運營管理的機會，從而促進LNG應用技術的發(fā)展。2．城市調(diào)峰和供氣管網(wǎng)缺乏地區(qū)是LNG技術應用的重要方面。我國天然氣資源主要分布在人口稀少、經(jīng)濟不太發(fā)達的中西部地區(qū)，而人口稠密、經(jīng)濟發(fā)達的東部及東南沿海地區(qū)天然氣資源相對不足，資源分布和利用之間存在一定的矛盾。近年來，隨著西氣東輸，忠武線，陜京一、二線，川氣東送等跨區(qū)天然氣管線的建設，實現(xiàn)了天然氣從產(chǎn)氣區(qū)向負荷中心的供應，目前我國有280多座城市使用天然氣，2009年天然氣消費達到了887億。由于天然氣需求旺盛，以及季節(jié)性用量差別大，往往造成地區(qū)性供氣缺口，所以發(fā)展小型LNG調(diào)峰生產(chǎn)裝置和衛(wèi)星儲備站，是保障城市安全平穩(wěn)供氣的重要手段。同時由于地區(qū)性經(jīng)濟發(fā)展水平的差別，一些地區(qū)管網(wǎng)建設有困難，可采取衛(wèi)星站的方式實現(xiàn)天然氣供應。因此，城市調(diào)峰和供氣管網(wǎng)缺乏地區(qū)是小型LNG調(diào)峰生產(chǎn)裝置和衛(wèi)星儲備站技術應用的重要方面。同時衛(wèi)星儲備站也是大型LNG接收站在合理經(jīng)濟配送半徑，最好的配套設施。3．汽車和河航運是LNG技術應用的市場專纛氣汽車發(fā)展來看，經(jīng)歷了天然氣到液化石油。從燃氣汽車發(fā)展來看，經(jīng)歷了天然氣到澈化徊刪氣，在到壓縮天然氣(CNG)不平凡的過程，這個過程中關鍵的因素是資源的供應穩(wěn)定和技術進步問題。近車來，由于天然氣資源的快速增長和管道網(wǎng)絡的形成，以及燃氣發(fā)動機的發(fā)展，促使了cNG汽車的大力發(fā)展。然而，由于CNG須就近管網(wǎng)布點，在經(jīng)濟上壟合理，以及其固有的缺點，限制了CNG加氣站的大罌模發(fā)展；‘而LNG具有CNG同樣的優(yōu)點，且更具有比葫G更多的優(yōu)點。因此，未來LNG車用的發(fā)展具有很大的潛力。其發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾方面：(1)在非管網(wǎng)覆蓋區(qū)，以及沿海和江河地區(qū)，LNG將成為主流趨勢由于LNG是液態(tài)，非常便于經(jīng)濟可靠地遠距離運輸，在陸上，通常用20～50m3(相當于12000～3000~天然氣)的汽車槽車象運輸汽柴油那樣將LNG遠送到LNG汽車加氣站，或LNG衛(wèi)星站；也可根孥熏要用火車槽車，集裝箱運輸；在海上，通常用大至12～13萬m3的LNG輪船，進行長途運輸；河可用0．2萬In3左右的LNG船，或集裝箱運輸。因此，在非管網(wǎng)覆蓋區(qū)，以及沿海和江河地區(qū)，建設LNG衛(wèi)星尊和汽車加氣站不受天然氣管網(wǎng)的制約，從而促使這些地區(qū)LNG業(yè)務的發(fā)展。目前，我國已有多個LNG工J投產(chǎn)，沿海地區(qū)已有三座LNG接收站，未來還將有多個接收站建成，由此可以認為，未來這些地區(qū)LNG將成為發(fā)展的主流趨勢。(2)城際長途交通將大力發(fā)展LNG汽車使用LNG的汽車，由于LNG能量密度大，續(xù)使里程長。國外大型LNG貨車一次加氣可連續(xù)行駛1000～1300~，非常適合長途運輸?shù)男枰?。?10升鋼瓶加氣一次在市區(qū)可連續(xù)行駛約400km，在高速公路加氣一次可連續(xù)行駛約700l(1n以上。因此，特別適合長途大型客車和重型卡車作為燃料使用。目前，我國道路運輸平均運距：客運為46.5公里，貨運為171.5公里。表明道路貨運在跨區(qū)間中長途運輸、道路客霉在短途出行服務中發(fā)揮著骨干作用。若在交通樞紐駕匠和高速公路沿線建設LNG加氣站，勢必促使城堡蘭途交通大量使用LNG，從而促使使用LNG的汽車得到大力發(fā)展。(3)連網(wǎng)的高速公路將是LNG加氣站發(fā)展的首選LNG的優(yōu)勢決定了LNG特別適合大型的長途運輸車輛。目前，我國高速公路總里程達到4.1萬公里，至2010年，中國新建高速公路將達到2.4萬公里以上，總里程將達6.5公里?！耙晃濉逼陂g，交通部將著手組織實施高速公路網(wǎng)規(guī)劃，五年后，