文/華賁 華南理工大學(xué)天然氣利用研究中心

 

中國(guó)用了30多年的時(shí)間走過(guò)了發(fā)達(dá)國(guó)家100多年兩次工業(yè)革命的大部分歷程,但同時(shí)也付出了巨大的能源和環(huán)境代價(jià)。GDP占世界12%、人口占世界19.5%的中國(guó)耗費(fèi)著世界一半的煤炭、50%的鋼鐵、60%的水泥,能源利用效率低于世界平均水平13個(gè)百分點(diǎn)之多,霧霾天氣和PM2.5超標(biāo)已極為嚴(yán)重,世界20個(gè)重污染城市有16個(gè)在中國(guó)。近幾年中國(guó)碳排放年增量幾乎占了全世界的70%,面臨極大的能源轉(zhuǎn)型和碳減排壓力。

 

由于中國(guó)長(zhǎng)期執(zhí)行“以煤為主,重油輕氣”的能源戰(zhàn)略,錯(cuò)過(guò)了20世紀(jì)80年代世界終端用能燃料由煤和石油向潔凈而廉價(jià)的天然氣轉(zhuǎn)型的歷史機(jī)遇。實(shí)際上中國(guó)并不“缺油、少氣”,據(jù)國(guó)土資源部2014年最新數(shù)據(jù),我國(guó)油氣遠(yuǎn)景資源量為1287億t、70萬(wàn)億m3,可采油氣資源量分別為255億t、27萬(wàn)億m3。油氣探明程度分別為35.7%、15.4%,油氣資源潛力巨大。折算為已探明可采資源量,石油為91億t,比美國(guó)多一倍,儲(chǔ)采比43.3,4倍于美國(guó)的10.9;天然氣為4.16萬(wàn)億m3,儲(chǔ)采比38.9,3倍于美國(guó)的12.5。中國(guó)只要改變思維定式,在大力發(fā)展非化石能源的同時(shí),快速發(fā)展天然氣,就完全有可能用20年左右時(shí)間彌補(bǔ)上30年前向氣體燃料轉(zhuǎn)型的欠賬,與世界邁入“第三次工業(yè)革命”的歷史新時(shí)期同步前行。

 

當(dāng)前中國(guó)加速發(fā)展天然氣除了消除霧霾、減排CO2,促進(jìn)生態(tài)、綠色、低碳發(fā)展外,還有3大重任:①通過(guò)全面推廣能源利用效率70%以上的天然氣分布式冷熱電聯(lián)供,推動(dòng)全國(guó)能源利用效率大幅度提高,降低一次能源總量增幅;②發(fā)電配合電網(wǎng)調(diào)峰;③抓住歷史新機(jī)遇,發(fā)展天然氣交通工具(NaturalGasVehicle,NGV),以天然氣替代汽、柴油燃料,滿足今后快速增長(zhǎng)的交通運(yùn)輸燃料增量需求,抑制石油對(duì)外依存度增幅過(guò)大過(guò)快。

 

1 進(jìn)口LNG是國(guó)內(nèi)天然氣需求的重要補(bǔ)充,掌控國(guó)際貿(mào)易價(jià)格的抓手

 

因?qū)χ袊?guó)豐富的天然氣資源大規(guī)模勘探開(kāi)發(fā)起步晚,國(guó)內(nèi)的天然氣產(chǎn)量在近十幾年內(nèi)還不能滿足快速增長(zhǎng)的需求量,需要適當(dāng)進(jìn)口補(bǔ)充。按照生態(tài)、綠色、低碳發(fā)展進(jìn)程“倒逼”估算,2020年中國(guó)天然氣需求量應(yīng)在4500億m3/a左右,2030年將介于7000億~8000億m3/a之間。為了控制終端消費(fèi)價(jià)格、快速開(kāi)拓天然氣下游市場(chǎng),中國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體戰(zhàn)略必須以成本低廉的國(guó)產(chǎn)氣為主;作為補(bǔ)充的進(jìn)口氣所占比例盡可能不超過(guò)30%。

 

地緣條件使中國(guó)的天然氣進(jìn)口呈現(xiàn)“左右逢源”的有利格局。西、北、南三面都可借長(zhǎng)輸管線從資源豐富的產(chǎn)氣國(guó)進(jìn)口。按照已經(jīng)和即將簽訂的合同,到2020年進(jìn)口土庫(kù)曼斯坦、緬甸、俄羅斯管輸氣將有可能達(dá)到1000億m3/a。東南沿海有每年接受幾千萬(wàn)噸船運(yùn)LNG的能力。從LNG出口國(guó)資源、出口趨勢(shì)和液化設(shè)施建設(shè)規(guī)劃看,到2020年將呈現(xiàn)買(mǎi)方市場(chǎng),能夠滿足中國(guó)進(jìn)口LNG 4000萬(wàn)~5000萬(wàn)t/a的需求(見(jiàn)表1)。

 

 

以國(guó)產(chǎn)氣為主,且具有上述“左右逢源”地緣優(yōu)勢(shì)的中國(guó)能夠在相當(dāng)程度上掌握進(jìn)口天然氣或LNG的價(jià)格話語(yǔ)權(quán)。具有10~20個(gè)接收終端、幾百萬(wàn)噸LNG儲(chǔ)存能力,并且開(kāi)設(shè)了LNG期貨交易中心的世界第二大的中國(guó)LNG進(jìn)口市場(chǎng),對(duì)LNG或管輸氣的定價(jià)都將會(huì)有更大的影響。

 

2 LNG是現(xiàn)階段中國(guó)交通運(yùn)輸能源低碳轉(zhuǎn)型的主力

 

氣候變化促使能源向低碳轉(zhuǎn)型,交通運(yùn)輸能源最終必將走向“無(wú)碳化”。但是各個(gè)國(guó)家根據(jù)自己的國(guó)情所選擇的轉(zhuǎn)型途徑則各不相同:巴西80%的汽車(chē)燃料已是生物乙醇;美國(guó)玉米制乙醇已達(dá)1億t/a,而且與歐盟、日本同樣鼓勵(lì)發(fā)展混合動(dòng)力車(chē)和混合動(dòng)力+插電車(chē)(Plugin),遠(yuǎn)期目標(biāo)是氫燃料電池車(chē)。2010年世界天然氣車(chē)總量已達(dá)1267.4萬(wàn)輛,近10年增速為20.8%,其中巴基斯坦、伊朗、阿根廷、巴西、印度5國(guó)擁有量居前五位,占全球總數(shù)的80%,中國(guó)居第七位,目前已超過(guò)100萬(wàn)輛。由于LNG燃料箱的儲(chǔ)存能力兩倍于壓縮天然氣(CNG),并且配合效率更高的Diesel發(fā)動(dòng)機(jī),近年來(lái)用于大客車(chē)、貨車(chē)及船舶的LNG比CNG發(fā)展更快。澳大利亞、加拿大等國(guó)也都開(kāi)始發(fā)展LNGV。美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬在2014年國(guó)情咨文中提到美國(guó)政府將投入1000億美元建設(shè)天然氣設(shè)施,包括LNG工廠、加注站等基礎(chǔ)設(shè)施。

 

美國(guó)交通耗能以小車(chē)為主,使用汽油與柴油的比例為2∶1。而中國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)交通燃料消耗一直是以大型卡車(chē)為主,使用汽油與柴油的比例為1∶2;只是在近兩年汽油消耗量增長(zhǎng)才快于柴油。LNG作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料有很多優(yōu)點(diǎn):單位熱值(比能量)最高、尾氣排放最少,CO2排放僅為同熱值汽柴油排放量的3/4,減排PM2.5的效果更佳;LNG價(jià)格比柴油低40%而且穩(wěn)定少波動(dòng)。因此,LNGV應(yīng)當(dāng)作為中國(guó)交通運(yùn)輸能源低碳轉(zhuǎn)型在近20年的主要過(guò)渡手段。從戰(zhàn)略層面講,發(fā)展LNGV是中國(guó)彌補(bǔ)由煤向石油的第二次能源轉(zhuǎn)型的不足,跨越多數(shù)國(guó)家石油作為占第一位的一次能源的歷史階段而直接向低碳轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略性舉措。

 

按照上述低碳“倒逼機(jī)制”估算,若2030年中國(guó)的總能耗能夠控制在50億tce/a(1tce=29.3GJ),交通運(yùn)輸占16%,則2030年的交通運(yùn)輸燃料低碳替代目標(biāo)為44%;即3.5億tce/a。其中LNG、CNG為1.8億tce/a(1400億m3/a)占一半,電、生物質(zhì)和煤基燃料占另一半。其余56%是3.2億t/a汽柴煤油,比2010年多26%;相應(yīng)的石油耗量約5.3億t/a,對(duì)外依存度低于60%。這對(duì)國(guó)家戰(zhàn)略安全有著重要的作用。

 

按2011年中國(guó)載貨汽車(chē)1179萬(wàn)輛,單臺(tái)車(chē)年耗氣約3.5萬(wàn)m3計(jì)算,從2015年開(kāi)始通過(guò)新增車(chē)輛和報(bào)廢更新改用LNGV的方式每年增加10萬(wàn)輛,并逐年遞增,到2020年累計(jì)可達(dá)200萬(wàn)輛,耗用天然氣700億m3/a,為當(dāng)時(shí)天然氣耗量的17%。在2009年已達(dá)10%(91億m3/a)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)努力,這個(gè)目標(biāo)應(yīng)該是可以達(dá)到的。近兩年民間自發(fā)的LNGV年增速已達(dá)200%以上,正在新疆、內(nèi)蒙古、山西、海南等省(區(qū))的重型卡車(chē)、城際客車(chē)和公交車(chē)中推廣;長(zhǎng)江、大運(yùn)河LNG船舶,也已開(kāi)始快速發(fā)展。

 

特定的歷史背景將使中國(guó)成為世界上最大的LNGV制造基地和運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)。從上述估算可知,2020年LNGV的需求量有可能消耗進(jìn)口LNG和國(guó)內(nèi)小型LNG廠產(chǎn)量的絕大部分。事實(shí)上,目前有許多液化天然氣工廠就是瞄準(zhǔn)這個(gè)市場(chǎng)而建設(shè)的。不久的將來(lái),中國(guó)以LNGV燃料供應(yīng)為目標(biāo)的LNG產(chǎn)業(yè)將與以下游市場(chǎng)晝夜調(diào)峰為目標(biāo)的LNG產(chǎn)業(yè)融為一體,相輔相成,相得益彰,構(gòu)成一個(gè)全世界最大、多貨源、多用戶的LNG產(chǎn)業(yè)鏈和市場(chǎng)。

 

3 小型LNG生產(chǎn)和罐裝車(chē)船運(yùn)輸是中國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)鏈中游重要的組成部分

 

中國(guó)和美國(guó)是世界上最大的兩個(gè)天然氣消費(fèi)國(guó),但兩國(guó)中游市場(chǎng)格局完全不同:美國(guó)有40萬(wàn)km的完善天然氣管網(wǎng),資源產(chǎn)地相對(duì)集中。而中國(guó)的現(xiàn)狀是:①管網(wǎng)建設(shè)起步晚了30年,目前只有6萬(wàn)km;②天然氣資源地理分布較廣,小型資源較多;③中國(guó)已逐漸形成世界上最大的、技術(shù)先進(jìn)、成本低廉的小型LNG生產(chǎn)—罐箱運(yùn)輸—衛(wèi)星氣化站供應(yīng)鏈。目前中國(guó)在建和投運(yùn)的LNG工廠有數(shù)十座,據(jù)最新統(tǒng)計(jì)到2014年底產(chǎn)能將達(dá)1億t/a,衛(wèi)星氣化設(shè)施也有數(shù)百座。這是中國(guó)國(guó)情所促成的獨(dú)特情景,并已被證明是經(jīng)濟(jì)、有效、靈活、快速、能同時(shí)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上游及下游發(fā)展的手段。因此,斷言中國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)因管網(wǎng)比美國(guó)少而不能快速發(fā)展是極其錯(cuò)誤的。LNG物流是中國(guó)天然氣中游市場(chǎng)的“第二條腿”。

 

現(xiàn)階段中國(guó)LNG的終端用戶主要有三類(lèi):未來(lái)用量最大的是LNGV和CNGV的加注站及儲(chǔ)備罐;其次是城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的調(diào)峰儲(chǔ)罐;以及作為城市管網(wǎng)拓展先鋒的小型衛(wèi)星氣化站—局域網(wǎng)或工業(yè)用戶。LNG物流周轉(zhuǎn)量到2020年有可能占到天然氣需求總量的30%左右;LNG罐箱運(yùn)輸,特別是近年來(lái)異軍突起的LNG集裝箱多聯(lián)運(yùn)輸,將成為沿海LNG接收站和LNG集裝箱物流的重要渠道。

 

LNG罐箱,特別是加裝方形框架的圓柱形LNG保冷集裝箱多聯(lián)運(yùn)輸具有極大的靈活性,不像管網(wǎng)那樣需要大量的沉沒(méi)資金,對(duì)氣源和用戶氣量的變化都有很強(qiáng)的適應(yīng)性,可以規(guī)避新開(kāi)辟天然氣市場(chǎng)初期用量少、管道設(shè)施利用率低、折舊成本過(guò)高的風(fēng)險(xiǎn)。LNG車(chē)船罐箱運(yùn)輸是開(kāi)拓天然氣下游管網(wǎng)新市場(chǎng)的“開(kāi)路先鋒”。在LNGV市場(chǎng)充分發(fā)育,幾十萬(wàn)座加注站遍地開(kāi)花的情況下,LNG車(chē)船罐箱運(yùn)輸更是加注站LNG供應(yīng)鏈上最重要的一環(huán)。21世紀(jì)初中原綠能高科有限責(zé)任公司、新疆廣匯實(shí)業(yè)投資(集團(tuán))有限責(zé)任公司就把LNG從河南、新疆運(yùn)到幾千千米外的廣東、福建等十多個(gè)地區(qū)。北歐國(guó)家挪威的沿海LNG船舶運(yùn)輸已有14年的歷史,建立了完善的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。實(shí)踐表明其安全性高于LPG和油品的罐箱運(yùn)輸,長(zhǎng)途通過(guò)遠(yuǎn)洋船和鐵路,短途吊裝到卡車(chē)上用公路運(yùn)輸或內(nèi)河船上水運(yùn),已經(jīng)成為成本最低、最可靠的LNG物流運(yùn)作模式。中鐵集裝箱總公司正在組織LNG集裝箱多聯(lián)運(yùn)輸。

 

4 LNG是中國(guó)天然氣供需平衡、峰谷差調(diào)節(jié)的重要手段

 

在天然氣的6種下游用戶中,以天然氣為燃料、原料的過(guò)程工業(yè)及基荷發(fā)電用戶的用氣是連續(xù)而穩(wěn)定的,民用氣和商用氣消耗量則大部分晝多夜少,用于供暖的天然氣耗量則隨季節(jié)更迭而出現(xiàn)大幅度的變化。

 

天然氣季節(jié)調(diào)峰手段有3類(lèi):①地下儲(chǔ)氣庫(kù)占90%,包括枯竭油氣田、含水層、鹽穴3種;②用地上0.56MPa球罐或地下11MPa管束氣相儲(chǔ)存;③LNG液相儲(chǔ)存。有資料顯示,地下儲(chǔ)氣庫(kù)投資較LNG高,墊底氣量大,回收率僅有85%,而LNG儲(chǔ)存的回收率則可達(dá)98%。各國(guó)天然氣的來(lái)源和用戶構(gòu)成不同,用量波動(dòng)的規(guī)律、調(diào)峰的需求和手段也大不相同。美國(guó)天然氣主要靠自產(chǎn),地下儲(chǔ)氣庫(kù)總?cè)萘?006年達(dá)到了2067億m3,2007年10月統(tǒng)計(jì)的有效工作氣量為1049億m3,其中枯竭油氣田儲(chǔ)氣庫(kù)占85%,含水層占9%,鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)占4%,另有LNG儲(chǔ)備占2%。按照美國(guó)天然氣消費(fèi)量6529億m3/a計(jì)算,美國(guó)儲(chǔ)存的天然氣工作氣量約占消費(fèi)量的16%,相當(dāng)于59天的消費(fèi)量。地下儲(chǔ)氣庫(kù)因?yàn)閴毫Ω?充氣操作和釋放操作需時(shí)間長(zhǎng),切換周期也長(zhǎng)。因此多用于宏觀供需平衡或用戶季節(jié)性耗量變化的調(diào)節(jié),很難用于短時(shí)的晝夜調(diào)峰。美國(guó)地方配氣公司多用LNG滿足日尖峰用氣需求,LNG日調(diào)峰供應(yīng)能力在東部地區(qū)達(dá)23%,在西部地區(qū)為10%。這和美國(guó)天然氣連續(xù)、穩(wěn)定用戶占一半以上,晝夜調(diào)峰壓力不大有關(guān)。

 

日本消費(fèi)的天然氣幾乎全來(lái)自進(jìn)口的LNG。2006年底日本有27個(gè)LNG接收站,總能力7044萬(wàn)t/a。2008年日本消費(fèi)天然氣約987億m3,進(jìn)口LNG占93%。下游用戶約60%將天然氣用于用量穩(wěn)定的發(fā)電和工業(yè)燃料。20世紀(jì)80年代前日本主要用電制冷、天然氣和重油供暖。2000年起天然冷熱電聯(lián)供CCHP在日本迅速普及推廣,新建公共建筑物有一半采用天然氣CCHP。從圖1兩條曲線的變化可以看出,僅用6年時(shí)間建設(shè)的天然氣CCHP系統(tǒng)不僅減少了冬夏耗氣量差,而且平衡了用電負(fù)荷,提高了供冷、暖的能效。

 

日本LNG儲(chǔ)罐容量達(dá)145.53億m3,可儲(chǔ)存2個(gè)月的用氣量,足夠應(yīng)用于季節(jié)、月調(diào)峰和應(yīng)急儲(chǔ)備。對(duì)于晝夜小時(shí)調(diào)峰則依靠在配氣站建設(shè)的數(shù)百個(gè)20萬(wàn)m3規(guī)模的球形儲(chǔ)氣罐,足夠8500萬(wàn)用戶1天的天然氣用量。可見(jiàn),日本天然氣調(diào)峰策略和手段與美國(guó)是完全相反的。

 

中國(guó)城市燃?xì)獾南掠斡脩舨▌?dòng)和調(diào)峰需求與美國(guó)和日本都大不相同。我國(guó)第一個(gè)LNG深圳大鵬項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行晝夜用量最大相差5~6倍。而天然氣主要用于供暖的北京市則冬夏氣耗量差8~10倍之多。中國(guó)首批LNG接收站曾配套建設(shè)天然氣發(fā)電廠,令其夜間發(fā)電來(lái)平衡用氣,但因違背電力調(diào)峰的經(jīng)濟(jì)規(guī)律而難以執(zhí)行。2014年2月24日中電聯(lián)發(fā)布數(shù)據(jù)表明,2013年全國(guó)氣電裝機(jī)容量4668萬(wàn)kW,占總裝機(jī)量的3.7%,發(fā)電1143億kWh,占全國(guó)總發(fā)電量的2.1%,年發(fā)電時(shí)數(shù)只有2449h。另?yè)?jù)中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)燃?xì)廨啓C(jī)專(zhuān)委會(huì)調(diào)查報(bào)告,我國(guó)幾乎所有的E級(jí)和F級(jí)燃?xì)馓烊粴獍l(fā)電機(jī)組都在晝開(kāi)夜停用于調(diào)峰。這種現(xiàn)狀是中國(guó)目前天然氣價(jià)格和上網(wǎng)電價(jià)定價(jià)機(jī)制所決定的,未來(lái)天然氣發(fā)電機(jī)組也不可能用于基荷發(fā)電。此外,按照天然氣利用政策,用作工業(yè)原料的天然氣數(shù)量日益減少。由于價(jià)格因素,使用天然氣替代穩(wěn)定的工業(yè)燃料煤的進(jìn)程剛剛開(kāi)始,而替代季節(jié)性供暖燃料用戶則在急劇增加。這是目前中國(guó)天然氣用量晝夜和季節(jié)性波動(dòng)都極大的根本原因,短期很難扭轉(zhuǎn)。隨著全國(guó)管網(wǎng)天然氣用量的快速增加,調(diào)峰問(wèn)題將日益突出。

 

我國(guó)當(dāng)前最緊迫的季節(jié)調(diào)峰問(wèn)題須借鑒美國(guó)的經(jīng)驗(yàn),主要依靠建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫(kù)解決,目前已有若干項(xiàng)目正在進(jìn)行中。其次,由于我國(guó)沿海LNG接收站數(shù)量多,按緯度南北分布廣泛,季節(jié)變化差異很大。因此在簽訂購(gòu)氣照付不議合同時(shí),普遍設(shè)立了第三方條款,即規(guī)定允許整船轉(zhuǎn)到第三方站點(diǎn)卸貨,這一措施將會(huì)對(duì)南北用氣余缺起到重要的調(diào)劑作用。如前文所述,中國(guó)LNGV將占下游用戶相當(dāng)大比例,陸上LNG儲(chǔ)、輸設(shè)施和物流網(wǎng)絡(luò)將十分發(fā)達(dá),可作為緊急調(diào)劑的備用手段。此外,鑒于國(guó)際LNG現(xiàn)貨價(jià)格波動(dòng)和中國(guó)LNG市場(chǎng)的季節(jié)性變化以及LNG期貨的推出,LNG的商業(yè)儲(chǔ)存量也將增加。這些也可用作包括季節(jié)性的緊急備用。

 

中國(guó)城市天然氣用戶的晝夜調(diào)峰策略與日本不同,部分可借鑒美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)。主要途徑有:①充分運(yùn)用城市燃?xì)飧邏汗芫W(wǎng)容積,利用夜間升高壓力儲(chǔ)氣;②在全國(guó)統(tǒng)一調(diào)度之下,夜間停運(yùn)沿海接收站氣化部分設(shè)施,緩解主干管網(wǎng)夜間供過(guò)于求的矛盾;③包括城市燃?xì)夤�司、LNGV供貨商、LNG儲(chǔ)備和期貨經(jīng)營(yíng)商等多渠道投資建設(shè)能在高峰時(shí)段向管網(wǎng)供氣的天然氣液化和儲(chǔ)存設(shè)施;④運(yùn)用經(jīng)濟(jì)手段,提高極端高峰時(shí)段調(diào)峰氣價(jià)、降低夜間用氣價(jià)格,鼓勵(lì)液化天然氣廠、CNG壓縮母站等用戶在夜間操作。這樣一來(lái),LNG產(chǎn)業(yè)在天然氣調(diào)峰領(lǐng)域?qū)⑵鸬街匾�的作用�?/p>

 

必須特別指出的是,借鑒美國(guó)和日本普遍推廣天然氣分布式冷熱電聯(lián)供DES/CCHP設(shè)施的成功經(jīng)驗(yàn),因?yàn)槟苄�提高�?0%~80%,可大幅度減少天然氣消耗量,并縮小晝夜和季節(jié)性耗量差,降低調(diào)峰負(fù)荷。美國(guó)能源部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,天然氣CCHP主要用于連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的過(guò)程工業(yè)和大型社區(qū)。

 

5 LNG 冷能利用價(jià)值鏈的巨大潛力、對(duì)策與前景

 

由天然氣液化生產(chǎn)LNG耗電約為850kWh/t。當(dāng)LNG在常壓下氣化時(shí),約放出230kWh/t從-162℃到5℃的冷量。實(shí)際操作中,LNG需要用泵提高壓力后氣化外送,部分冷能轉(zhuǎn)化為壓力能。在5.5MPa和8MPa下,LNG氣化釋放出的冷能分別減少到203kWh/t和190kWh/t。

 

LNG冷能利用早已在日本和我國(guó)臺(tái)灣省等LNG市場(chǎng)開(kāi)展,主要利用途徑有:①冷能用于空氣分離制液氧或液氮;②分離LNG和附近油氣田伴生氣中的輕烴;③廢舊橡膠輪胎低溫粉碎;④借助循環(huán)冷媒膨脹發(fā)電、梯級(jí)利用冷能;⑤用于制造固態(tài)CO2(干冰)、冷庫(kù)、制冰、低溫儲(chǔ)糧,乃至建筑物空調(diào)等。不過(guò)迄今為止,日本和我國(guó)的接收站最多也只利用了不到20%的LNG冷能,大部分還是采用海水開(kāi)架氣化器ORV或加熱爐SCV氣化,白白丟棄。此外,小型LNG衛(wèi)星氣化站因氣化壓力低、消耗LNG壓火用少,可利用的冷能多,有利于采用直接膨脹發(fā)電與冷能集成、梯級(jí)利用。

 

中國(guó)到2020年將有規(guī)模為0.8億~1.0億t/a的LNG產(chǎn)業(yè),可用的冷能量甚大。在嚴(yán)峻的能源形勢(shì)下這筆資源應(yīng)當(dāng)被充分利用。未來(lái)中國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)鏈和冷能利用條件與日本和我國(guó)臺(tái)灣完全不同,主要是:①接收站配合天然氣管網(wǎng)調(diào)峰迫使夜間停止LNG氣化,使冷能輸出呈間斷模式,而上述各種冷能用戶,特別是最大潛在用戶LNG冷能空分,都要求連續(xù)穩(wěn)定的冷能供應(yīng),這就增加了冷能利用的難度;②用于城市燃?xì)庹{(diào)峰和衛(wèi)星氣化站的LNG冷能既間斷,又是小規(guī)模;③中國(guó)具有極為廣闊的LNG冷能空分產(chǎn)品下游市場(chǎng)。

 

這些特定國(guó)情要求中國(guó)LNG冷能利用走出一條獨(dú)立自主的創(chuàng)新之路,概括起來(lái)有以下幾項(xiàng):

 

1)開(kāi)發(fā)新型低溫混合冷媒和換冷、儲(chǔ)冷成套設(shè)施,替代ORV和SCV。盡可能使全部LNG氣化冷能都通過(guò)氣化換熱儲(chǔ)存于冷媒中,ORV和SCV僅做備用和平衡、補(bǔ)充。夜間停止氣化操作時(shí)以冷媒替代LNG維持空分裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,并可用于揮發(fā)氣BOG的再液化,節(jié)省電力。

 

2)空分產(chǎn)品的氣態(tài)氧用于200km距離內(nèi)沿海石化企業(yè)煤氣化多聯(lián)產(chǎn)發(fā)電、供熱和制氫。液態(tài)氮用于以下用途:①200km內(nèi)油氣田壓裂和驅(qū)油,提高采收率;②灌注瓶裝車(chē)用燃料,在高壓下氣化膨脹做功,此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)明,不久將規(guī)模化應(yīng)用;③廢輪胎超低溫粉碎制精細(xì)膠粉;④超低溫冷庫(kù)的冷源。

 

3)C2+含量在10%以上的“濕”LNG,用氣化冷能分離出C2+輕烴用作化工原料,余冷梯級(jí)利用。

 

4)LNG衛(wèi)星氣化站的冷能可通過(guò)發(fā)電與逐級(jí)利用系統(tǒng),用于干冰、冷庫(kù)、制冰、建筑物空調(diào)。

 

5)以LNG為燃料的車(chē)船氣化的冷能,用于車(chē)(船)載冷藏罐箱保冷,以及車(chē)(船)客艙空調(diào)。

 

中國(guó)正在進(jìn)入依靠自主創(chuàng)新推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的時(shí)代。上述幾項(xiàng)冷能利用技術(shù)對(duì)化工和暖通專(zhuān)業(yè)都是成熟技術(shù),只需通過(guò)集成創(chuàng)新移植到LNG產(chǎn)業(yè)中來(lái),做好頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃,技術(shù)的突破和推廣都不難。

 

6 LNG帶動(dòng)一大批新型低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

 

按照預(yù)計(jì)的天然氣產(chǎn)業(yè)規(guī)模,可以預(yù)測(cè)未來(lái)10~20年將要規(guī)劃建設(shè)的一系列發(fā)展前景:LNG接收站、液化天然氣廠,LNG專(zhuān)用運(yùn)輸罐箱、集裝箱、船舶,LNGV制造業(yè)的成百萬(wàn)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料箱、車(chē)船、加注站;包括LNGV供應(yīng)鏈在內(nèi)的LNG儲(chǔ)運(yùn)物流產(chǎn)業(yè)所需的大量維修、運(yùn)營(yíng)和管理從業(yè)人員;包括副產(chǎn)液態(tài)氮?dú)庀掠萎a(chǎn)業(yè)在內(nèi)的LNG氣化過(guò)程冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)劃、建設(shè)、裝備制造和運(yùn)營(yíng);LNG國(guó)際、國(guó)內(nèi)貿(mào)易,期貨市場(chǎng)開(kāi)拓等。以上各項(xiàng)將在中國(guó)向低碳轉(zhuǎn)型和第三次工業(yè)革命歷史進(jìn)程中形成一個(gè)嶄新的低碳產(chǎn)業(yè)鏈群。它將創(chuàng)造每年數(shù)萬(wàn)億元的產(chǎn)值,為數(shù)百萬(wàn)人提供就業(yè)機(jī)會(huì);相關(guān)的制造業(yè)將為中國(guó)國(guó)際貿(mào)易創(chuàng)造出一個(gè)新的高端出口品種;LNGV的推廣、液氮交通運(yùn)輸工具的發(fā)展,將替代上億噸石油進(jìn)口量,每年減少10%以上的PM2.5和其他污染排放量,減排數(shù)億噸的二氧化碳排放量;帶動(dòng)空分、冷鏈物流產(chǎn)業(yè),節(jié)約數(shù)百億千瓦時(shí)的電力。

 

當(dāng)前,LNG產(chǎn)業(yè)改革和發(fā)展面臨著極好的機(jī)遇,以新能源和互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的“第三次工業(yè)革命”所推動(dòng)的新的生產(chǎn)關(guān)系,已在處于“第二次工業(yè)革命”后期的發(fā)達(dá)國(guó)家萌芽。正在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,綠色、生態(tài)、低碳科學(xué)發(fā)展的中國(guó),為一個(gè)舉世空前規(guī)模的LNG產(chǎn)業(yè)提供了無(wú)限的商機(jī),中國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的壯麗前景即將展現(xiàn)。

來(lái)源：能源 情報(bào)