我国液化天然气运输的发展趋势

2013-03-22黄淑女王作乾

电力与能源 2013年3期

周恒，黄淑女，王作乾

（1.中海石油化工进出口有限公司，北京 100010；2.中海石油气电集团有限责任公司，北京 100027；3.中国石油勘探开发研究院，北京 100083）

目前，天然气占我国一次能源消费比重为4.6%，与国际平均水平23.8%的差距较大。同时，随着我国城镇化深入发展，城镇人口规模不断扩大，对天然气的需求也将日益增加。加快发展天然气，提高天然气在我国一次能源消费结构中的比重，可显著减少二氧化碳等温室气体和细颗粒物（PM2.5）等污染物的排放，实现节能减排、改善环境，这既是我国实现优化调整能源结构的现实选择，也是强化节能减排的迫切需要。在国家天然气“十二五”规划中，明确提出要加大天然气的开发和利用，到2015年国产天然气供应能力将达到1 760亿m3左右，进口天然气量约为935亿m3。

液化天然气（LNG）在国际上已经得到广泛应用。20世纪50年代，LNG卫星站最初出现在美国，主要是作为城市燃气调峰和事故储备，也有一些是直接向居民供气。在我国，这几年随着国内大鹏LNG、福建LNG等多个大型LNG接收站投入使用，同时由于LNG的存储及调峰方面的优越性，LNG在国内受到越来越多的关注，已进入快速发展期。随着LNG的大量使用，LNG运输问题在世界各国均受到很大的关注。我国的LNG运输已经由单一的LNG槽车公路运输发展到公路、水路和铁路多种运输方式，并且正在进一步的研究和提高。

1 国内LNG运输现状

1.1 公路运输

我国公路LNG运输目前只有槽车运输一种方式，其是与卫星站紧密联系在一起的。一般，LNG卫星站兴建在离LNG接收站或液化厂和输气干线有一定距离的城镇或小区，这些地区有一定数量的天然气用户，但管线未能延伸到该地区，或把管线延伸到该地区的经济性不好。LNG槽车运输适合短距离、小规模运输，且运输距离越短，能体现其经济性的运输规模范围越宽。

2001年初，河南中原油田建设了全国首家LNG工厂，同年，上海交通大学和张家港圣达因等单位共同研制成功了我国第一辆LNG公路运输罐车，LNG公路运输从此开始。LNG公路运输主要以LNG罐车为主，随着2002年《液化天然气罐式集装箱》标准的出台，我国LNG罐式集装箱在公路运输中的应用，得到了快速发展。

目前，LNG槽车运输在国内发展得非常成熟，而且基本实现国产化，是LNG的主力运输工具。车载LNG罐的规格有45，40，27，20m3，使用最多的是40m3。由于构成LNG运输车中的LNG罐的使用寿命比较长（一般可达30年），而车辆本身的使用寿命则较短（一般不超过10年），为了避免LNG罐随车辆一起报废，现在一些厂家将LNG运输车的储罐设计为一个拖挂，由独立的牵引车拉着走，这样，在牵引车报废时，后面的拖挂（LNG罐）还可以继续使用。

LNG罐式集装箱是指以标准集装箱为框架，内置LNG压力储罐的装置。LNG罐的设计压力为0.8MPa，安全阀释放压力为0.7MPa，灌装压力为0.1MPa，其罐容积大约为43m3。目前，车载和船载罐式集装箱规格有三种：罐容积为45m3、有效容积为40m3；罐容积为42m3，有效容积为36m3；罐容积为22m3，有效容积为14.5m3。为确保运输过程的安全，对车载和船载罐式集装箱绝热性能要求很高，日气化率约为0.19%，要求无损耗存放时间达2个月以上，而出厂测定的无损耗存放时间有些厂要求在70天以上（灌装初始压力为0.1MPa）。

车载罐一般为双层结构中真空缠绕绝热层以保证其隔热性能，真空度一般可达到绝对压力0.02Pa以下。为了确保内外罐之间的真空度，这类罐的焊缝无损探伤除了常规压力容器要求的射线、超声、磁粉探伤外，还必须进行氦质谱检漏。为了确保车载罐的耐低温性能，其内罐材质均采用不锈钢。

1.2 水路运输

作为LNG产业链中的一个重要环节，LNG大型船舶运输与LNG接收站的建设是密不可分的，上游将气田开采出的天然气，通过管路送到液化工厂并液化为LNG，以方便运输；LNG船舶运输负责将LNG安全、可靠和稳定地送到下游项目目的港的接收站。

LNG运输船是LNG海上运输的主要载体，是实现天然气远距离运输的专用海上运输工具。自1959年“甲烷先锋”号首航成功以来，伴随着世界上天然气气田的开发和国际贸易的增长，LNG船舶的种类和规模也获得了巨大的发展。LNG船的货舱由初期的A型独立货舱、MOSS型独立货舱发展到现在的多种形式的非独立货舱。LNG运输船的推进系统从传统的蒸汽轮机推进系统，发展到现在的双燃料电推系统（DFDE）和双燃料柴油机＋再液化装置（DFR）。

1.3 铁路运输

铁路运输在一定运输距离下具有经济性、安全性以及环保性，是由火车罐箱装运和配送LNG技术。这种技术采用集装箱运输方式，大大提高了铁路运输的灵活性，而且不需要修建专用铁路线。铁路运输的最大动力来源于它的经济性和安全性。日本Japex公司从1999年开展LNG铁路运输的业务，是目前世界上唯一有LNG铁路运输的国家。在国内，2004年新疆广汇LNG铁路专用线竣工，但目前还没有投入运营。

2 LNG运输发展趋势

2.1 小型LNG船舶运输

我国正在规划和实施的沿海大型LNG接收站有20多个，LNG储罐库容正在形成规模，这些接收站大多分布在东南沿海地区，采用进口气源，不过受条件制约，目前天然气市场覆盖有限。为此，依托大型LNG接收站，采用中小型LNG运输船舶向沿海和沿江地区转运LNG，扩大LNG的市场覆盖、增加LNG的供应量，有利于优化我国能源结构和能源供应的多元化调整，保障天然气资源的供应安全。

南方地区水网密布，尤其是珠三角和长三角地区，利用船舶进行LNG二次运输比铁路、公路都更经济而且安全。特别是在目前还没有输气管道或不适合建设输气管道的地方，船舶运输是天然气运输的唯一可行方式，但我国的中小型LNG船舶的制造和运输还跟不上发展的需要。

小型LNG船是LNG船型发展至今的一个新装备。小型LNG运输船是指舱容在1～50km3的LNG船舶，在区域内供应数千吨至上万吨的数量，可直接到达最终用户。小型LNG船的设计建造技术和营运在欧美和日本等国家已经运用成熟，相比大型LNG船和陆地槽罐车运输具有周转灵活、安全性高的优点。

目前，中小型LNG运输船通常采用独立式C型液货舱。一般液货舱采用单圆筒型或双圆筒型结构，外部设置绝缘结构，无需次屏蔽，建造简单。C型水平铺设的铝合金舱在温度－163℃时可承受0.3MPa的压力。

2008年，中国船舶工业集团公司第七〇八研究所，对2万m3小型LNG运输船进行过概念设计研究，这种方案同样适合2万m3以下的LNG运输船舶。2009年浙江台州五洲船业有限公司和张家港圣汇气体化工装备有限公司共同为挪威斯考根海运集团建造小型多用途液化气体船，该船配备容积为4 000m3和6 000m3的圆柱形罐各一个，可装载1万m3液化天然气。该船配备再液化装置，可使BOG再度液化，是世界首艘配备再液化装置的小型LNG船。目前，该船挂新加坡国籍专门跑欧美路线，2012年在国内开辟了大连到东莞的海上小液化船路线，并获得成功。

与我国起步建设大型LNG库和主干航线船一样，对国内小型LNG船的建造和经营，政府应给予适当的政策优惠。另外我国有些地方原来建有LPG船码头，在需要的时候也可根据具体情况考虑将原有的LPG船码头改造成小型LNG船接卸码头。目前规划小型LNG船时，应该考虑这些码头的现状，在相关接口的建设和配备上协调一致，在—定程度上实现标准化。

2.2 LNG集装箱船运输

当LNG运输量不大、运输间隔短时，我国目前主要采用公路槽车进行运输。然而，公路运输成本高，沿线环境复杂多变。在这种背景下，有关专家提出了采用LNG罐式集装箱水路运输的模式。

LNG集装箱水路运输有两种方式：一种为LNG集装箱与其他类别货物混运，运量比较灵活，运输成本相对较低，但要求资源地与目标市场之间有危险品运输班轮；另一种为LNG集装箱专运，但单一航次的运量相对较大，运输成本相对较高。LNG罐式集装箱水路运输是一种全新的运输形式，目前尚没有正式投入运营。

2.3 LNG滚装船运输

LNG滚装船是结合LNG水运和公路运输的一种整体槽车滚装运输装备。该模式主要适用于没有LNG装卸码头或装卸设施的气源地，通过LNG罐式集装箱车辆直接进入滚装船内进行运输。LNG滚装船包括专业能源槽车滚装船和危险化学品混用滚装船两种。

LNG滚装船技术在国内已有应用，2008年新奥海洋运输有限公司海运船厂建造的“北部湾”号顺利下水并试航成功。该船有12个车位的专业能源槽车滚装船，专门为运输涠洲岛LNG的槽车而量身设计，可载液化天然气槽车12辆，载重为750t，续航能力达到1 000海里。LNG罐式集装箱在海南LNG厂完成LNG充装后，经公路运输至海口危险货物集装箱码头，与其他危险品一起进入危险品滚装船，经琼州海峡抵达海安码头，再经公路运输至需求地区。