LNG儲運(yùn)模式創(chuàng)新研究

＊劉立平

（中海油江蘇天然氣有限責(zé)任公司 江蘇 224500）

LNG是一種清潔、高效、環(huán)保的能源，已廣泛應(yīng)用于發(fā)電、加熱、工業(yè)制造等領(lǐng)域。LNG的儲運(yùn)是LNG產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)，涉及到安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面的問題。目前，常用的LNG儲運(yùn)模式主要包括船舶運(yùn)輸、管道運(yùn)輸和儲存，儲罐的容量可以從幾千立方米到幾十萬立方米不等[1]。然而，這些傳統(tǒng)的LNG儲運(yùn)模式存在一些問題，如運(yùn)輸成本高、安全風(fēng)險(xiǎn)大、環(huán)保壓力大等。因此，如何創(chuàng)新LNG儲運(yùn)模式，提高LNG儲運(yùn)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性，成為當(dāng)前LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要課題。

1.LNG的基本概念和應(yīng)用現(xiàn)狀

LNG是通過液化將天然氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)狀態(tài)，從而方便儲存和運(yùn)輸?shù)囊环N天然氣形式。與天然氣相比，LNG具有更高的能量密度和更好的環(huán)保性能，因此在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前，LNG的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括以下幾個(gè)方面：

（1）發(fā)電。LNG作為一種清潔能源，能夠通過燃燒產(chǎn)生少量的二氧化碳、硫化物和氮氧化物等有害物質(zhì)，相比于煤炭等傳統(tǒng)能源對環(huán)境的影響更小。此外，LNG具有高效能、無味無色、易于調(diào)節(jié)供應(yīng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于發(fā)電領(lǐng)域。在LNG供應(yīng)充足的情況下，發(fā)電廠可以通過LNG發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生穩(wěn)定的電力輸出，提高能源利用效率。此外，LNG還可以與傳統(tǒng)能源混合使用，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型升級的目標(biāo)。

（2）加熱。LNG在加熱領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用前景。在家庭方面，LNG可以被應(yīng)用于供暖、烹飪和熱水等方面，相比于傳統(tǒng)的燃?xì)夂褪偷热剂?，LNG更加環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和安全。同時(shí)，LNG還可以被應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的加熱需求，例如，工業(yè)爐、烘干和蒸汽發(fā)生器等，LNG的應(yīng)用可以降低企業(yè)的能源成本和污染排放，提高生產(chǎn)效率。此外，在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)或地區(qū)氣候寒冷的情況下，LNG也可以被應(yīng)用于供暖和加熱的需要，為當(dāng)?shù)鼐用窈推髽I(yè)提供便利和環(huán)保的能源選擇。

（3）工業(yè)制造。LNG在工業(yè)制造中的應(yīng)用越來越廣泛。LNG可以用于生產(chǎn)化工品和冶金產(chǎn)品等，替代傳統(tǒng)的燃料和原材料，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。比如，LNG可以用于生產(chǎn)甲醇、氫氣、氨、二甲醚等化工品，替代傳統(tǒng)的煤炭和石油等燃料。此外，LNG還可以作為鋼鐵、鋁等金屬冶煉的燃料，替代傳統(tǒng)的煤炭和焦炭等。LNG在工業(yè)制造中的應(yīng)用一方面可以降低能源消耗和減少污染排放，包括二氧化碳排放、二氧化硫排放以及顆粒物排放等，例如，在發(fā)電廠中使用LNG代替煤作為燃料可以將二氧化碳排放量減少約50%。另一方面，還可以提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本，對于工業(yè)制造的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

（4）交通運(yùn)輸。LNG作為一種清潔、高效的能源，正被越來越多地應(yīng)用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域。在城市公共交通領(lǐng)域，LNG已經(jīng)成為了公交車和出租車的主要燃料之一，而在物流領(lǐng)域，LNG也逐漸替代了傳統(tǒng)的柴油燃料。相比傳統(tǒng)的石油燃料，LNG的燃燒產(chǎn)生的污染物更少，例如，LNG的二氧化碳排放比燃油低25%～30%，氮氧化物排放比燃油低85%，并且不會產(chǎn)生硫化物，也沒有其他有害顆粒物的排放，這可以大幅降低交通運(yùn)輸對空氣質(zhì)量的影響[2]。同時(shí)，LNG的能量密度比傳統(tǒng)燃料高，所以同樣的燃料量可以提供更多的動力，這意味著LNG作為交通工具的燃料可以提高車輛的運(yùn)行效率和里程數(shù)。此外，根據(jù)國際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)，2019年LNG的國際市場價(jià)格為每百萬英熱4～5美元，而原油的價(jià)格為每桶60～70美元。意味著LNG的價(jià)格相對較低。這將為交通運(yùn)輸企業(yè)帶來更低的燃料成本和更高的盈利能力。

2.LNG儲運(yùn)模式的分析

（1）船舶運(yùn)輸。船舶運(yùn)輸是目前應(yīng)用最廣泛的LNG儲運(yùn)方式。船舶運(yùn)輸有著運(yùn)輸距離遠(yuǎn)、運(yùn)輸量大等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也面臨著運(yùn)輸成本高、運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)大等問題。在LNG船舶運(yùn)輸中，通常采用LNG載體罐儲存LNG。這種LNG儲運(yùn)模式有以下幾種形式：

①船載液化天然氣儲存罐是指LNG船使用自帶的LNG儲存罐來存儲LNG。這種儲存方式的優(yōu)點(diǎn)之一是LNG船可以自給自足，因?yàn)樗梢栽谄溥\(yùn)輸過程中使用自己的LNG儲存罐。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，船載LNG儲存罐可以減少液化天然氣的轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，從而降低運(yùn)輸成本和風(fēng)險(xiǎn)。然而，船載LNG儲存罐也有一些缺點(diǎn)。首先，這種儲存方式的儲存罐重量很大，這可能會影響LNG船的航行能力和穩(wěn)定性[3]。其次，船載LNG儲存罐的儲存能力有限，這意味著LNG船需要經(jīng)常充填儲存罐以確保足夠的儲存能力。此外，如果LNG船需要在長時(shí)間的航程中進(jìn)行補(bǔ)給，它需要在港口或碼頭?？?，這會增加額外的時(shí)間和成本。

②岸基液化天然氣儲存罐是指LNG船將LNG卸載至岸基LNG儲存罐中存儲。這種儲存方式的優(yōu)點(diǎn)之一是，相較于船載LNG儲存罐，LNG船可以更輕便，因?yàn)椴恍枰休d大量的LNG儲存罐。此外，岸基LNG儲存罐可以更靈活地滿足LNG的儲存需求。因?yàn)榘痘鵏NG儲存設(shè)施通常配備了多個(gè)儲存罐，所以可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整儲存容量。岸基LNG儲存設(shè)施還可以提供其他服務(wù)，例如卸載LNG、加注LNG或進(jìn)行其他維護(hù)。然而，岸基LNG儲存罐也有一些缺點(diǎn)。首先，這種儲存方式需要岸基LNG儲存設(shè)施的支持，因此需要投資建設(shè)岸基設(shè)施。其次，卸載LNG至岸基LNG儲存罐需要一定的時(shí)間和勞動力成本，這可能會影響LNG船的運(yùn)輸效率。最后，LNG運(yùn)輸?shù)陌踩院涂煽啃砸踩Q于岸基LNG儲存設(shè)施的設(shè)計(jì)和維護(hù)水平。

③船舶與岸基液化天然氣（LNG）儲存罐聯(lián)合使用是指LNG船將LNG卸載至岸基LNG儲存罐中，然后由岸基LNG儲存罐將LNG轉(zhuǎn)運(yùn)至其他LNG船或LNG加氣站。這種儲存方式的優(yōu)點(diǎn)之一是可以充分利用LNG船的運(yùn)輸能力，將LNG卸載至岸基LNG儲存罐中，可以通過管道或其他方式將LNG轉(zhuǎn)運(yùn)至其他需要LNG的地方，包括其他LNG船或LNG加氣站[4]。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，岸基LNG儲存罐的儲存容量通常比船載LNG儲存罐要大，因此可以更好地應(yīng)對LNG需求高峰期。此外，這種儲存方式可以減少LNG船的停靠次數(shù)，從而減少船舶在碼頭的停留時(shí)間，提高運(yùn)輸效率。船舶與岸基LNG儲存罐聯(lián)合使用也存在一些缺點(diǎn)。首先，轉(zhuǎn)運(yùn)LNG的環(huán)節(jié)比較復(fù)雜，需要進(jìn)行多次操作和轉(zhuǎn)運(yùn)，增加了運(yùn)輸過程中出現(xiàn)問題的可能性。其次，轉(zhuǎn)運(yùn)LNG的管道和設(shè)備需要高度的安全性和可靠性，否則可能會引發(fā)事故。最后，這種儲存方式也需要投資建設(shè)岸基LNG儲存設(shè)施，因此需要進(jìn)行一定的經(jīng)濟(jì)評估和風(fēng)險(xiǎn)分析。

（2）管道運(yùn)輸。管道運(yùn)輸是指將液化天然氣（LNG）通過管道輸送至目的地的儲運(yùn)方式。相比于其他儲運(yùn)方式，如LNG船運(yùn)輸和LNG儲罐運(yùn)輸，管道運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)在于輸送距離可以很長，且輸送過程中幾乎不會有氣態(tài)LNG泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。此外，由于管道可以在地下或水下鋪設(shè)，因此不會占用地面和水面空間，也不會對環(huán)境造成污染。然而，管道運(yùn)輸也存在一些缺點(diǎn)。首先，管道運(yùn)輸設(shè)施的建設(shè)成本非常高，因?yàn)楣艿佬枰诘叵禄蛩逻M(jìn)行鋪設(shè)，這需要進(jìn)行大量的地質(zhì)勘探、管道設(shè)計(jì)和施工工作。其次，管道運(yùn)輸設(shè)施的維護(hù)費(fèi)用也很高，因?yàn)楣艿佬枰?jīng)常進(jìn)行檢修和維護(hù)，以確保管道的安全和可靠性。最后，管道運(yùn)輸設(shè)施的使用壽命也有限，一般為20～30年左右，這意味著需要進(jìn)行周期性的更新和改造，增加了運(yùn)輸成本和風(fēng)險(xiǎn)。另外，管道運(yùn)輸也存在一些技術(shù)挑戰(zhàn)，例如，需要對管道進(jìn)行絕緣和保溫，以避免LNG在管道中蒸發(fā)或凝結(jié)。此外，管道還需要進(jìn)行壓力控制和泄漏監(jiān)測，以確保管道運(yùn)輸?shù)陌踩涂煽啃浴Ｒ虼?，在選擇管道運(yùn)輸儲運(yùn)方式時(shí)，需要進(jìn)行全面的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)評估，并采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以確保管道運(yùn)輸?shù)陌踩涂煽啃浴?/p>

（3）儲存。LNG（液化天然氣）是一種清潔能源，被廣泛應(yīng)用于燃?xì)獍l(fā)電、民用供暖和交通等領(lǐng)域。在LNG儲運(yùn)鏈中，儲存是不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)，用于儲存和保護(hù)LNG在運(yùn)輸過程中的質(zhì)量和安全。目前，常見的LNG儲存方式主要包括LNG儲罐和LNG儲槽兩種形式。

LNG儲罐是一種大型的儲存設(shè)施，主要用于船舶和岸基LNG儲存設(shè)施。通常采用雙殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)殼是LNG的儲存容器，外殼則起到保護(hù)和絕緣的作用。LNG儲罐的優(yōu)點(diǎn)在于能夠方便地儲存大量的LNG，可以提供長時(shí)間的穩(wěn)定供應(yīng)。同時(shí)，LNG儲罐還可以采用不同的儲罐形式，如水平式和垂直式，以適應(yīng)不同的儲存需求。LNG儲槽則主要用于LNG加氣站等小型儲存設(shè)施。通常采用儲罐和壓縮機(jī)相結(jié)合的形式，將LNG儲存于高壓狀態(tài)下，以提高儲存密度和減少存儲空間。LNG儲槽的優(yōu)點(diǎn)在于具有更小的占地面積和更高的儲存密度，適合于在城市和工業(yè)區(qū)域等空間受限的場所建設(shè)。然而，LNG儲存方式也存在一些缺點(diǎn)。LNG儲存成本較高，需要投入大量的資金建設(shè)和維護(hù)。同時(shí)，LNG是一種易燃易爆的氣體，儲存和運(yùn)輸中存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，在LNG儲存過程中，必須采取一系列的安全措施，以確保儲存和使用的安全性。

3.LNG儲運(yùn)模式創(chuàng)新的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景

（1）小型化。隨著全球能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變和新興市場的崛起，液化天然氣（LNG）的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，需求量也在不斷增加。為了適應(yīng)不同規(guī)模的能源消費(fèi)者的需求，LNG儲運(yùn)模式需要不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，開發(fā)出更小型、更靈活的儲運(yùn)設(shè)備和技術(shù)，例如，小型LNG船、移動式LNG儲罐和加氣站等。在這種趨勢下，小型化已經(jīng)成為了LNG儲運(yùn)的重要趨勢之一。相對于傳統(tǒng)的大型LNG船和LNG儲罐，小型化的LNG儲運(yùn)設(shè)備有著更多的優(yōu)勢。首先，小型LNG船和LNG儲罐可以更加靈活地適應(yīng)小型企業(yè)和個(gè)人用戶的需求，減少能源浪費(fèi)和成本浪費(fèi)。其次，小型化的LNG儲運(yùn)設(shè)備在運(yùn)輸和儲存過程中更加安全可靠，可以有效降低安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，開發(fā)小型化、分散化的LNG儲運(yùn)設(shè)備和技術(shù)已經(jīng)成為了LNG產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。這不僅可以滿足大型企業(yè)的需求，也能夠服務(wù)于小型企業(yè)和個(gè)人用戶，使LNG的應(yīng)用更加廣泛和靈活。

（2）智能化。智能化技術(shù)的應(yīng)用為LNG儲運(yùn)模式的創(chuàng)新帶來了許多優(yōu)勢。首先，智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)LNG儲運(yùn)的全流程可視化，通過傳感器和監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)獲取LNG的位置、溫度、壓力等數(shù)據(jù)，幫助管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理異常情況，提高安全性和可靠性。其次，智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動化控制，例如自動化船舶和車輛控制系統(tǒng)、自動化儲罐控制系統(tǒng)等，可以提高運(yùn)輸效率，降低人為操作的錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)[5]。此外，智能化技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)智能化管理，例如，通過人工智能算法對LNG供需進(jìn)行預(yù)測和優(yōu)化，提高運(yùn)輸效率和降低成本。除此之外，智能化技術(shù)還可以促進(jìn)LNG儲運(yùn)模式與其他行業(yè)的深度融合，例如與物流、能源管理等行業(yè)的融合，實(shí)現(xiàn)資源共享和信息互通，提高整個(gè)能源生態(tài)系統(tǒng)的效率和可持續(xù)性。同時(shí)，智能化技術(shù)的應(yīng)用也為LNG的應(yīng)用提供了更多的可能性，例如，智能化加氣站可以實(shí)現(xiàn)自助加氣、移動加氣等服務(wù)，提高LNG的便捷性和普及度。需要注意的是，智能化技術(shù)的應(yīng)用也存在一定的挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)，例如，信息安全、數(shù)據(jù)隱私、系統(tǒng)可靠性等方面的問題需要得到充分重視和解決。因此，在智能化技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要注重技術(shù)創(chuàng)新和風(fēng)險(xiǎn)管理的平衡，確保LNG儲運(yùn)模式的可持續(xù)發(fā)展。

（3）多元化。LNG儲運(yùn)模式的多元化是未來發(fā)展的必然趨勢。除了傳統(tǒng)的LNG船和LNG儲罐，新型的LNG儲運(yùn)設(shè)備和技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用，例如LNG管道、LNG儲槽和LNG集裝箱等。這些新型設(shè)備和技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，比如能夠更好地適應(yīng)不同的應(yīng)用場景和需求，提高LNG的安全性和運(yùn)輸效率。LNG管道作為一種新型的LNG儲運(yùn)方式，具有占用土地面積小、儲存容量大、輸送距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。由于LNG管道系統(tǒng)的密閉性好，因此可以有效地減少LNG在輸送過程中的泄漏和安全風(fēng)險(xiǎn)。LNG儲槽則是另一種常見的LNG儲存設(shè)備，與傳統(tǒng)的LNG儲罐相比，LNG儲槽具有成本低、可移動性強(qiáng)等優(yōu)勢，適用于小型LNG加氣站等場景。此外，LNG集裝箱也是一種新型的LNG儲存設(shè)備，可以通過集裝箱的方式進(jìn)行運(yùn)輸和儲存，具有可移動性強(qiáng)、儲存容量大、運(yùn)輸成本低等優(yōu)點(diǎn)。由于LNG集裝箱可以根據(jù)需求進(jìn)行組合，因此可以根據(jù)需要靈活地進(jìn)行LNG的運(yùn)輸和儲存。

4.結(jié)束語

隨著全球能源結(jié)構(gòu)的變革和對清潔能源的需求日益增加，LNG儲運(yùn)模式的創(chuàng)新研究顯得尤為重要。未來，LNG儲運(yùn)模式將面臨更多的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，需要不斷探索和創(chuàng)新，以滿足不同應(yīng)用場景和需求的LNG儲運(yùn)需求。通過小型化、智能化、多元化和環(huán)保化等方面的創(chuàng)新，LNG儲運(yùn)模式將實(shí)現(xiàn)更高效、更安全、更可持續(xù)的運(yùn)輸方式，為推動全球清潔能源的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。