我国LNG产业发展方向的思考

LNG作为天然气的一种生产与消费方式已在我国悄然崛起，而2013年雾霾的肆虐又引发了一个国内LNG产业建设的热潮。在我国，天然气需要大力发展是毋容置疑的，LNG产业的发展也是必要的，但在LNG产业的发展方向方面却有一些问题值得探讨。本文将从LNG产业发展历史、产业链和发展方向等方面做出介绍和分析，为我国LNG产业发展提供借鉴。 关键词：天然气、LNG、LNG产业链、LNG发展方向 天然气是一种高效、低碳、使用简便、而且资源潜力巨大的清洁能源，故受到全世界能源开发商的广泛重视与消费者的普遍欢迎。2012年，它在全世界的消费总量已达3万亿立方米以上；预计到2035年会上升到5万亿立方米，在能源消费结构中将跃居首位。在我国，进入21世纪后对天然气的需求更是以年均两位数的速度快速增长，2012年国内天然气的表观消费总量已达1475亿立方米，预计2015年及2020年将分别达到2300及3500亿立方米.，这将为我国的能源革命与生态文明建设起到保障作用。与此同时，LNG作为天然气的一种生产与消费方式也在我国悄然崛起，并随着去冬今春雾霾天气在我国东部的肆虐而被加温，从而引发了一个国内LNG产业建设的热潮。据有关资料报道，到2015年时我国的LNG接收能力将达6500万吨，国内LNG的产能为750万吨(可能是把2020年误报为2015年—笔者注)。在我国，天然气需要大力发展是毋容置疑的，LNG产业的发展也是必要的，但在LNG产业的发展方向方面却有一些问题值得探讨。对此，笔者陈述如下—— 1、天然气与LNG的不同特点 天然气与LNG都是以甲烷为主要成分的一种能源及化工原料，它们之间的区别是，前者是以其自然状态（气态）存在的，在气田经加压成为CNG（压缩天然气）后，再用管道送达用户；而后者则是天然气经-162℃深冷加工后生成的液态产品，其间产生的只是云变成雨那样的物理变化。所以，二者之间的物性是相同的，同时LNG也是在再气化后才能应用。由此可见，LNG的生产及应用成本显然要高于天然气。LNG的优点是，由于其体积比天然气小约600倍，所以比天然气更便于储存、运输及应用；另外，其清洁程度也略高于天然气。但必须提及的是，因LNG只能在-80℃以下的低温状态下存在，所以其储存容器的建造成本是相当高的，而且其运输工具目前也仅限于特殊制造的专用于运送LNG的船与槽车；同时，在储存或运输过程中还存在一定数量的蒸发损耗，一般而言，在储存或船运过程中每天的蒸发损耗为其储存或运送量的2‰-3‰，车运损耗则为3.5‰-6‰。因此，与CNG相比较，LNG的生产是既不经济也不节能的，而且还要耗用大量的水资源。所以，它只有在原料气价较低、同时又不可能用管道运送的前提下才能与CNG竞争，故其应用范围就没有管道天然气那么广泛。 2、LNG产业是怎样发展起来的 由上述可见，LNG与管道天然气相比在生产与应用上都没有太多的优势，那么它是怎样发展起来的呢？其原因有二：从小的方面看，一些小型的或低产的边远气田因修建输气管道不经济，弃之不用又可惜，所以在气田附近建设LNG工厂以有效地利用这些资源，并利用资源成本低的优势与管输天然气竞争；而更主要的是，它是被天然气贸易由区域型转向跨区域型的需要逼出来的。由于天然气的主要产地中有一部分远离主要消费地，而且还被大洋隔开，不可能用管道运送，从而使大量的储量丰富、开采成本很低的气田得不到开发利用，但国际市场上对天然气的需求又日渐增长，并由此导致了气价的上涨。所以，通过科技攻关来开发这一部分宝贵的气资源，便受到了大石油公司及科技界的重视，从而研发出了在经济上有竞争力的LNG生产装置与运输船。上世纪50年代末，美国用世界上第一艘远洋LNG运输船“甲烷先锋号”，跨越大西洋把5000立方米LNG送到英国，从而开创了天然气的越洋贸易。此后，随着LNG船的发展，一些天然气资源丰富的国家，如非洲的阿尔及利亚、中东的卡塔尔、澳大利亚及印尼等就都采用这个办法，把天然气通过海运送往北美、欧洲及东北亚等地的天然气需求国，并以其廉价的资源优势与管道气竞争于国际市场。这样，LNG便发展成为一种天然气跨地区贸易的主要运送方式。 3、LNG产业的产业链构成 LNG产业的产业链是由气源、LNG的生产储运与分销、以及应用等三个部分构成。 ⑴气源在天然气资源丰富且难于用管输方式出口外销的国家，其气田几乎都可以成为LNG的气源（供国内消费的天然气可以管输），尤其是海岛上的及孤悬于海上的气田。但对于国内天然气产量不能满足国内需求、而需要进口天然气的国家来说，对生产LNG的气源是有一定限制的。例如我国，在2007年发布的《天然气利用政策》中就把“以大中型气田所产天然气为原料建设LNG项目”列为禁止类（见该《政策》第六款第（七）条），所以只能把地处边远、同时产气量较小的气田，以及油田副产的油田气及煤矿的煤层气等，作为LNG的气源。 ⑵LNG的生产、储运与分销它是LNG产业链中的主要构成部分，根据不同需要被分为四种类型[1]，即： *基荷型是大型或超大型的LNG生产工厂，一般由多条生产线组成，每条生产线的LNG产能最小也在100万吨/年以上。它主要建设于天然气资源丰富的国家生产供出口用的LNG，故一般都设置于沿海以便装船外运，同时也为了充分利用海水以减少陆上水资源的耗费。目前，全球这样的生产线已有100多条，总产能达3亿吨/年以上。 *调峰型主要用于天然气输气管网中起调峰作用，故其LNG的生产能力一般都较小，但为了满足调峰的需要，LNG的储存能力和再气化的能力都比较大。在国外，这种调峰型装置的数量不算多（约100座左右），主要设置于美国、欧洲及澳大利亚，其中一半以上在美国（因其气价便宜）。 *终端型用于天然气进口国接收从海上输入的LNG，故一般设置于海港附近。这类装置的储存能力及再气化能力都比较大，但生产LNG的能力却很小（主要用于回收从LNG储罐中蒸发出来的烃蒸汽）。在全世界，接收终端的数量很多，主要集中于日本、美国及欧洲，目前我国在役及在建的接收终端已有13座，一期工程的总接收能力约为3500万吨/年（再气化后可生成约450亿立方米常态天然气）。 *卫星型把LNG从接收终端或生产工厂用船或槽车送往没有天然气管网的中小型城镇或有特殊需要的工厂，然后设站(即LNG卫星站)储存起来，以便为用户提供清洁燃料，或是用作LNG汽车的加注站。所以它只有小容量的LNG储存容器及再气化装置（单纯的LNG汽车加注站可以不设再气化装置）。这类卫星站的数量很多，目前我国在役及在建的就有600多座，每座站的LNG储存能力在50-5000立方米之间，一般为200-500立方米。 ⑶应用除了LNG出口国之外，LNG的主要用途有4个，即：为没有天然气管网的中小型城镇或有特殊需要的工厂提供清洁燃料，作为LNG汽车及船舶的燃料，供天然气调峰或用电调峰，用做化工原料。 4、对我国LNG产业发展方向的探讨 从以上所述可以看出，影响LNG发展的重要条件是，它与管道天然气之间在消费市场上的价格竞争。两者的市场零售价（含各个环节应付的税和费，以及折旧费），可以用下面的两个表达式说明，即： 管道天然气的市场零售价= 气源气价+加压及管输费用+城市燃气公司的运营费⑴ LNG的市场零售价= 气源气价+（LNG生产费用+LNG运送费用+在接收终端的储存及再气化费用）+城市燃气公司的运营费⑵ 由上述两个表达式可见，在一般情况下LNG是难与管道天然气在价格上竞争的。因此，在探讨我国LNG产业的发展方向时就需要依此为依据。 下面陈述笔者对我国今后LNG产业发展方向的一些管见(概括为“四个需要”及“两个不宜”)，供读者参考，并请批评指正。 ⑴LNG接收终端需要进一步发展预计在今后的一段时间里,我国天然气需求仍将以年增两位数的速度增长，2015及2020年的需求量将分别达到2300及3500亿立方米或更高一些，以确保万元GDP的能耗能够达到预期目标,并进一步改善生态环境的质量。但是，在页岩气的开采技术仍无突破性进展与煤层气开发得不到进一步协调的可能下，国内天然气的产量大概仍将以一位数的速度增长，预计年均增长量将在100亿立方米左右，2015及2020年的产量将分别在1600亿立方米及2000亿立方米左右。供需之间的缺口将分别为700亿立方米及1500亿立方米左右,这个缺口需要用进口的管道气和LNG来弥补。估计在俄气的进口谈判达成协议之前，2015及2020年依靠中亚及中缅管道输入的天然气将分别为300亿立方米及700亿立方米左右，所以，LNG的进口量就要分别达到3000万吨/年及6000万吨/年。这与我国当前在役、在建及规划中的LNG接收终端的接收能力是相符的。因此，不仅各个LNG接收终端的二期建设工程需要抓紧进行，同时还需要进一步规划一些新的LNG接收终端项目，以备未来之需。 从现在情况看，进口LNG的价格虽然略高于进口管道气，但是，随着欧洲市场对LNG进口需求的持续疲软及美国页岩气产量的快速增长等，LNG的国际贸易预计将会从卖方市场转向买方市场，提供东北亚的LNG价格下降的可能性将会增大。而且，管道气的进口是单一卖方对单一买方之间的交易，存在着一些不可确定的制约因素，而LNG进口则是多卖方的竞争，并可以及时地在国际市场上购到现货，所以，进口LNG与进口管道气相比灵活性就大多了。因此，从保障天然气进口的安全及稳定来看，多进口一些LNG不失为一个较好的选择。 还需要提及的是，为了充分利用LNG再气化时释放出来的冷能,以降低其运作成本，在LNG接收终端项目的规划中，对冷能利用应给予重视。另外，在经济条件容许时，LNG接收终端的储存容积可以适当做大一些，以利其在需要时能够起到调峰及应急供应等保障作用，也可以用做战略储备。 ⑵从长远看，用做交通运输燃料是LNG的主要用途在用做交通运输燃料方面，天然气、尤其是其产品LNG，与常用的汽、柴油相比，具有高效、可以减轻大气污染及降低运输成本等优势，这已成为大家的共识。所以，LNG将会成为交通运输方面的重要替代燃料，主要发展方向是机动车与各类船舶。在机动车方面，CNG及PLG都是它的竞争对手，所以主要发展方向是城市公交车辆及大型、重载运输车等。在船舶方面，几乎所有的各类船舶都可以用LNG做动力，所以，LNG在这个范围内的发展前景是十分看好的。 ⑶LNG加注站需要大力发展上面已经提到，用做机动车及各类船舶的燃料将是LNG的主要用途。但从当前情况看，制约LNG在这个方面发展的主要原因是，LNG加注站尚未得到及时地发展与普及，而不是LNG供应的问题。所以，大量地发展与普及LNG加注站实为当务之急。而且LNG加注站的发展要多样化，即大中小型的、固定式的与可移动的撬装式的、以及LNG加注船等，要同时发展。 ⑷LNG储运装备需要向多样化的方向发展目前，我国LNG储存设备的种类较少，大概仅有超大容积及大容积的低压绝热式储罐、中小容积的压力绝热式储罐、以及供LNG汽车使用的小型储罐等为数不多的几种类型[2]；LNG加注船则还处于研发与实验阶段。在LNG运输方面，目前也仅有种类不多的几种LNG运输罐车供陆上运输，LNG运输船则为数更少（但有给国外制造大型LNG运输船的能力）。由此可见，上述不足不仅影响到我国LNG产业的发展，同时也制约了LNG加注站的建设。LNG储运装备多样化发展的方向是：①在储存容器方面，随着新材料及新的制造工艺的发展，应积极研发新材料、新结构及新型式的储罐，从而减轻储罐的重量、降低建造成本及提高其使用的安全性；②在水上运输装备方面，不仅要积极发展各种容积的LNG运送船，同时也需要建立自己的远洋运输船队，以降低LNG的运输成本并提高海运的安全性；③在陆上运输装备方面，建议研发用铁路运送LNG的装备及工艺，以扩大陆上LNG的运送方式及降低输送成本；④在再气化设备方面的研发途径则是提高效率与降低能耗。 ⑸LNG生产工厂的建设只宜适度发展据报道，我国已投产的LNG工厂有14座，总产能为700多万立方米/天（LNG的年产能约为160万吨），在建的有8座，总产能为800多万立方米/天（LNG的年产能约为180万吨），两者相加，估计到2015年国内LNG的总产能将达到350万吨/年左右，约与一座LNG接收终端的一期接收能力相当。如果包括规划中的及申报中项目，到2020年时国内LNG的总产能将会翻一番，达到750万吨/年。750万吨LNG相当于100亿立方米左右的天然气，如果加上生产过程中用掉的天然气，则总量在110亿立方米以上，约占国内产气总量的5%。问题在于：①我国当前难于实现管输的边远气田，有没有这么大的可持续供气能力（用管道气生产LNG肯定是不经济的）？②除了用于调峰之外，我国是否有这么大的LNG需求？③从长远看，国产LNG在价格上能否与进口LNG竞争？因此，在这三个问题没有肯定的答案前，国内LNG生产工厂的建设只宜适度发展，否则，大量的建设投资将会沉淀在那里。 ⑹国内生产的LNG不宜用于天然气的调峰把国产LNG用于天然气调峰（即建设调峰型LNG工厂），在国际上是有先例的，例如美国及澳大利亚，但前提条件是气源充足、气价便宜，故LNG生产成本不高，而且没有LNG进口或进口量占比较小。但我国的情况不同：一是，在天然气需求中有30%-40%需要进口，故国内气价相对较高；二是，有大量的进口LNG，同时用天然气在国内生产LNG的成本可能高于进口LNG的价格（特别是用管道气为原料生产LNG）。而且，用于天然气调峰的办法有许多[3]，所以没有太多的必要把LNG用于调峰，即使因为用LNG调峰比较方便、灵活，也应该首先考虑用进口LNG建设调峰站（因为其建设成本低于调峰型LNG工厂）。 最后要提及的是,在天然气应用中还有一些新技术是可以与LNG产业共同发展的，例如CNG储存与运输方面的一些新装备与新方法，NGH(天然气水合物)的生产与运送技术，ANG(吸附天然气)储存技术及其应用等等，这些技术都有一定的研发价值[4]。 参考文献 [1]徐文渊蒋长安，天然气利用手册，中国石化出版社，2002年1月，北京 [2]孔昭瑞，天然气的储存，[J]油气储运，1997.2(2)，14-17 [3]孔昭瑞，缓解天然气季节性供需失衡的一揽子构想，[J]长江大学学报（社会科学版），2011（2），41-45 [4]孔昭瑞，天然气非常规储运技术及其发展前景，[J]油气储运，2003（7），1-3