我國液化天然氣運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展趨勢

周 恒，黃淑女，王作乾

（1.中海石油化工進(jìn)出口有限公司，北京 100010；2.中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100027；3.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

目前，天然氣占我國一次能源消費(fèi)比重為4.6%，與國際平均水平23.8%的差距較大。同時(shí)，隨著我國城鎮(zhèn)化深入發(fā)展，城鎮(zhèn)人口規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)天然氣的需求也將日益增加。加快發(fā)展天然氣，提高天然氣在我國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重，可顯著減少二氧化碳等溫室氣體和細(xì)顆粒物（PM2.5）等污染物的排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、改善環(huán)境，這既是我國實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實(shí)選擇，也是強(qiáng)化節(jié)能減排的迫切需要。在國家天然氣“十二五”規(guī)劃中，明確提出要加大天然氣的開發(fā)和利用，到2015年國產(chǎn)天然氣供應(yīng)能力將達(dá)到1 760億m3左右，進(jìn)口天然氣量約為935億m3。

液化天然氣（LNG）在國際上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)50年代，LNG衛(wèi)星站最初出現(xiàn)在美國，主要是作為城市燃?xì)庹{(diào)峰和事故儲(chǔ)備，也有一些是直接向居民供氣。在我國，這幾年隨著國內(nèi)大鵬LNG、福建LNG等多個(gè)大型LNG接收站投入使用，同時(shí)由于LNG的存儲(chǔ)及調(diào)峰方面的優(yōu)越性，LNG在國內(nèi)受到越來越多的關(guān)注，已進(jìn)入快速發(fā)展期。隨著LNG的大量使用，LNG運(yùn)輸問題在世界各國均受到很大的關(guān)注。我國的LNG運(yùn)輸已經(jīng)由單一的LNG槽車公路運(yùn)輸發(fā)展到公路、水路和鐵路多種運(yùn)輸方式，并且正在進(jìn)一步的研究和提高。

1 國內(nèi)LNG運(yùn)輸現(xiàn)狀

1.1 公路運(yùn)輸

我國公路LNG運(yùn)輸目前只有槽車運(yùn)輸一種方式，其是與衛(wèi)星站緊密聯(lián)系在一起的。一般，LNG衛(wèi)星站興建在離LNG接收站或液化廠和輸氣干線有一定距離的城鎮(zhèn)或小區(qū)，這些地區(qū)有一定數(shù)量的天然氣用戶，但管線未能延伸到該地區(qū)，或把管線延伸到該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)性不好。LNG槽車運(yùn)輸適合短距離、小規(guī)模運(yùn)輸，且運(yùn)輸距離越短，能體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性的運(yùn)輸規(guī)模范圍越寬。

2001年初，河南中原油田建設(shè)了全國首家LNG工廠，同年，上海交通大學(xué)和張家港圣達(dá)因等單位共同研制成功了我國第一輛LNG公路運(yùn)輸罐車，LNG公路運(yùn)輸從此開始。LNG公路運(yùn)輸主要以LNG罐車為主，隨著2002年《液化天然氣罐式集裝箱》標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，我國LNG罐式集裝箱在公路運(yùn)輸中的應(yīng)用，得到了快速發(fā)展。

目前，LNG槽車運(yùn)輸在國內(nèi)發(fā)展得非常成熟，而且基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，是LNG的主力運(yùn)輸工具。車載LNG罐的規(guī)格有45，40，27，20m3，使用最多的是40m3。由于構(gòu)成LNG運(yùn)輸車中的LNG罐的使用壽命比較長（一般可達(dá)30年），而車輛本身的使用壽命則較短（一般不超過10年），為了避免LNG罐隨車輛一起報(bào)廢，現(xiàn)在一些廠家將LNG運(yùn)輸車的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)為一個(gè)拖掛，由獨(dú)立的牽引車?yán)?，這樣，在牽引車報(bào)廢時(shí)，后面的拖掛（LNG罐）還可以繼續(xù)使用。

LNG罐式集裝箱是指以標(biāo)準(zhǔn)集裝箱為框架，內(nèi)置LNG壓力儲(chǔ)罐的裝置。LNG罐的設(shè)計(jì)壓力為0.8MPa，安全閥釋放壓力為0.7MPa，灌裝壓力為0.1MPa，其罐容積大約為43m3。目前，車載和船載罐式集裝箱規(guī)格有三種：罐容積為45m3、有效容積為40m3；罐容積為42m3，有效容積為36m3；罐容積為22m3，有效容積為14.5m3。為確保運(yùn)輸過程的安全，對(duì)車載和船載罐式集裝箱絕熱性能要求很高，日氣化率約為0.19%，要求無損耗存放時(shí)間達(dá)2個(gè)月以上，而出廠測定的無損耗存放時(shí)間有些廠要求在70天以上（灌裝初始?jí)毫?.1MPa）。

車載罐一般為雙層結(jié)構(gòu)中真空纏繞絕熱層以保證其隔熱性能，真空度一般可達(dá)到絕對(duì)壓力0.02Pa以下。為了確保內(nèi)外罐之間的真空度，這類罐的焊縫無損探傷除了常規(guī)壓力容器要求的射線、超聲、磁粉探傷外，還必須進(jìn)行氦質(zhì)譜檢漏。為了確保車載罐的耐低溫性能，其內(nèi)罐材質(zhì)均采用不銹鋼。

1.2 水路運(yùn)輸

作為LNG產(chǎn)業(yè)鏈中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，LNG大型船舶運(yùn)輸與LNG接收站的建設(shè)是密不可分的，上游將氣田開采出的天然氣，通過管路送到液化工廠并液化為LNG，以方便運(yùn)輸；LNG船舶運(yùn)輸負(fù)責(zé)將LNG安全、可靠和穩(wěn)定地送到下游項(xiàng)目目的港的接收站。

LNG運(yùn)輸船是LNG海上運(yùn)輸?shù)闹饕d體，是實(shí)現(xiàn)天然氣遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)膶Ｓ煤Ｉ线\(yùn)輸工具。自1959年“甲烷先鋒”號(hào)首航成功以來，伴隨著世界上天然氣氣田的開發(fā)和國際貿(mào)易的增長，LNG船舶的種類和規(guī)模也獲得了巨大的發(fā)展。LNG船的貨艙由初期的A型獨(dú)立貨艙、MOSS型獨(dú)立貨艙發(fā)展到現(xiàn)在的多種形式的非獨(dú)立貨艙。LNG運(yùn)輸船的推進(jìn)系統(tǒng)從傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)，發(fā)展到現(xiàn)在的雙燃料電推系統(tǒng)（DFDE）和雙燃料柴油機(jī)＋再液化裝置（DFR）。

1.3 鐵路運(yùn)輸

鐵路運(yùn)輸在一定運(yùn)輸距離下具有經(jīng)濟(jì)性、安全性以及環(huán)保性，是由火車罐箱裝運(yùn)和配送LNG技術(shù)。這種技術(shù)采用集裝箱運(yùn)輸方式，大大提高了鐵路運(yùn)輸?shù)撵`活性，而且不需要修建專用鐵路線。鐵路運(yùn)輸?shù)淖畲髣?dòng)力來源于它的經(jīng)濟(jì)性和安全性。日本Japex公司從1999年開展LNG鐵路運(yùn)輸?shù)臉I(yè)務(wù)，是目前世界上唯一有LNG鐵路運(yùn)輸?shù)膰摇Ｔ趪鴥?nèi)，2004年新疆廣匯LNG鐵路專用線竣工，但目前還沒有投入運(yùn)營。

2 LNG運(yùn)輸發(fā)展趨勢

2.1 小型LNG船舶運(yùn)輸

我國正在規(guī)劃和實(shí)施的沿海大型LNG接收站有20多個(gè)，LNG儲(chǔ)罐庫容正在形成規(guī)模，這些接收站大多分布在東南沿海地區(qū)，采用進(jìn)口氣源，不過受條件制約，目前天然氣市場覆蓋有限。為此，依托大型LNG接收站，采用中小型LNG運(yùn)輸船舶向沿海和沿江地區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)LNG，擴(kuò)大LNG的市場覆蓋、增加LNG的供應(yīng)量，有利于優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)和能源供應(yīng)的多元化調(diào)整，保障天然氣資源的供應(yīng)安全。

南方地區(qū)水網(wǎng)密布，尤其是珠三角和長三角地區(qū)，利用船舶進(jìn)行LNG二次運(yùn)輸比鐵路、公路都更經(jīng)濟(jì)而且安全。特別是在目前還沒有輸氣管道或不適合建設(shè)輸氣管道的地方，船舶運(yùn)輸是天然氣運(yùn)輸?shù)奈ㄒ豢尚蟹绞?，但我國的中小型LNG船舶的制造和運(yùn)輸還跟不上發(fā)展的需要。

小型LNG船是LNG船型發(fā)展至今的一個(gè)新裝備。小型LNG運(yùn)輸船是指艙容在1～50km3的LNG船舶，在區(qū)域內(nèi)供應(yīng)數(shù)千噸至上萬噸的數(shù)量，可直接到達(dá)最終用戶。小型LNG船的設(shè)計(jì)建造技術(shù)和營運(yùn)在歐美和日本等國家已經(jīng)運(yùn)用成熟，相比大型LNG船和陸地槽罐車運(yùn)輸具有周轉(zhuǎn)靈活、安全性高的優(yōu)點(diǎn)。

目前，中小型LNG運(yùn)輸船通常采用獨(dú)立式C型液貨艙。一般液貨艙采用單圓筒型或雙圓筒型結(jié)構(gòu)，外部設(shè)置絕緣結(jié)構(gòu)，無需次屏蔽，建造簡單。C型水平鋪設(shè)的鋁合金艙在溫度－163℃時(shí)可承受0.3MPa的壓力。

2008年，中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七〇八研究所，對(duì)2萬m3小型LNG運(yùn)輸船進(jìn)行過概念設(shè)計(jì)研究，這種方案同樣適合2萬m3以下的LNG運(yùn)輸船舶。2009年浙江臺(tái)州五洲船業(yè)有限公司和張家港圣匯氣體化工裝備有限公司共同為挪威斯考根海運(yùn)集團(tuán)建造小型多用途液化氣體船，該船配備容積為4 000m3和6 000m3的圓柱形罐各一個(gè)，可裝載1萬m3液化天然氣。該船配備再液化裝置，可使BOG再度液化，是世界首艘配備再液化裝置的小型LNG船。目前，該船掛新加坡國籍專門跑歐美路線，2012年在國內(nèi)開辟了大連到東莞的海上小液化船路線，并獲得成功。

與我國起步建設(shè)大型LNG庫和主干航線船一樣，對(duì)國內(nèi)小型LNG船的建造和經(jīng)營，政府應(yīng)給予適當(dāng)?shù)恼邇?yōu)惠。另外我國有些地方原來建有LPG船碼頭，在需要的時(shí)候也可根據(jù)具體情況考慮將原有的LPG船碼頭改造成小型LNG船接卸碼頭。目前規(guī)劃小型LNG船時(shí)，應(yīng)該考慮這些碼頭的現(xiàn)狀，在相關(guān)接口的建設(shè)和配備上協(xié)調(diào)一致，在—定程度上實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

2.2 LNG集裝箱船運(yùn)輸

當(dāng)LNG運(yùn)輸量不大、運(yùn)輸間隔短時(shí)，我國目前主要采用公路槽車進(jìn)行運(yùn)輸。然而，公路運(yùn)輸成本高，沿線環(huán)境復(fù)雜多變。在這種背景下，有關(guān)專家提出了采用LNG罐式集裝箱水路運(yùn)輸?shù)哪Ｊ健?/p>

LNG集裝箱水路運(yùn)輸有兩種方式：一種為LNG集裝箱與其他類別貨物混運(yùn)，運(yùn)量比較靈活，運(yùn)輸成本相對(duì)較低，但要求資源地與目標(biāo)市場之間有危險(xiǎn)品運(yùn)輸班輪；另一種為LNG集裝箱專運(yùn)，但單一航次的運(yùn)量相對(duì)較大，運(yùn)輸成本相對(duì)較高。LNG罐式集裝箱水路運(yùn)輸是一種全新的運(yùn)輸形式，目前尚沒有正式投入運(yùn)營。

2.3 LNG滾裝船運(yùn)輸

LNG滾裝船是結(jié)合LNG水運(yùn)和公路運(yùn)輸?shù)囊环N整體槽車滾裝運(yùn)輸裝備。該模式主要適用于沒有LNG裝卸碼頭或裝卸設(shè)施的氣源地，通過LNG罐式集裝箱車輛直接進(jìn)入滾裝船內(nèi)進(jìn)行運(yùn)輸。LNG滾裝船包括專業(yè)能源槽車滾裝船和危險(xiǎn)化學(xué)品混用滾裝船兩種。

LNG滾裝船技術(shù)在國內(nèi)已有應(yīng)用，2008年新奧海洋運(yùn)輸有限公司海運(yùn)船廠建造的“北部灣”號(hào)順利下水并試航成功。該船有12個(gè)車位的專業(yè)能源槽車滾裝船，專門為運(yùn)輸潿洲島LNG的槽車而量身設(shè)計(jì)，可載液化天然氣槽車12輛，載重為750t，續(xù)航能力達(dá)到1 000海里。LNG罐式集裝箱在海南LNG廠完成LNG充裝后，經(jīng)公路運(yùn)輸至?？谖ｋU(xiǎn)貨物集裝箱碼頭，與其他危險(xiǎn)品一起進(jìn)入危險(xiǎn)品滾裝船，經(jīng)瓊州海峽抵達(dá)海安碼頭，再經(jīng)公路運(yùn)輸至需求地區(qū)。

2.4 LNG加注船

目前我國尚無專用的水上LNG加注船，沒有相關(guān)的加注技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)或指南，這方面的研究還是空白，而隨著LNG燃料動(dòng)力船舶的逐漸增加，專用的水上LNG加注船以其靈活、不占用碼頭資源、投資省等眾多優(yōu)勢成為一個(gè)有競爭力的選擇。

該船型的開發(fā)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定，將有助于整個(gè)LNG產(chǎn)業(yè)鏈的銜接和完善，也是貫徹實(shí)施我國節(jié)能減排戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

3 結(jié)語

在目前LNG需求旺盛情況下，LNG運(yùn)輸市場越來越活躍。隨著國家政策的完善，更多的小型LNG船舶將投運(yùn)，并能夠進(jìn)入內(nèi)河運(yùn)輸；同時(shí)LNG集裝箱船運(yùn)輸、LNG滾裝船運(yùn)輸也將成為水上運(yùn)輸?shù)闹髁姟ｋS著國家對(duì)LNG的加大利用，越來越多的漁船、運(yùn)輸船開始使用LNG作為動(dòng)力，專用的水上LNG加注船也將應(yīng)運(yùn)而生。

［1］徐烈，李兆慈，張潔，等.我國液化天然氣（LNG）的陸地儲(chǔ)存與運(yùn)輸［J］.2002，22（3）：18－21.

［2］江金華，弓燕舞.液化天然氣罐式集裝箱公路運(yùn)輸?shù)姆治觯跩］.2004，24（11）：32－36.