中國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展方向*

單彤文

（中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司 北京 100028）

全球LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史悠久，天然氣液化、LNG接收氣化技術(shù)發(fā)展與設(shè)施建設(shè)為國(guó)際LNG貿(mào)易和LNG大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。目前世界上LNG共有20個(gè)出口國(guó)家，42個(gè)進(jìn)口國(guó)家，LNG貿(mào)易量同比增長(zhǎng)8.3%，達(dá)到3.14億t。傳統(tǒng)的LNG生產(chǎn)國(guó)如卡塔爾、澳大利亞等與新興的俄羅斯、美國(guó)等LNG供應(yīng)量增長(zhǎng)潛力巨大，中國(guó)、日本、韓國(guó)以及歐洲部分國(guó)家是目前主要的LNG進(jìn)口國(guó)。

在全球能源結(jié)構(gòu)升級(jí)和環(huán)保治理等政策驅(qū)動(dòng)影響下，我國(guó)天然氣消費(fèi)高速增長(zhǎng)，2018年國(guó)內(nèi)天然氣表觀消費(fèi)總量達(dá)2 803億m3，其中進(jìn)口LNG 5 378萬(wàn)t，占天然氣供應(yīng)總量的26%；2019年國(guó)內(nèi)天然氣表觀消費(fèi)量達(dá)3 067億m3，其中進(jìn)口LNG 6 025萬(wàn)t，占天然氣供應(yīng)總量的27%。進(jìn)口LNG已經(jīng)成為我國(guó)天然氣供應(yīng)的重要來(lái)源之一，為我國(guó)快速增長(zhǎng)的天然氣消費(fèi)提供了支持和保障。從遠(yuǎn)期國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供需平衡來(lái)看，國(guó)際LNG資源供應(yīng)充裕，貿(mào)易靈活性提高，我國(guó)LNG進(jìn)口規(guī)模仍將大幅增長(zhǎng)。

自2006年中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)海油”）在深圳大鵬的第1個(gè)LNG接收站建成投產(chǎn)起，我國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)10余年的快速發(fā)展，已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈。目前，國(guó)內(nèi)已建成22座LNG沿海接收站（含LNG儲(chǔ)備庫(kù)），年接收能力已超9000萬(wàn)t。伴隨著國(guó)內(nèi)LNG產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，LNG技術(shù)得到同步孕育發(fā)展和創(chuàng)新突破。目前，我國(guó)已建立了從上游天然氣產(chǎn)出、分離液化，中游運(yùn)輸、接收及儲(chǔ)存，到下游的天然氣利用的完整產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)體系，部分核心自主技術(shù)和核心裝備制造能力已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

本文聚焦LNG產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)天然氣液化技術(shù)、LNG接收站技術(shù)、LNG儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、LNG終端利用技術(shù)和LNG關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化以及LNG產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化等發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，對(duì)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，并提出了相關(guān)技術(shù)發(fā)展建議。

1 中國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

LNG產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括氣田產(chǎn)出天然氣、天然氣的凈化分離及液化等；中游包括運(yùn)輸船舶、終端站（儲(chǔ)罐和再氣化設(shè)施）和供氣主干管網(wǎng)等；下游，即最終市場(chǎng)用戶，如聯(lián)合循環(huán)電站、城市燃?xì)夤?、工業(yè)和城市居民用戶、工業(yè)園區(qū)和建筑物冷熱電多聯(lián)供的分布式能源站等。本節(jié)以LNG產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)為例，介紹國(guó)內(nèi)LNG核心技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。

1.1 天然氣液化與FLNG技術(shù)

1.1.1 天然氣液化技術(shù)

我國(guó)天然氣液化技術(shù)發(fā)展相對(duì)較晚，早期的技術(shù)研發(fā)主要集中在上海交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院等高?；蜓芯吭?，后續(xù)深冷行業(yè)單位和石油企業(yè)陸續(xù)引進(jìn)液化技術(shù)，建造天然氣液化裝置，并逐漸開始探索大中型天然氣液化技術(shù)及裝備的研發(fā)。2001年11月建成投產(chǎn)的我國(guó)首套工業(yè)化的天然氣液化裝置，液化能力為15萬(wàn)m3／d，采用階式制冷工藝。近年來(lái)，為滿足天然氣市場(chǎng)的調(diào)峰和管網(wǎng)未接入地區(qū)發(fā)展清潔能源的需要，我國(guó)小型LNG裝置進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。截至目前，已經(jīng)建成230多座天然氣液化工廠，廣泛分布于內(nèi)蒙、新疆、陜西、四川等地［1］。目前我國(guó)建設(shè)的天然氣液化裝置全部為中小型，2013年建成的山東泰安260萬(wàn)m3／d和湖北黃岡500萬(wàn)m3／d的天然氣液化裝置，是國(guó)內(nèi)單列規(guī)模最大的2套天然氣液化裝置［2］。

為推進(jìn)國(guó)外天然氣資源的獲取和大型液化工廠的自主建設(shè)，自2008年起，中國(guó)海油和中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中石油”）先后組織國(guó)內(nèi)相關(guān)單位開展天然氣液化技術(shù)研究及設(shè)備研發(fā)。其中，中國(guó)海油旗下的中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱“中海油氣電集團(tuán)”）牽頭開發(fā)了2套260萬(wàn)t／a的大型天然氣液化工藝包以及配套設(shè)備，并進(jìn)一步開發(fā)了多套混合制冷劑液化工藝的液化裝置，單線液化能力可覆蓋1萬(wàn)t／a的微型液化裝置直至500萬(wàn)t／a的超大型液化工廠，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平（國(guó)外大型LNG工程主要采用級(jí)聯(lián)式液化流程及混合制冷劑液化流程［3-4］，最大規(guī)?？蛇_(dá)800萬(wàn)t／a以上［5］）。在天然氣預(yù)處理方面，針對(duì)不同雜質(zhì)組分的天然氣源，開展了三元胺液配比模擬和實(shí)驗(yàn)研究，掌握了自主胺液配方的工藝核心技術(shù)。在冷劑方面，建立了混合冷劑配比模型和模擬計(jì)算方法，經(jīng)與實(shí)際工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)對(duì)比，冷劑工藝性能與實(shí)際運(yùn)行情況基本完全吻合。

1.1.2 FLNG技術(shù)

FLNG技術(shù)是將天然氣處理、液化和產(chǎn)品儲(chǔ)存全部集成到船上，要求布置更緊湊，安全性要求更高。FLNG概念由殼牌公司在1969年首次提出，于1978年第一次被提出用作工程方案。目前，全球已有4艘FLNG投入使用，其中澳大利亞Prulude項(xiàng)目的360萬(wàn)t／a的FLNG在2019年正式投產(chǎn)。

為配合國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展和我國(guó)南海油氣資源開發(fā)，中國(guó)海油積極推進(jìn)FLNG的技術(shù)研發(fā)工作，先后完成了FLNG相關(guān)的10余項(xiàng)國(guó)家科技重大專項(xiàng)、“863”計(jì)劃和工信部研發(fā)課題的研究工作，解決了倉(cāng)儲(chǔ)與上部模塊設(shè)計(jì)建造、液化工藝、核心裝備及液艙晃動(dòng)影響等技術(shù)難題，基本掌握了FLNG核心技術(shù)，為工程化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)［6-9］。中國(guó)海油在FLNG核心技術(shù)方面的理論和試驗(yàn)研究包括：建設(shè)了一套2萬(wàn)m3／d規(guī)模的氮膨脹液化工藝中試裝置，并依托營(yíng)口液化實(shí)驗(yàn)基地開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究；建設(shè)了3套搖擺晃動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，分別開展微型雙混合冷劑液化工藝實(shí)驗(yàn)裝置的晃動(dòng)工況模擬與實(shí)驗(yàn)研究，晃動(dòng)工況下LNG繞管式換熱器兩相流均布及換熱性能技術(shù)研究和預(yù)處理用塔器內(nèi)部?jī)上嗔鱾鳠醾髻|(zhì)的模擬和實(shí)驗(yàn)研究；提出了晃動(dòng)工況下的兩相流動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)理論模型，并指導(dǎo)了實(shí)驗(yàn)工作，解決了晃動(dòng)工況下兩相流設(shè)備不均勻流動(dòng)問題，突破了浮式生產(chǎn)裝置兩相流設(shè)備的流動(dòng)換熱控制關(guān)鍵技術(shù)。

1.2 LNG接收站技術(shù)

20世紀(jì)90年代，我國(guó)開始規(guī)劃從海上引進(jìn)LNG。自2006年廣東大鵬LNG接收站投產(chǎn)以來(lái)，福建莆田、上海、江蘇如東等接收站相繼投產(chǎn)，截至目前我國(guó)已建成22座LNG接收站。我國(guó)的LNG接收站為滿足下游天然氣市場(chǎng)日峰、季峰的需要，在設(shè)計(jì)上需要滿足頻繁啟停外輸?shù)姆€(wěn)定性和靈活性的要求，設(shè)計(jì)及操作是世界同類型接收站中最為復(fù)雜的［10］。

中海油氣電集團(tuán)作為中國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍者，目前已經(jīng)在LNG接收站自主設(shè)計(jì)、技術(shù)創(chuàng)新、整體優(yōu)化等方面建立了完整的自主技術(shù)體系。在主工藝設(shè)計(jì)、蒸發(fā)氣（BOG）計(jì)算處理、儲(chǔ)罐罐容計(jì)算、能耗分析、船舶分析等核心技術(shù)方面具有較強(qiáng)先進(jìn)性和特色，自主研發(fā)的接收站四維演化分析技術(shù)動(dòng)態(tài)模擬仿真系統(tǒng)包含了接收站三維動(dòng)態(tài)仿真平臺(tái)、新型試車技術(shù)、儲(chǔ)罐新型施工技術(shù)以及站線聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)，大力激活和提高了接收終端的運(yùn)營(yíng)優(yōu)化空間。該技術(shù)以LNG設(shè)施低溫特性為切入點(diǎn)，首次對(duì)大型LNG接收站進(jìn)行全廠系統(tǒng)性三維建模，并在此基礎(chǔ)上加載物性參數(shù)變化因子，在國(guó)際上首創(chuàng)了以低溫兩相流體隨物性參數(shù)時(shí)序變化為特征的四維演化分析技術(shù)［11］。通過(guò)該技術(shù)，中國(guó)海油在LNG低溫特性應(yīng)用領(lǐng)域擁有了低溫氣液兩相流精確仿真、低溫動(dòng)態(tài)應(yīng)力耦合分析、事故動(dòng)態(tài)演化分析、全廠能量動(dòng)態(tài)優(yōu)化等一系列具有里程碑意義的突破性核心技術(shù)成果。

中石油、中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中石化”）及其他民營(yíng)企業(yè)也同步在LNG領(lǐng)域開展了大量的技術(shù)創(chuàng)新研究和工程項(xiàng)目建設(shè)工作。以中石油的深基坑儲(chǔ)罐技術(shù)、中石化的C2、C3等高碳烴類分離處理技術(shù)等為代表，為接收站工程技術(shù)提升發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

隨著LNG產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，除了常規(guī)的LNG接收終端外，還涌現(xiàn)出了許多不同形式的LNG接收及再氣化基礎(chǔ)設(shè)施，浮式LNG再氣化裝置（FSRU）即為其中之一。FSRU相比傳統(tǒng)的同等規(guī)模陸上再氣化設(shè)施，開發(fā)時(shí)間短，建設(shè)成本相對(duì)較低，使用起來(lái)也更為靈活。2013年，中海油氣電集團(tuán)成功攻克卸料、系泊、氣化等多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，正式建成投產(chǎn)了國(guó)內(nèi)首個(gè)FSRU項(xiàng)目——天津FSRU項(xiàng)目，并于2014年實(shí)現(xiàn)與陸地設(shè)施聯(lián)合調(diào)試外輸，成為國(guó)際上首例海陸一體化工程項(xiàng)目。此外，中海油氣電集團(tuán)還在國(guó)內(nèi)首次提出了海上模塊化接收終端（CNOOC GAS BLOCK）概念［12］，能夠根據(jù)需要，實(shí)現(xiàn)LNG再氣化、LNG海上存儲(chǔ)、LNG海上轉(zhuǎn)運(yùn)、LNG海上加注等功能，具有建設(shè)周期短、運(yùn)營(yíng)靈活、便于推廣、可定制化等顯著優(yōu)點(diǎn)，其理念在世界LNG領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

1.3 LNG儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

1.3.1 LNG儲(chǔ)罐技術(shù)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)清潔能源需求快速增長(zhǎng)，考慮到應(yīng)急調(diào)峰需求以及國(guó)家對(duì)天然氣儲(chǔ)備基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)要求和國(guó)家天然氣產(chǎn)供儲(chǔ)銷體系的建設(shè)規(guī)劃，LNG儲(chǔ)罐朝大型化發(fā)展（22～27萬(wàn)m3）將是未來(lái)國(guó)內(nèi)LNG儲(chǔ)存技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)［13］。在大型LNG全容儲(chǔ)罐技術(shù)上，中國(guó)海油自主研發(fā)了儲(chǔ)罐三維全模型、多點(diǎn)接觸有限元計(jì)算模型、地震譜設(shè)計(jì)及應(yīng)用方法、內(nèi)罐地震響應(yīng)譜法計(jì)算校核方法、外罐M-N曲線配筋設(shè)計(jì)技術(shù)等核心算法；根據(jù)LNG儲(chǔ)罐樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，引入歐洲地震設(shè)計(jì)理論，并結(jié)合國(guó)內(nèi)樁基設(shè)計(jì)規(guī)范及工程經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)出了一種更精確、更經(jīng)濟(jì)、更安全的全新樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)算法；建立了浮頂力學(xué)計(jì)算方法，引入低溫收縮對(duì)力學(xué)控制方程影響因素，包括載荷確定、力學(xué)控制方程、迭代求解等3部分，可以提高儲(chǔ)罐浮頂設(shè)計(jì)的可靠性。

目前我國(guó)上海LNG和江蘇如東LNG等均開展了20萬(wàn)m3大型LNG儲(chǔ)罐的自主化建造，成功打開了超大型LNG儲(chǔ)罐技術(shù)自主研發(fā)的大門。中國(guó)海油在國(guó)內(nèi)首次建立了超大容積（20～27萬(wàn)m3）儲(chǔ)罐技術(shù)基礎(chǔ)理論體系、儲(chǔ)罐有限元數(shù)值分析體系、儲(chǔ)罐模擬設(shè)計(jì)體系、試驗(yàn)?zāi)M體系和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)體系等五大體系，成功掌握了相關(guān)核心技術(shù)。目前22萬(wàn)m3儲(chǔ)罐技術(shù)正在江蘇LNG項(xiàng)目上進(jìn)行工程化應(yīng)用。

此外，國(guó)內(nèi)在儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)建造方面也將逐步拓展超大容積儲(chǔ)罐減隔震、軟地基下碎石樁處理、高地震帶下結(jié)構(gòu)綜合處理方案和新型預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)等技術(shù)，必將進(jìn)一步提高大型液化天然氣儲(chǔ)罐技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性及安全可靠度。

1.3.2 天然氣管輸技術(shù)

隨著天然氣產(chǎn)量和貿(mào)易量的增長(zhǎng)以及消費(fèi)市場(chǎng)的擴(kuò)大，全球輸氣管道的建設(shè)向長(zhǎng)運(yùn)距、大管徑和高壓力方向發(fā)展，形成了具有多氣源、多通道、供氣靈活可靠等特點(diǎn)的洲際的、多國(guó)的、全國(guó)性的和許多地區(qū)性的大型管網(wǎng)系統(tǒng)。伴隨著天然氣管道建設(shè)的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外天然氣管道在計(jì)量技術(shù)、泄漏檢測(cè)［14］、管道減阻劑和運(yùn)行仿真及基于地理信息系統(tǒng)（GIS）的管道數(shù)字化等方面取得了一些新進(jìn)展。中海油氣電集團(tuán)結(jié)合自身業(yè)務(wù)需求，在天然氣管輸工藝方面形成了管網(wǎng)瞬態(tài)調(diào)峰、混輸調(diào)質(zhì)［15］與組分跟蹤、管網(wǎng)分時(shí)調(diào)度、場(chǎng)站動(dòng)態(tài)仿真、第三方開放能力分配、管網(wǎng)能量計(jì)量間接賦值等具有差異化特色的自主技術(shù)成果。目前正在攻關(guān)解決LNG長(zhǎng)距離管道輸運(yùn)［16］面臨的難題。

1.3.3 LNG罐箱多式聯(lián)運(yùn)技術(shù)

非管輸天然氣運(yùn)輸因機(jī)動(dòng)靈活、占地少，是管輸天然氣供應(yīng)模式的有力補(bǔ)充。伴隨著LNG貿(mào)易市場(chǎng)的逐漸壯大，以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的一系列創(chuàng)新物流模式迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇。LNG罐箱因具備無(wú)損存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)、“宜儲(chǔ)宜運(yùn)”的優(yōu)勢(shì)，是大型天然氣液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)方式的有力補(bǔ)充，可實(shí)現(xiàn)沿海接收站與用戶的“門到門”服務(wù)，解決管線不能到達(dá)地區(qū)的供氣難題［17］。

中國(guó)海油、中石油、中石化和民營(yíng)天然氣企業(yè)都在積極探索LNG罐箱多式聯(lián)運(yùn)的物流模式。中海油氣電集團(tuán)自2004起就在積極探索LNG罐箱海陸聯(lián)運(yùn)的實(shí)踐，通過(guò)不斷研究和試驗(yàn)，對(duì)LNG罐箱多式聯(lián)運(yùn)全產(chǎn)業(yè)鏈從充裝、吊裝、運(yùn)輸、堆放存儲(chǔ)等4個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)難題進(jìn)行了攻關(guān)，掌握了LNG罐箱三級(jí)分撥供應(yīng)鏈物流仿真、LNG罐箱高效充裝、安全儲(chǔ)運(yùn)、LNG多式聯(lián)運(yùn)的綜合安全評(píng)價(jià)、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控及智能化與信息化等多項(xiàng)技術(shù)，提出了完整的多式聯(lián)運(yùn)產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系，形成了完整的LNG罐箱供應(yīng)鏈體系和安全保障體系。2018年11月，裝載了130個(gè)LNG罐式集裝箱的“樂從輪”順利抵達(dá)山東龍口和遼寧錦州，完成了我國(guó)首次LNG罐式集裝箱大規(guī)模試裝試運(yùn)；同年12月，搭載24臺(tái)LNG罐式集裝箱的“建功9號(hào)”從山東日照港順利抵達(dá)南京龍?zhí)陡坌洞瓿闪宋覈?guó)首次LNG罐箱江海聯(lián)運(yùn)。

1.4 終端利用技術(shù)

1.4.1 天然氣發(fā)電技術(shù)

隨著我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，LNG終端利用方式中燃?xì)獍l(fā)電逐漸興起。截至2018年，我國(guó)天然氣發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到8375萬(wàn)k W，占全國(guó)總裝機(jī)容量4.4%［18］，相較國(guó)際還有較大發(fā)展空間。中國(guó)海油利用自身天然氣優(yōu)勢(shì)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，為接收站和海上氣田配套天然氣電站，目前共運(yùn)營(yíng)6座燃?xì)怆娬?，總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到823萬(wàn)k W，居國(guó)內(nèi)前列。集中式燃?xì)獍l(fā)電通常采用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)，其技術(shù)成熟，但其核心設(shè)備重型燃?xì)廨啓C(jī)，我國(guó)僅能實(shí)現(xiàn)裝配制造技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化，其核心技術(shù)，如核心設(shè)計(jì)、熱端部件制造、維修技術(shù)以及控制技術(shù)等仍掌握在國(guó)外企業(yè)手中。為此，我國(guó)“十三五”期間已全面啟動(dòng)實(shí)施航空發(fā)動(dòng)機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)（“兩機(jī)”）重大科技專項(xiàng)，擬突破上述關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)國(guó)產(chǎn)化。中國(guó)海油與中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)有限公司共同合作申請(qǐng)的“國(guó)產(chǎn)R0110重型燃機(jī)創(chuàng)新示范項(xiàng)目”已獲國(guó)家能源局批準(zhǔn)，將在中國(guó)海油深圳電力的燃機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)一步開展燃?xì)廨啓C(jī)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，對(duì)燃機(jī)整體性能的適應(yīng)性、可靠性和核心部件進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，推動(dòng)我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

近年來(lái)，分布式燃?xì)獍l(fā)電成為我國(guó)新興的一種天然氣利用方式。其采用的主要工藝是冷-熱-電聯(lián)供，通過(guò)對(duì)一次能源的梯級(jí)利用，提高能源利用效率。分布式燃?xì)獍l(fā)電接近負(fù)荷端，無(wú)需建設(shè)遠(yuǎn)程輸電線路，可大大減少線損，且受電網(wǎng)影響較小，可實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶安全可靠供能和能源梯級(jí)利用，運(yùn)行靈活、對(duì)電網(wǎng)和氣網(wǎng)可雙向調(diào)峰［19］。

1.4.2 冷能發(fā)電技術(shù)

冷能發(fā)電技術(shù)可將LNG中蘊(yùn)含的20%以上的冷能轉(zhuǎn)化為電能。從世界范圍來(lái)看，冷能發(fā)電是利用LNG冷能最多的方式［20］。我國(guó)的LNG冷能發(fā)電技術(shù)起步較晚，但近年來(lái)已取得大量研究成果。目前，上海LNG接收站正在實(shí)施國(guó)內(nèi)首個(gè)LNG冷能回收發(fā)電工程，該工程預(yù)計(jì)2021年建成，投產(chǎn)后預(yù)計(jì)年發(fā)電量達(dá)到2 500萬(wàn)k W·h。中國(guó)海油通過(guò)該工程，已掌握冷能發(fā)電核心技術(shù)并積極推動(dòng)浙江LNG接收站冷能發(fā)電工程實(shí)施。此外在建的舟山LNG接收站也制定了建設(shè)LNG冷能發(fā)電裝置的規(guī)劃。LNG冷能發(fā)電項(xiàng)目的工程化建設(shè)在國(guó)內(nèi)仍是一片藍(lán)海，發(fā)展前景可期。冷能發(fā)電的核心設(shè)備是分體式中間介質(zhì)氣化器（IFV）和向心式透平機(jī)。其中，分體式IFV已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，向心式透平機(jī)正在進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化研發(fā)。

1.4.3 LNG車船加注

在LNG車船加注方面，船舶加注是國(guó)際主流LNG加注利用方式［21-22］。目前我國(guó)LNG水上運(yùn)輸主要集中在內(nèi)河示范推廣階段，沿海尚未起步，中國(guó)海油、昆侖能源公司、新奧能源等眾多能源企業(yè)正在大力推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和行業(yè)規(guī)范的建立。近幾年，中國(guó)海油充分發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)勢(shì)，著力推進(jìn)“三線五港一環(huán)”綠色物流大通道和“兩橫兩縱”LNG船舶加注規(guī)劃建設(shè)，打造國(guó)際船舶加注中心，構(gòu)建覆蓋全國(guó)的LNG車船加注網(wǎng)絡(luò)。中海油氣電集團(tuán)積極開展相關(guān)技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)制定等工作，完成了無(wú)動(dòng)力LNG加注裝置、新型LNG加氣槍、LNG加注軟管等設(shè)備的研制，以及LNG加注儲(chǔ)罐、加注風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、小型氣化站相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，現(xiàn)已具備陸上和水上從可研、初設(shè)、產(chǎn)業(yè)化方式布局、站點(diǎn)規(guī)劃、LNG加注站設(shè)備研制［23］、LNG加注站后評(píng)價(jià)等一站式服務(wù)的能力。目前正在開展LNG船用低溫泵、LNG低溫軟管、LNG船舶的蒸發(fā)氣再液化裝置以及船岸連接控制系統(tǒng)等方面的研究。2019年，中海油氣電集團(tuán)基于產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展，與國(guó)內(nèi)78家LNG行業(yè)相關(guān)單位簽約，牽頭成立了“中國(guó)LNG車輛／船舶產(chǎn)業(yè)合作聯(lián)盟”，共同助力國(guó)家交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。

1.5 LNG關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化

LNG關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化是確保LNG進(jìn)口戰(zhàn)略通道建設(shè)和運(yùn)行安全的重要保障。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)LNG關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化走出了屬于自己的發(fā)展道路，取得了顯著的成就。得益于國(guó)內(nèi)“政產(chǎn)學(xué)研用”合作機(jī)制和“依托重點(diǎn)LNG工程推進(jìn)裝備國(guó)產(chǎn)化”模式的成功實(shí)施［24］，在國(guó)家主管部門、油氣公司、裝備制造單位、高?？蒲性核雀鞣降墓餐ο?，LNG關(guān)鍵設(shè)備由最初的完全依賴進(jìn)口變成目前的絕大部分國(guó)產(chǎn)、極少數(shù)進(jìn)口的情況。LNG液化工廠、接收站、儲(chǔ)運(yùn)站、加注站等全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到90%以上。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)證明，與進(jìn)口產(chǎn)品相比，相關(guān)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品不僅在各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)方面可與之比肩，而且在價(jià)格、供貨周期和后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)上優(yōu)勢(shì)明顯。

以中海油氣電集團(tuán)、中國(guó)寰球工程有限公司、中國(guó)石化天然氣分公司為代表的國(guó)內(nèi)LNG領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)，依托國(guó)內(nèi)工業(yè)產(chǎn)業(yè)體系特別是制造業(yè)發(fā)展的雄厚基礎(chǔ)，以關(guān)鍵技術(shù)及核心設(shè)備重點(diǎn)自主攻關(guān)、基礎(chǔ)和通用設(shè)備扶持國(guó)產(chǎn)廠家為原則，著力解決限制產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化問題，目前已實(shí)現(xiàn)液化冷箱、換熱器、液力透平、LNG儲(chǔ)罐及材料、罐頂?shù)鯔C(jī)、氣化器、LNG泵等LNG全產(chǎn)業(yè)鏈大部分關(guān)鍵設(shè)備的自主化供貨［25］。絕大部分設(shè)備都可從國(guó)內(nèi)依靠本地資源獲得，小部分需國(guó)外供貨的關(guān)鍵設(shè)備也可以找到相應(yīng)的國(guó)產(chǎn)替代方案。未來(lái)，國(guó)內(nèi)將持續(xù)加大對(duì)LNG關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的研發(fā)投入力度，補(bǔ)上創(chuàng)新不足的短板，逐步實(shí)現(xiàn)從技術(shù)跟隨者到技術(shù)引領(lǐng)者的蛻變，為實(shí)現(xiàn)保證國(guó)家能源安全目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

1.6 LNG產(chǎn)業(yè)國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化

我國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)開啟之初的10年，標(biāo)準(zhǔn)工作主要以調(diào)研國(guó)外LNG產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系、借鑒國(guó)外LNG標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采標(biāo)為主。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，通過(guò)充分研究、消化吸收和轉(zhuǎn)化國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)LNG相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究能力逐步提升，已從直接采標(biāo)國(guó)外LNG重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾髦贫ㄟm合國(guó)內(nèi)LNG行業(yè)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)的階段。2009年石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)液化天然氣分技術(shù)委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“液化專標(biāo)委”）正式成立，中海石油氣電集團(tuán)為秘書處掛靠單位。液化專標(biāo)委負(fù)責(zé)液化天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)歸口工作，并與國(guó)際上ISO TC67／WG10等有關(guān)組織對(duì)應(yīng)。在液化專標(biāo)委組織下，近10年間完成了LNG領(lǐng)域近50項(xiàng)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作，目前正在組織開展浮式LNG、船舶和海上技術(shù)等國(guó)際前沿技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編制工作。

此外，在液化專標(biāo)委組織下，結(jié)合我國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作現(xiàn)狀、實(shí)際生產(chǎn)和發(fā)展需求，建立了LNG行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。該標(biāo)準(zhǔn)體系以層次、門類、序列的層級(jí)構(gòu)建而成，并與天然氣標(biāo)準(zhǔn)體系相融合銜接，科學(xué)統(tǒng)一地形成了我國(guó)LNG標(biāo)準(zhǔn)體系框架，為L(zhǎng)NG標(biāo)準(zhǔn)制定及管理工作奠定了基礎(chǔ)。持續(xù)推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系的完善和優(yōu)化，將有助于促進(jìn)LNG行業(yè)生產(chǎn)建設(shè)規(guī)范、有序發(fā)展。未來(lái)將形成以我國(guó)自主編制的新標(biāo)準(zhǔn)為主流的標(biāo)準(zhǔn)管理新態(tài)勢(shì)，同時(shí)考慮進(jìn)一步擴(kuò)充標(biāo)準(zhǔn)體系的序列維度，增加如LNG產(chǎn)品質(zhì)量、計(jì)量方法、冷能利用、罐箱運(yùn)輸?shù)确矫鎯?nèi)容，以體系先行引導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定工作。輸試驗(yàn)、LNG罐箱調(diào)峰儲(chǔ)備試點(diǎn)項(xiàng)目和水路常態(tài)化運(yùn)輸，并響應(yīng)國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略通過(guò)海上絲綢之路出口東盟國(guó)家，為推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展提供新的選擇。

5）天然氣利用方面，智慧電廠、基于燃?xì)夥植?/p>

2 中國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展方向

綜合國(guó)內(nèi)外LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)及需求，中國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展方向主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

1）國(guó)際天然氣液化技術(shù)向大型化、組合化、標(biāo)準(zhǔn)模塊化發(fā)展，將有助于降低大型天然氣液化工廠的建造成本和建設(shè)周期，提高液化廠的運(yùn)行靈活性、裝置可靠性及經(jīng)濟(jì)性；智能化和數(shù)字化的浮式天然氣液化裝置，將提高FLNG的運(yùn)行可靠性，減少運(yùn)行操作人員，增強(qiáng)惡劣天氣下的運(yùn)行能力；大型天然氣液化核心裝備和FLNG核心裝備的國(guó)產(chǎn)化研制與應(yīng)用，例如大型繞管式換熱器及壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與制造等，將極大地減少對(duì)國(guó)外的依賴。

2）LNG接收站的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)將向“云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能”等創(chuàng)新技術(shù)方向發(fā)展，通過(guò)發(fā)展接收站大數(shù)據(jù)分析與深度學(xué)習(xí)技術(shù)、接收站智能化運(yùn)行技術(shù)、接收站數(shù)字孿生技術(shù)、接收站站場(chǎng)數(shù)字化交付技術(shù)等，形成LNG基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維、延壽檢測(cè)等全過(guò)程的數(shù)字化建設(shè)能力。

3）LNG存儲(chǔ)方面，隨著LNG產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)輸船船容的增大、數(shù)量的增加以及LNG新增接收站數(shù)量增加，儲(chǔ)罐大型化成為國(guó)內(nèi)外LNG存儲(chǔ)技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)。此外，隨著不同市場(chǎng)、定位、環(huán)境需求，雙金屬全容罐、地下儲(chǔ)罐技術(shù)、薄膜儲(chǔ)罐技術(shù)、全混凝土儲(chǔ)罐技術(shù)、新型自支撐式儲(chǔ)罐技術(shù)、海上儲(chǔ)罐技術(shù)等在未來(lái)幾年也將有較快的發(fā)展和工程應(yīng)用。

4）天然氣運(yùn)輸方面，天然氣管道仍需在高壓力輸氣與高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度管材的組合方面、多相混輸技術(shù)以及天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、人工智能方面尋求突破。LNG罐箱多式聯(lián)運(yùn)作為天然氣管道和液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)的新型補(bǔ)充方式，順應(yīng)國(guó)家多式聯(lián)運(yùn)發(fā)展戰(zhàn)略和符合政策導(dǎo)向，未來(lái)將積極推動(dòng)LNG鐵路運(yùn)式能源的多能互補(bǔ)技術(shù)將是天然氣發(fā)電的重要發(fā)展方向；LNG冷能發(fā)電技術(shù)將走向成熟，并在LNG接收站逐漸普及；LNG車船加注方面，簡(jiǎn)易、有效、模塊化的船舶加注方法與產(chǎn)品研制將是重點(diǎn)，以縮短項(xiàng)目落地時(shí)間；同時(shí)加強(qiáng)LNG車船加注技術(shù)服務(wù)能力，如LNG新船冷艙氣試服務(wù)、LNG船舶加注風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等。

3 結(jié)束語(yǔ)

2030年之前全球天然氣消費(fèi)將處于快速發(fā)展期，在此背景下，中國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。要將創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)擺在首位，圍繞資源開發(fā)、天然氣儲(chǔ)運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、天然氣利用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)加快重點(diǎn)任務(wù)的技術(shù)研究，堅(jiān)持協(xié)同創(chuàng)新與跨領(lǐng)域合作，為中國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。