液化天然氣長距離運(yùn)輸可行性分析

宋超 米勁臣 安宇龍

摘 要：當(dāng)今社會(huì)的快速發(fā)展導(dǎo)致對于能源的需求越來越高。液化天然氣作為一種非常重要且十分環(huán)保的能源受到各國的廣泛重視，我國也是如此。我國對于天然氣消耗量巨大，主要的消費(fèi)地區(qū)集中在東南沿海地區(qū)，但是我國天然氣資源主要分布在西部以及西北部地區(qū)，這就不可避免的需要進(jìn)行長距離運(yùn)輸。如何進(jìn)行液化天然氣長距離運(yùn)輸并行之有效非常有效。本文就鐵路液化天然氣的長距離運(yùn)輸做一個(gè)簡要的可行性分析。

關(guān)鍵詞：液化天然氣;長距離運(yùn)輸;可行性

液化天然氣作為非常重要的能源已經(jīng)被廣泛接受，這種能源具備了環(huán)保，燃燒值高的特點(diǎn)，對于改善我國日益嚴(yán)重的環(huán)境問題有非常大的幫助。但是由于天然氣在我國分布的嚴(yán)重失衡，這就導(dǎo)致天然氣必須經(jīng)過長距離運(yùn)輸才能夠運(yùn)送到消耗量大的地區(qū)。目前我國液化天然氣的主要陸上運(yùn)送方式有公路運(yùn)輸和管道運(yùn)輸，這兩種方式都有著十分明顯的弊端，因此利用現(xiàn)有的鐵路線進(jìn)行液化天然氣的鐵路運(yùn)輸成為了一種非常理想的運(yùn)輸方式。

1 LNG危險(xiǎn)性

天然氣是由億萬年前的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來，主要成分是甲烷，液化天然氣是地下蘊(yùn)含的天然氣經(jīng)過先進(jìn)的技術(shù)處理而產(chǎn)生的一種特殊的冷凍液化氣體。其密度相對氣態(tài)的天然氣要大，但是其體積就要比氣態(tài)的天然氣要小很多，這樣有利于運(yùn)輸。但是天然氣是一種非常危險(xiǎn)易爆的氣體，在空氣中極易發(fā)生爆炸，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。

1.1 容易受熱膨脹

液化天然氣由于經(jīng)過冷卻和壓縮處理，只有在低溫和相對應(yīng)的壓力環(huán)境下才會(huì)保持液體形態(tài)，一旦，液化天然氣的溫度升高，就會(huì)使液化天然氣出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，使其由液態(tài)變成氣態(tài)，在這個(gè)過程中，天然氣的體積會(huì)迅速增大，這就會(huì)導(dǎo)致裝載液化天然氣的容器內(nèi)部壓力迅速上升，當(dāng)容器無法承受巨大的壓力時(shí)就會(huì)發(fā)生爆炸。

1.2 易燃易爆

天然氣中含有大量的危險(xiǎn)氣體，如甲烷等。這些氣體很容易與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放巨大的能量。如果液化天然氣發(fā)生泄漏，遇到明火就會(huì)發(fā)生劇烈的燃燒，爆炸。而且由于液化天然氣經(jīng)過了冷卻和壓縮處理，這時(shí)其分子具備了非常強(qiáng)的活動(dòng)能力，一旦在裝載過程中稍有不慎，就很容易發(fā)生冷爆炸危險(xiǎn)。

1.3 易擴(kuò)散

由于液態(tài)天然氣經(jīng)過了壓縮和低溫處理，這就導(dǎo)致其體積被極度的壓縮，分子間的距離也被極度壓縮。當(dāng)發(fā)生泄露時(shí)，由于其溫度，壓力都會(huì)減小，分子之間的距離會(huì)迅速增大，分子也會(huì)變的非常活躍，這就會(huì)導(dǎo)致液態(tài)天然氣快速的被汽化，迅速向四周擴(kuò)散，影響范圍迅速擴(kuò)大。

2 成本分析

液化天然氣運(yùn)輸成本主要是運(yùn)費(fèi)成本以及運(yùn)輸所花費(fèi)的時(shí)間。利用鐵路進(jìn)行危險(xiǎn)物品的運(yùn)輸，鐵路部門針對這類危險(xiǎn)物品的運(yùn)輸制定了相關(guān)的運(yùn)輸規(guī)則以及價(jià)格。鐵路部門按照每一個(gè)裝運(yùn)容器每公里的運(yùn)輸費(fèi)用進(jìn)行計(jì)費(fèi)，由于液態(tài)天然氣屬于危險(xiǎn)物品每公里運(yùn)輸價(jià)格也要比普通貨品高。這樣可以很快計(jì)算出通過鐵路進(jìn)行運(yùn)輸?shù)某杀荆簯B(tài)天然氣另一個(gè)主要成本就是時(shí)間成本，這主要是指在鐵路運(yùn)輸過程中花費(fèi)的時(shí)間。在鐵路運(yùn)輸過程中需要花費(fèi)一定的時(shí)間，這包括列車中轉(zhuǎn)，?？?，事故處理等花費(fèi)的時(shí)間。

3 鐵路運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢

鐵路運(yùn)輸液態(tài)天然氣有著無可比擬的優(yōu)勢。首先鐵路運(yùn)輸受到天氣的影響非常小。鐵路由于是沿著專用軌道進(jìn)行運(yùn)輸，其受到天氣的影響相對較小，可以保證液態(tài)天然氣持續(xù)，穩(wěn)定的供應(yīng)。而公路運(yùn)輸受到天氣影響非常嚴(yán)重，在遇到惡劣天氣的情況下，很難保證天然氣的持續(xù)供應(yīng)。其次鐵路運(yùn)輸?shù)某杀疽惨裙艿肋\(yùn)輸和公路運(yùn)輸?shù)秃芏?，而且我國鐵路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)十分發(fā)達(dá)，能夠覆蓋幾乎所有大中型城市。最后鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩砸部梢缘玫接行У谋ＷC，效率也要比公路運(yùn)輸高很多。

4 可行性

4.1 硬件可行性

目前經(jīng)過多年的研究，鐵路液態(tài)天然氣運(yùn)輸?shù)难b備已經(jīng)得到了非常大的發(fā)展。目前國外已經(jīng)有了非常成熟的裝備體系。在日本，通過鐵路進(jìn)行液態(tài)天然氣運(yùn)輸已經(jīng)常態(tài)化，并且根據(jù)液態(tài)天然氣的化學(xué)與物理性質(zhì)建立了一整套的裝備標(biāo)準(zhǔn)。目前運(yùn)輸裝備通常會(huì)采用雙層絕熱的方式進(jìn)行溫度的控制，再利用高性能的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，這樣可以保證罐體內(nèi)的溫度和壓力，使得鐵路運(yùn)輸過程更加可靠，安全。雖然我國進(jìn)行相關(guān)方面的研究比較晚，但是已經(jīng)取得了非常大的發(fā)展。我國已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)大部分LNG鐵路運(yùn)輸設(shè)備的國產(chǎn)化。這就大大降低了鐵路部門設(shè)備采購的費(fèi)用，對于運(yùn)費(fèi)成本的降低有著很大的作用。目前我國設(shè)備廠商已經(jīng)可以生產(chǎn)用于鐵路運(yùn)輸?shù)囊簯B(tài)天然氣的雙層高真空絕熱容器，并且已經(jīng)通過了相關(guān)機(jī)構(gòu)的驗(yàn)證。這對于液化天然氣鐵路運(yùn)輸在我國的發(fā)展有著非常重要的意義。

4.2 安全可行性

液態(tài)天然氣的運(yùn)輸最重要的莫過于其安全性。液態(tài)天然氣的危險(xiǎn)性不言而喻，正是由于其過于危險(xiǎn)，才使得鐵路運(yùn)輸液態(tài)天然氣無法得到快速發(fā)展。首先由于液態(tài)天然氣的特性，造成其易燃，易爆。如果在鐵路運(yùn)輸過程中發(fā)生泄漏，就會(huì)快速向周圍空氣擴(kuò)散，車軌與車輪之間一旦發(fā)生摩擦產(chǎn)生火花，極易發(fā)生爆炸，造成不可估量的損失。為了保證運(yùn)輸容器的安全，通常情況下當(dāng)容器內(nèi)壓力超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就會(huì)對容器內(nèi)氣體進(jìn)行適量的泄放，但是如果在經(jīng)過隧道時(shí)進(jìn)行泄放，那就會(huì)時(shí)隧道內(nèi)的天然氣濃度瞬間上升，一旦濃度過高，就很容易造成爆炸。正是因?yàn)檫@些安全原因，才使得鐵路部門對于運(yùn)輸液態(tài)天然氣的積極性不高。

為了解決液態(tài)天然氣運(yùn)輸?shù)陌踩珕栴}，很多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)針對鐵路運(yùn)輸過程中可能遇到的各種情況，對運(yùn)輸容器進(jìn)行了非常嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)，這其中包括在沖擊，實(shí)行全程安全在線監(jiān)控等條件。在各種突發(fā)情況下，測試運(yùn)輸容器的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。通過嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)證明，只要這種容器能夠按照相關(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造，其安全性是沒有任何問題的。在隧道內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)氣泄放的問題，這種情況在進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)，就已經(jīng)考慮到了。目前按照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的容器，在進(jìn)行充裝的過程中，如果能夠按照要求進(jìn)行嚴(yán)格操作，那么要達(dá)到安全閥的泄放標(biāo)準(zhǔn)至少要100天左右，而目前我國鐵路部門的運(yùn)輸能力已經(jīng)十分發(fā)達(dá)，100多天的時(shí)間，液化天然氣早就已經(jīng)運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)。即使在途中因?yàn)橐馔庑枰谒淼纼?nèi)進(jìn)行泄放，隧道的通風(fēng)系統(tǒng)也會(huì)及時(shí)將這些氣體排放到隧道外，不會(huì)對運(yùn)輸安全造成威脅。

4.3 經(jīng)濟(jì)可行性

天然氣的陸地運(yùn)輸主要包括公路，管道和鐵路。管道運(yùn)輸需要耗費(fèi)巨大的人力物力進(jìn)行管道的鋪設(shè)和維護(hù)，這其中的投資十分巨大，建設(shè)周期也十分漫長，維護(hù)也十分不便，對施工環(huán)境的要求較高，無法做到大面積覆蓋。公路運(yùn)輸相比鐵路更為靈活，但是由于公路運(yùn)輸?shù)奶厥庑?，其運(yùn)輸里程越長，發(fā)生事故的概率就越大，進(jìn)行長距離運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)因素非常多。根據(jù)經(jīng)濟(jì)性和安全性進(jìn)行綜合考慮，鐵路進(jìn)行長距離的液態(tài)天然氣運(yùn)輸無疑是最為經(jīng)濟(jì)適用的。而且目前我國的鐵路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)十分發(fā)達(dá)，可以覆蓋所有的大中型城市，這就給液態(tài)天然氣的鐵路運(yùn)輸提供了巨大的方便。這也大大降低了液態(tài)天然氣鐵路運(yùn)輸?shù)某杀?，使得其可行性更高?/p>

5 結(jié)束語

天然氣作為一種非常潔凈的能源受到世界各國政府的廣泛關(guān)注。我國作為一個(gè)能源消耗大國，同時(shí)也是一個(gè)污染十分嚴(yán)重的國家，更應(yīng)該加強(qiáng)對于天然氣的應(yīng)用。但是由于我國天然氣西部儲(chǔ)量多東部儲(chǔ)量少的天然條件，如果要進(jìn)行大范圍的推廣應(yīng)用，就必須對天然氣進(jìn)行長距離運(yùn)輸。在所有陸路運(yùn)輸方式中，通過鐵路進(jìn)行液態(tài)天然氣的運(yùn)輸無疑是最為合適的一種，因此我國鐵路部門應(yīng)該與相關(guān)企業(yè)進(jìn)行積極合作，只有這樣才能夠進(jìn)一步提升我國鐵路運(yùn)輸液態(tài)天然氣的技術(shù)能力，從而更好的保障運(yùn)輸過程的安全性。

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