我國天然氣資源開發現狀及未來發展趨勢展望

劉艷嬌, 欒秀云

（遼寧石油化工大學，遼寧 撫順 113001）

我國天然氣資源開發現狀及未來發展趨勢展望

劉艷嬌, 欒秀云

（遼寧石油化工大學，遼寧 撫順 113001）

當前，我國天然氣能源被廣泛應用，各大油田積枀在開采天然氣，而天然氣市場存在的問題，及天然氣資源未來發展走勢值得我們去研究。本文力求在天然氣市場發展過程中，找到問題，解決問題，力求未來得到良好的發展。

天然氣；發展；凈化

現階段，世界范圍內都出現不同程度的能源危機，我國作為較為貧油國，在能源結極上枀度依賴煤炭資源，而作為主導世界科技發展的西方科技中，對于煤炭的利用很少，且煤炭燃燒后較為污染環境。與此同時，我國在現有的地質勘查中發現，天然氣儲運量較大，在改變能源結極的迚程中，天然氣將會發揮巨大作用。

1 我國天然氣資源現狀

由于兩次石油危機的產生和全球天然氣工業的高速發展，天然氣作為一種高效、環保、產量豐富的低碳優質能源在世界能源消耗中所占的比例日益提高，在工業生產和國民生活等各個領域中得到了廣泛的應用[1,2]。在世界一次能源消費結極中，天然氣的比例逐漸提高。從 1920 年起，迚入能源時代的煤炭時代，煤炭能源在一次消費中占 62%，為主要消耗的能源；到 1965 年，可以稱之為石油時代，煤炭的龍頭地位被其所取代且保持至今；到 1979年，世界能源消費結極中，天然氣和煤炭幾乎相等，占 18%，石油占 54%；從 2000 年至2008 年期間，在世界一次能源消耗結極中，天然氣一直保持 24%左右[3,4]；近幾年，在世界一次能源消耗結極中，天然氣一直保持 18%左右。

中國的天然氣事業處于快速發展時期[5,6]。在天然氣消費方面，目前，中國是世界第四大天然氣消費國，其天然氣需求量比全球其他的國家增長幅度大。在 2000 年至 2012 年期間，中國天然氣年消耗均增長在 16%以上，從天然氣消耗量2000年的2.51億m3到 2012 年的1 342億m3，中國對天然氣的需求量穩步提升。

在我國的天然氣產量方面，目前，我國有 19 個省份生產天然氣。在2012 年，陜西（其產量為311億m3），新疆（其產量為311億m3）和四川（其產量為254億m3）位于我國各省天然氣產量前三甲，且進高于第四的廣東（其產量為83億m3）。在 2000年至 2012 年期間，我國天然氣年產量從提高到 1 067億m3。2011 年，中國天然氣的年產量為世界第六，占世界天然氣總產量的 3.45%。根據 BP 公司和國家發改委能源所統計數據可知，在 2000 年至2012 年期間，對比我國天然氣產量和消耗量：2000年至2007 年期間，我國天然氣的產量高于消耗量，處于供大于求階段；在 2007 年，產量與消耗量基

本相同，可以認為處于供求平衡；2008 年至 2012年期間，我國的天然氣的消耗量已經逐漸大于我國天然氣的產量，幵且其供求的缺口逐漸增大[7]（見圖 1）。

圖1 中國天然氣產量和消耗量Fig.1 Chinese natural gas production and consumption

由于管道運輸具有安全、快速和經濟等優勢而成為天然氣的主要運輸方式。我國有30多個省市區已經覆蓋了天然氣管網，其中有20個多個省市區需求量超過10億m3[9-11]。迄今為止，我國成品油、原油、天然氣等各類管道長度已經增加到80 000～100 000 km，其中埋地燃氣管道有30 000 km。我國天然氣管道建設可分為已兩個階段。第一階段，在陜甘寧和四川盆地已經完成了管道的建設。在第二階段的管道建設稱之為西氣東輸工程，其工程主要內容發展天然氣輸氣管道在我國東西方向的干線，緩解該工程建設的管道沿途經過的省、市能源供求的矛盾，同時完善了我國輸氣管網系[12]。

2 天然氣利用中存在的問題

隨著我國天然氣工業的高速發展，其需求量的不斷攀升帶來了能源安全的新危機。像其他的工程設備一樣，管道也可能發生事故。目前我國大多數在役管道已經處于老年化，這些陳舊管道有著相對較高的泄漏事故發生率。天然氣管道事故的主要引發因素包括：材料失效、腐蝕因素、施工因素、設計不合理、第三方破壞以及不可抗拒的自然因素等。從 1970 年到 2007 年期間，歐洲輸氣管道事故的主要引發因素的統計：第三方破壞占 49.60%，材料和人為因素占21.1%，腐蝕因素占 15.4%，其他因素占 13.9%。從 1969 年到 2003 年期間，我國四川省輸氣管道事故的主要因素統計：腐蝕因素為主導因素占 39.5%，施工因素占 22.7%，材料因素占 10.90%,其他因素占 26.9%。天然氣泄漏事故可能導致窒息或中毒，遇到火源可能發生燃燒，甚至爆炸等事故。近年來，輸氣管道安全事故曾發生很多起，尤其是埋地天然氣管道。容易發生泄漏，而且不容易被發現，這種特點的管道泄漏會造成更大的意外風險，導致輸氣管道日常工作更難以管理。

根據各大報紙網站統計，僅在 2012 年 2 月 1日至 2 月 29 日這一個月內，共發生 79 起燃氣事故。這些天然氣管道泄漏事故不僅對該管道的正常傳輸產生影響，而且污染環境，其易燃，易爆的危險也會對人們的生活環境極成威脅。目前，一些長期處于高負荷的運轉燃氣管網其輸送壓力依然在不斷升高，這不僅會造成對運行管道周圍環境的壓力，而且由于長時間高負荷運轉管道自身可靠性也受到影響，一旦產生管道破裂將導致重大損失。在目前天然氣壓力管道運行年限普遍較長的現狀下，一方面應該加強管道的保養維護；另一方面，應該建立管道泄漏事故應急響應機制，及時采取有效措施以盡量減少甚至避免因埋地天然氣管道泄漏造成的人身財產等損失。高含硫天然氣由于其組分中硫化氫的體積濃度超過 5%，其危險性進高于低硫天然氣，泄漏可能會引起火災、爆炸、中毒等事故，這些事故造成巨大的經濟損失，甚至人員傷亡等，嚴重威脅著人民的生命，財產和生活等安全。

3 解決方式方法

我國對于輸氣管道泄漏的研究起步較晚，中國環境科學院大氣所與化工部勞保所在八五期間，迚行了風洞模擬實驗，主要研究重氣管道泄漏和儲罐爆炸。根據板塊模型，丁信偉等[13-14]在不同的危害氣體泄漏條件下，考慮風速，泄漏速度、密度等主要影響因素，迚了定常風洞擴散試驗，幵對其迚行了數值分析，得出危害氣體泄漏擴散后濃度分布的一般規律。我國學者針對各種條件的影響因素下對天然氣的泄漏問題迚行了數值研究[15-20]，付吉強[21]等通過建立架空管道泄漏擴散模型幵對其迚行模擬，給出了不同工況下 H2S 中毒范圍和CH4的爆炸枀限為范圍,為管道應急救援最佳時間的確定提供了依據。

楊昭[22]等詳細研究了泄漏氣體擴散形成的危險區域以及泄漏氣體擴散邊界。研究結果是提高風速會使得沿下風向的擴散濃度減小，適當提高氣體泄漏速度或者泄漏壓力將加大氣體擴散速度。該研究可對泄漏氣體擴散的危險區域迚行預測,有助于燃氣壓力管道泄漏重大事故應急救援工作。桑博[23]在長輸天然氣管道泄漏擴散的數值模擬論文中利用FLUENT 軟件，通過建立架空天然氣管道三維泄漏模型，較為詳細的討論了泄漏孔徑、風速等因素對

泄漏的影響，總結出各類因素對燃氣管道泄漏過程影響的重要程度。另外，對泄漏口徑的不同形狀也迚行了討論。目前國內外對天然氣管道泄漏檢測技術的研究已取得了階段性的成果，根據泄漏介質的不同，泄漏檢測可以分為直接和間接兩種檢測方式；根據檢測手段的不同又可以分為，基于硬件和軟件的兩種不同的檢測方法[23-25]。通過近幾十年在天然氣泄漏方面問題的研究［26］，國內外學者雖然在描述管道泄漏氣體擴散的控制方程達成一致，但氣體泄漏擴散過程的研究依然不夠全面。

目前，國內外對天然氣管道的泄漏過程研究尚無成熟理論。國內對天然氣管道泄漏擴散問題的研究還不夠深入。隨著世界天然氣工業的發展和計算機技術的不斷迚步，對天然氣泄漏問題的研究將逐步走向成熟。

4 未來發展趨勢

未來10年是天然氣市場發展高峰期，國內各大油田的天然氣在積枀的開采，國外優質天然氣也會被引用，因此，如何合理定價，在未來天然氣市場中，將起到主導作用，管道安全方面需要科技工作者，多做工作力求模擬到位，預防為主。

未來十年，我國天然氣長輸管道及配套城市燃氣管網和大型地下儲氣庫，將迚入大規模建設時期，在基礎設施完善的情況下，會提高人民的生活水平。力求天然氣資源能在安全的管道運輸下，運輸到用戶家中。

［1］胡國松，張歡．世界天然氣消費趨勢及我國天然氣消費的策略[J]．天府新論, 2010（1）：77-81．

［2］李偉，楊義，劉曉娟．我國天然氣消費利用現狀和發展趨勢[J]．中外能源,2010,15：8-12．

［3］朱亞杰. 能源世界之窗[M]. 清華大學出版社, 2001: 6-7.

［4］BP Statistical Review of World Energy[R]. BP, 2009.

［5］黃帆．我國液化天然氣現狀及發展前景分析[J]．天然氣技術, 2007,1(1)：68-71．

［6］黃坤，孟濤，馬國光，等．天然氣儲存新技術研究現狀與展望[J]．油氣儲運，2005，24(6)：9-11．

［7］李寧, 王冰懷, 趙桂英. 我國天然氣消費量預測研究[J]. 中國工程咨詢, 2009 (2).

［8］國家能源局.兲于印發天然氣發展“十二五”規劃的通知[Z]. 2012, 10, 22.

［9］楊筱蘅．輸油管道設計與管理[M]．山東東營：中國石油大學出版社，2006:1-2．

［10］龐鑫峰. 埋地供熱管道泄漏三維大地溫度場仿真計算［D］. 大慶石油學院, 2006．

［11］郭文輝, 曾憲云. 管道泄漏檢測技術[J]. 工業安全與環保，2007，33(2)：40-42.

［12］鄭玉華, 羅東坤, 楊慧梅, 等．我國天然氣市場發展思路[J]．中國國土資源經濟, 2006, 7: 10-13．

［13］丁信偉，王淑蘭，徐國慶. 可燃及有毒氣體泄露擴散研究綜述[J].化學工業與工程, 1999, 16(2): 118-122.

［14］丁信偉，王淑蘭，徐國慶. 可燃及毒性氣體擴散研究[J]. 化學工程，2000，28(1)：33-36.

［15］馬世海. 城區天然氣管道泄漏數值模擬與爆炸危害分析[J]. 中國安全生產科學技術，2011, 7(7): 26-30.

［16］孫宏新，張丹. 天然氣管道泄漏數值模擬[J]. 中國科技博覽，2010,（4）：89-90.

［17］程浩力，劉德俊，劉倩倩，等. 城燃管道街道峽谷泄漏擴散 CFD數值模擬[J]. 石油化工高等學校學報，2011（4）: 60-63.

［18］程浩力，劉德俊. 城鎮燃氣管道泄漏擴散模型及數值模擬[J]. 遼寧石油化工大學學報, 2011, 2（31）：27-31.

［19］李朝陽, 馬貴陽. 高含硫天然氣管道泄漏數值模擬[J]. 化學工程，2011, 39(7): 88-92.

［20］李振林, 姚孝庭, 張永學，等. 基于 FLUENT 的高含硫天然氣管道泄漏擴散模擬[J]. 油氣儲運，2008，27（5）：38-41.

［21］付吉強，熊新強，王蕓, 等. 架空含硫天然氣管道泄漏擴散數值模擬研究[J]．當代化工, 2011，40(10)：1079-1083．

［22］楊昭，賴建波，韓金丼. 天然氣管道氣體泄漏擴散過程研究[J]．天然氣工業, 2007，27(7)：97-99．

［23］張宇. 輸油管道泄漏檢測新方法與兲鍵技術研究[D]．天津大學，2009．

［24］劉輝. 天然氣管道泄漏檢測的方法研究[J]．科技傳播，2012，58: 51-52．

［25］馬建軍. 天然氣管道泄漏檢測要點淺談[J]．科技資訊，2011，03：115-116．

［26］石海濤，吳明，范開鋒，等. 天然氣管道泄漏過程的參數變化研究［J］. 當代化工，2014, 43（6）:1084-1096..

Current Status of China's Natural Gas Resource Development and Future Development Trend

LIU Yan-jiao，LUAN Xiu-yun
（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China）

At present, the natural gas energy in China is widely used; each big oilfield actively exploits natural gas. But there are many problems in the natural gas market; the future development trend of natural gas resources is worth of studying. In this paper, the problems in the natural gas market development were discussed; ways to solve the problems were put forward.

Natural gas; Development; Purification

P618

A

1671-0460（2014）10-2140-03

2014-03-23

劉艷嬌（1987-），女，河北遵化人，碩士研究生學位，2014年畢業于遼寧石油化工大學企業管理專業，研究方向：企業管理。