能源結構調整下LNG發展優勢及趨勢分析

侯國忠

(中海油石化工程有限公司， 山東 青島 266100)

LNG(Liquid Natural Gas)，即液化天然氣的英文縮寫。天然氣是在氣田中自然開采出來的可燃氣體，主要成分為甲烷，LNG是常壓下氣態的天然氣冷卻至-162℃凝結成的液體。天然氣是一種優質、清潔、高效的能源，對環境污染很小，這在世界各國普遍開始重視環境保護的背景下受到了越來越多的青睞，而LNG作為天然氣的主要形式，在能源市場上受到了極大歡迎。同時隨著 LNG相關技術的進一步發展，使之可以像石油一樣安全方便的儲存、運輸及再氣化，極大的提高了天然氣在全球的競爭力。

1 全球能源結構調整需求

根據國際能源機構統計，隨著人口不斷的增長和世界各國人民對生活品質的不斷提高，全球的能源需求預計從2016年到2040年將增長30%。而根據目前的能源結構(80%由石油、天然氣和煤炭構成)，能源消耗的越多，意味著二氧化碳產生的越多，溫室效應越嚴重，二氧化硫及粉塵排放也就越多，大氣污染影響越大。

2015年12月聯合國氣候會議在巴黎召開，與會各國領導人達成一致意見：把全球平均氣溫較工業化前水平升高控制在2℃以內，并為把升溫控制在1.5℃之內而努力，全球將盡快實現溫室氣體排放達峰，本世界下半葉實現溫室氣體“凈零”排放。2016年10月國際海事組織倫敦會議作出決定：自2020年開始實施0.5%的全球硫限制，即要求在硫排放控制區以外航行的所有船舶使用硫含量不高于0.5%的燃油，對比目前的船舶燃油而言，LNG的硫含量幾乎為零。

根據中國“十三五”規劃綱要，到2020年末，地級及以上城市空氣質量優良天數的比率要由2015年的76.7%提高到80%以上，細顆粒物未達標地級及以上城市濃度累計下降18%，二氧化硫排放量降低15%，同時期望地級及以上城市重度及以上污染天數比例下降25%[2]。要完成不斷提升的能源需求，又要降低能源消耗的碳排量，同時還要解決城市里侵蝕著成百上千人民生命健康的空氣污染問題，這是全球各國面臨的挑戰性難題。當然，該問題并非不可解決，在提供更多能源同時減少溫室效應和空氣污染影響，就必須減少碳排放和空氣污染物排放，反應到能源上就是調整其供應結構。在產生同樣效果的基礎上，減少污染物排放物較多的能源組成，增加清潔高效能源組成是必然的選擇，尋找這類的能源成為各國改善環境的迫切需求。

2 LNG發展優勢分析

在全球各國進行能源結構調整的大背景下，天然氣是這場能源結構變革的關鍵。對于大多數能源組成而言，天然氣是極少的可經濟適用的能源原料，從發電到加熱，再到運輸燃料，其用途呈多樣化，不僅可替換卡車柴油，還可以替換遠洋輪船的重油。同時，天然氣又是最純凈的碳氫化合物，其釋放的溫室氣體相比其他化石燃料少很多。處在能源結構調整和能源價格波動的環境下，各個能源需求國傾向選擇靈活的供應方式，運輸彈性更高的LNG便成為天然氣能源供應的代表。

對比傳統的燃煤電廠，先進的燃氣發電廠花費不到三分之一的時間就能達到滿負荷運行。這種靈活性使其對比可再生能源，例如太陽能和風能也具有較大的優勢，風能和太陽能容易受氣候影響，需要足夠的條件才能確保可靠運行。在投資上，無論是建造投資成本還是日常的運行維護成本，燃氣電廠相比其他能源發電都具備相當優勢，例如，從投資建廠上燃氣電廠比煤炭發電廠節約成本60%以上，運行維護成本節省約50%，相比風能、地熱、核能發電，燃氣發電的成本優勢更加明顯，具體對比見圖1[1]。

圖1 天然氣在建造維修費用方面與其他能源對比(單位：美元)

在溫室氣體和大氣污染物排放上，天然氣相比其他化石燃料排放要少的多。同樣產生1兆瓦時的電量，正常消耗情況下天然氣比煤炭少排放61%的二氧化碳，即使和超臨界燃煤發電相比，其產生的二氧化碳量也要少58%，LNG 經過液化-運輸-再氣化后，仍然比煤炭發電少釋放40%的溫室氣體。大氣污染物主要是二氧化硫、氧化氮和PM2.5顆粒，對比超臨界煤炭鍋爐發電，天然氣發電幾乎不排放二氧化硫和PM2.5顆粒，氧化氮的排放也僅為煤炭發電的10%左右，見圖2[1]。因此，無論從成本角度還是從環保角度，LNG都具有絕對優勢，可以預見其將通過替換煤炭在發電領域保持重要地位。

圖2 煤炭和天然氣發電污染物排放對比

如今的可再生能源地熱、風力和太陽能等主要生產電力，大概滿足全球18%的電力需求。然而并非所有的能源需求都能用電力解決，例如工業生產中煉鋼等需要極高溫度的地方，化工行業中電力無法代替的碳氫化合物原料等。這就意味著，在未來很長一段時間，天然氣持續彌補可再生能源的不足，在工業生產和建設中扮演十分重要的角色。

隨著對環境的重視，各國政府已經意識到天然氣可以降低溫室效應、提高空氣質量的優點。中國2016年3月份確定的十三五規劃，確定增加450億標方天然氣需求，這比整個荷蘭的總需求都高，主要用來改善空氣質量。2017年1月，中國國家能源局發布取消或暫停超過100座的煤炭發電廠建設，比德國現有煤炭發電廠2倍還要多。2016年歐洲的燃煤發電已經降至94太瓦時，而燃氣發電則升至101太瓦時，這種改變主要基于環保政策，例如，英國政府將二氧化碳的價格定為18英鎊每噸。跟2015年相比，歐洲用天然氣代替煤炭進行發電已經有效降低了4.5%的二氧化碳排放。

由此可見，無論是基于全球溫室效應控制的需求，還是各國對于環境污染的控制，以及能源使用的經濟性，LNG已經成為能源結構調整首要選擇。

3 LNG需求發展趨勢

過去十年里天然氣已成為增長最快的碳氫能源，2000年起每年需求增速為2%，而其中LNG形式的需求每年增長則為6%，2016已經達到2.65億噸，足夠5億個家庭用電耗能。今后LNG仍以較快速度增長，預計到2020年，全球LNG市場較2014年增長50%，主要來自于目前已投用或即將投用的裝置。對于更遠期的預計，全球對于LNG的需求從2016年到2030年預計以每年4-5%的速度遞增，到2030年預計增長45%，相比其他能源結構如可再生能源、煤炭和石油增長速度都要快的多，見圖3[1]。

圖3 全球能源需求增長率(單位：十億立方)

圖4 區域天然氣需求增長率(單位：十億立方)

隨著LNG浮動存儲再氣化船的投用，供應時間已經大大縮減，而一些新興國家國內能源產量不斷降低，替換意愿增加，提升了對LNG需求的增長。接下來的20年里，隨著越來越多的國家擁有LNG終端的基礎設施或者浮動存儲再生裝置，當國內資源出現短缺時，LNG會迅速彌補。2015年，哥倫比亞、埃及、牙買加、約旦、巴基斯坦和波蘭都開始進口LNG，使進口LNG的國家從本世紀初的10家增至35家。到2016年，埃及、巴基斯坦和約旦都進入全球LNG進口增長最快的5個國家行列，這些國家均由于當地氣源短缺，利用了LNG供應良好彈性，3個國家一年共進口了1390萬噸LNG。中國和印度是另外兩個增速最快的國家，2016年進口增長了1190萬噸，使中國的LNG進口達到2700萬噸，印度達到2000萬噸，中國對天然氣的需求增長十分明顯，預計從2016年的2000億立方米增至2030年的4500億立方米。由于亞洲新興國家的強勁增長，到2030年，亞洲仍然是天然氣需求增長最快的地區，美洲其次，由于埃及、約旦等國的需求增速，中東地區天然氣需求也將不容小視。

未來15年天然氣的增長點主要是發電領域，用來替換煤炭，降低對大氣污染，預計需求增長為45%，其次是工業生產使用，預計增長26%，最后是民用和交通，增長分別為22%和7%，見圖5[1]。對于中國，為了治理大氣污染，政府將極力提高清潔能源使用比例，降低煤炭的比例，根據Wood Mackenzie 2016年第四季度數據，中國預計將能源結構中天然氣的比例從2016年的5%提高到2030年的11%。

在所有供氣國家中，澳大利亞貢獻了大部分2016年的天然氣增長，增加了1500萬噸，達到4430萬噸的總出口量。2016年對美國也是標志性的一年，從路易斯安納州薩賓終端輸出了290萬噸LNG。LNG供給增長，尤其是澳大利亞和美國出口，預計到2020年相對2014年將增加50%，這其中三分之一將依托近期投產的裝置，剩余的三分之二預計2020年前投產。

圖5 全球天然氣需求結構增長率(單位：十億立方)

圖6 中國主要能源需求結構

4 LNG發展帶來機遇

圖7 LNG市場分析

各地區尤其是發展中國家的需求旺盛促使LNG工程相關項目蓬勃發展，資本涌入該領域，這就為LNG工程設計建造公司、相關設備制造公司帶來極大機遇。新建和已存在的管道和天然氣存儲設施允許天然氣比較容易的從生產地區運輸到消費地區，而LNG浮動存儲再氣化船使用的快速增長為許多新興國家提供了更靈活的供應方式[3]。根據LNG的需求強勁增長趨勢，可以預測未來相關設施的建造也有較大的增長空間，大部分LNG仍會通過已建或在建的設施進行輸送，但隨著設施使用年限增加、運輸能力下降和LNG需求的持續增長，2020年起新設施的建造將走上快速增長的道路，見圖7[1]。

5 結論

綜上可知，在全球重視大氣環境和控制溫室效應的背景下，具備碳排放量和污染物排放量明顯較低優勢的LNG將在各國能源結構調整中提高應用比例，需求增長速度比其他能源結構明顯較快。這對我國能源行業帶來以下啟示：

(1)為了加強大氣污染治理，預計政策會持續扶持天然氣發電，控制縮減燃煤電廠，天然氣發電設備及工程技術需求增強；

(2)預計LNG需求的快速增長將帶動更多生產、接收終端等設施投資建造，應重視相關技術的開發利用；

(3)LNG需求國傾向周期更短，供應更加靈活方式，預計LNG浮動存儲再氣化船等彈性供應設施需求增長較快；

(4)關注亞洲及中東新興LNG需求趨勢，配合國家"一帶一路"政策積極拓展海外LNG業務。