天然氣儲運技術及其應用發展前景探討

楊睿

摘? 要：隨著社會發展的不斷進步，天然氣被廣泛的熟悉和使用，成為人們生產生活不可或缺的一部分，對于社會經濟發展有很大的推動作用。天然氣作為一種清潔新能源，在環境保護方面也有著重要的意義，在天然氣使用過程中，儲存和輸送是兩個至關重要的環節，對于人民生產、生活安全使用燃氣有著深遠影響。文章立足于當前天然氣普及使用的現實情況，分析儲運的方式方法，探討其未來發展前景，力爭安全、高效同時進行，保障然氣可持續發展。

關鍵詞：天然氣;儲運技術;發展前景

中圖分類號：P618.13? ? ? ? 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）24-0166-02

Abstract： With the continuous progress of social development， natural gas has been widely known and used and has become an indispensable part of people's production and life， and plays a great role in promoting social and economic development. As a clean new energy， natural gas also plays an important role in environmental protection. In the process of natural gas use， storage and transportation are two vital links， which have a far-reaching impact on the safe use of gas for people's production and daily life. Based on the current situation of popular use of natural gas， this paper analyzes the ways and methods of storage and transportation， discusses its future development prospects， and strives to make it safe and efficient at the same time， so as to ensure the sustainable development of natural gas.

Keywords： natural gas; storage and transportation technology; development prospect

能源利用和環境保護是全世界共同關注的兩大基本問題，在我國高速經濟發展的帶動下，能源利用和環境保護這兩關鍵性問題，已成為我國是否能走可持續發展路線的關鍵要素，為了提高清潔能源的使用效率，我國出臺了一系列相關政策和解決方法如西氣東輸、廣東等地的液化天然氣等，隨著天然氣使用需求的增加，在運送和存儲方面的保障更尤為重要，為此，深入研究天然氣儲運方法的應用及其優缺點，探討其未來發展前景及方向。

1 當前我國能源利用的具體情況

第一，我國地大物博，在發展我國經濟的同時，要面臨許多的問題和挑戰，諸如人口、環境、交通、城鄉發展差別大，能源分配不均等問題，是制約著我國經濟發展的主要問題。在能源利用方面，我國能源消耗結構以煤炭為主約占能源消耗的70%，天然氣的使用雖逐漸被推廣，但整體的利用率也才不足2.5%，與世界平均水平還存在一定的差距，而煤炭大量的燃燒釋放的污染物對環境有很大的影響，隨之出現很多的環境污染等問題[1]。第二，改革開放政策實施后，我國致力于環境保護，非常重視節能減排等方面工作，雖然也取得了很好的成績，但由于專業技術或者經驗等方面的不足，導致在能源利用效率方面與國際先進水平還是有一定的差距。第三，在節能減排過程中也會出現一系列的問題，諸如：相關部門對于節能工作存在偏差或者專業知識不足，使得工作在進行中無法順利開展;更重要的是相關的法律不健全，相關的法規完善，是導致我國能源利用效率持續走低的又一重要因素。

2 當前現有的天然氣儲運技術

2.1 天然氣管道存儲技術

天然氣管道存儲技術簡稱PNG，是目前我國最常見使用最多的一種管道存儲技術，目前全世界約有75%的天然氣都采用管道來儲運，其主要特點是在高壓和大流量的運輸中實現遠距離的輸送，巧妙的采用將其管道深埋地下的方式，在保證美觀的同時減少了對環境的污染，如我國提倡的西氣東輸的建設中，其中大部分都使用管道工程，實現遠距離的輸送;但也有其不可忽視的缺點，比如：投資巨大、鋪設工程復雜、成本高、靈活性不足，管道損耗等問題，但總體來看，目前我國的輸氣管道逐漸向全自動、網絡化的方向發展，逐步形成體型龐大的供氣系統[2]。

2.2 天然氣液化儲運技術

天然氣液化儲運技術簡稱LNG，是利用低溫處理技術將氣態天然氣經過“三脫”處理的天然氣液化后，以零下162℃的低溫處理進行存儲的一種技術。LNG一般在氣井處建立自己的液化氣站，在保證氣源充足供給的同時，保持合理低廉的價格，LNG是目前在遠洋輸送過程中最主要的手段，其特點在于體積小、輸送成本低、降低因鋪設管道氣源不足等問題而造成的風險，對提高荒漠地區及海洋地區的天然氣的利用開發有顯著效果。其廣泛應用在公路運輸中，在運輸過程中LNG通過低溫罐車到增壓系統增壓，然后進入液化天然氣儲罐，再從增壓系統壓入氣化器中氣化，在經過調壓計量輸送入城市管網供生產生活使用;其不足在于由于其多采用低溫高壓儲存在液化裝置內，所以對其生產設備、人員技術、儲存裝置的要求都特別高，加上凈化、液化等復雜的工藝，使得投資費用增多，運行費用加大的問題隨之而來。

2.3 天然氣壓縮儲運技術

壓縮天然氣的技術簡稱CNG，是將低壓情況下的天然氣增壓到20-25MPa，在經過高壓氣瓶組車運輸到目的地的輸配站，在經過1-2減壓處理，將高壓氣瓶組內的壓強降至1.6MPa，最后進入儲氣罐或者進一步降低壓強進入城市管網，其具有運輸成本低、適用范圍廣、效益高、使用安全便捷、無污染等特點，瓶裝壓縮的天然氣罐適應于很多中小城市，特別是解決遠離天然氣網管的城鎮使用天然氣困難的問題;在其靈活應用的同時高壓對于儲氣瓶的質量考驗也在逐步升級，在其運輸過程中存在很大的危險性，而且儲氣瓶體積大、質量重，CNG的存儲能力密度低，所以需要進一步在管道事故應急處理和優化運行等方面多做努力。

2.4 天然氣吸附儲運技術

天然氣吸附儲運技術簡稱ANG，其利用在儲氣罐中裝入吸附劑，利用吸附劑巨大的內表面積和微孔結構將天然氣在室溫和6.0MPa的壓強下吸附存儲的技術，吸附存儲技術在資金需求上遠比壓縮天然氣存儲技術低一半還多，可供選擇的儲氣罐較多，且其使用方便、便于攜帶、安全系數高。由于其便于攜帶多將此技術用于汽車領域，為彌補CNG在汽車方面高壓充氣設備投資大、容器重量大、多重壓縮耗能量大、安全性能不足等問題，以增加天然氣在汽車產業中使用數量，實現天然氣商業化應用，但是目前吸附儲運技術仍不完善，需要在儲存密度、吸附劑的使用壽命、吸附劑吸附與釋放過程中熱效應、以及天然氣重組分在釋放過程里的滯留問題上進行改善，已達到真正技術上完善。

2.5 天然氣水合物儲運技術

天然氣水合物儲運技術簡稱NGH，其技術是水分子形成空穴吸附小分子氫類氣體而形成的一種籠形固態結晶類化合物，在通常情況下，由于其具有獨特的籠形結晶結構，1立方米的天然氣水合物可存儲150-200立方米的天然氣，雖然天然氣水合物存儲方式的儲氣量比其他幾種存儲方式少，但其具有生產成本低、生產設備要求不高、儲存條件簡單易實現、安全可靠等特點，在小型氣田、邊遠氣田、散在氣田以及海底天然氣存儲和運輸方面有很高的經濟適用價值，在調峰過程中也有重要應用;但是，我國目前現行的天然氣水合物儲運技術還不完善，需要找到合適的辦法提高水合物快速的大規模生成，解決集裝及運輸過程中的安全問題，已達到高效、快速、安全的儲運模式。

3 天然氣儲運技術的應用發展前景

隨著科學技術的進步和人類生活的不斷發展，天然氣儲運技術中的天然氣水合物儲運技術作為新時代科技的產物成為了最受各國關注的方法之一，各國的專家都在潛心研究這項新出現的天然氣儲運技術，力求通過研究其運作方法提高國家的天然氣有效利用效率，節約能源的同時推動國家能源資源的可持續發展。縱觀天然氣的整體發展來看，我國目前應把握機遇，將最新的技術作為改變我國能源分布現狀和結構的重要手段，重視天然氣水合物儲運技術的開發研究和應用，走出一條屬于中國特色能源可持續發展新道路。

3.1 陸地方面天然氣水合物儲運技術的應用

在陸地使用方面，如果采用天然氣固化的方式將天然氣運送到目的地，再在目的地利用氣化的手段轉出使用，在這個工程中會耗費巨大的水資源，在水分充足的地方很適用，然而在我國山區缺水的地方這項技術就派不上用場了，那么新出現的天然氣水合物的儲運技術就彌補了這種缺憾，因為天然氣水合物儲運技術本身需水量小，對于存儲容器要求不高，而且不需要經過高壓或者低溫等處理方式，最主要的是不挑剔周圍的環境，安全性能好，在我國陸地使用這種方式再好不過。

3.2 海洋方面天然氣水合物儲運技術的應用

在海洋應用上，由于管道運輸和LNG在海上運輸的不利因素，在海洋儲運中天然氣水合物的優勢也就凸顯出來了，其主要優點有：在運輸方面，天然氣水合物可提供除液態和汽態儲運方式以外的另一種運輸方式，可以忽略重烴、水以及二氧化碳等雜質的影響;安全性高，由于天然氣水合物是固體材料，可以減低甚至忽略水壓對容器的影響;可在井口結合井口氣體壓力維持水合物的平穩溫度，在海洋運輸節能方面有一定的作用;天然氣水合物有著有著較強穩定性和多變的靈活性，對環境污染低等特點，很好的保護開采及運輸過程中的環境，降低環境污染。

3.3 石油化工方面天然氣水合物儲運技術的應用

在石油化工方面，天然氣水合物主要運用于三相混輸，這樣可以在生產基礎建設和運輸費用等方面節約更多的成本，提高能源使用效率的同時減少對環境的污染。

3.4 汽車行業的應用

隨著經濟發展和人們生活水平的不斷提高，汽車逐步成為人們日常出行的最常用的交通工具，汽車增多，隨之而來的環境污染問題成為目前最具挑戰的問題，如何節能減排，降低汽車尾氣污染成為我國改善環境的首要任務。現行研發使用天然氣、太陽能等新型清潔燃料取代以往污染嚴重的煤油、柴油、汽油等汽車燃料，在天然氣使用的技術上采用CNG和ANG等儲運方式，但由于這兩種技術對設備、技術的高要求，使得天然氣在汽車行業的發展受到了不利影響，而新的天然氣水合物技術以其靈活穩定性彌補了以往方法在汽車行業的不足，推進汽車行業的轉型，推動汽車行業低碳發展。

4 結束語

綜上所述，21世紀是一個機遇與挑戰并存的時代，能源利用效率是我國能源有效利用的前提，相信在未來發展中，天然氣存儲技術必會擔起能源發展的重任！在保證安全可靠的運輸技術手段下！能源利用必會更上一層樓。

參考文獻：

[1]佟樂，楊雙春，王璐，等.天然氣水合物研究現狀和前景分析[J].遼寧石油化工大學學報，2016，37（2）：17-21.

[2]赫鵬飛.淺談中國海洋天然氣水合物調查研究[J].內蒙古石油化工，2018，44（07）：11-14.