淺談LNG在城市供氣中發揮的作用

陳良若 王廣遠 李彬源 劉紅軍 陳洪英

(廣元市天然氣有限責任公司，四川 廣元 628017)

0 引言

城鎮燃氣主要用于居民生活用氣、居民非生活用氣、公福和商業用氣、工業用氣等，天然氣用量隨著城市氣候、生活時段、節假日的不同，存在較大的不均勻性，特別是冬季需要天然氣采暖的地區，用氣不均勻性更加嚴重，國家為確保天然氣安全平穩供應，下發了《關于加快儲氣設施建設和完善儲氣調峰輔助服務市場機制的意見的通知》，要求縣級以上地方人民政府到2020年至少形成不低于保障本行政區域平均3天需求量的儲氣能力、城鎮燃氣企業到2020年形成不低于其年用氣量5%的儲氣能力，明確要求必須建設儲氣調峰設施，因此，合理預測城市發展及天然氣用量，建設必要的儲氣調峰設施，緩解天然氣供需不均衡帶來的安全隱患，確保安全平穩供氣，是非常必要的。

1 儲氣調峰現狀

目前，全球共有地下儲氣庫715座，其中66%儲氣庫工作氣量主要分布在北美、歐盟等發達國家，工作氣量一般占年消費量的13%～27%；我國累計建成地下儲氣庫庫容432億方，2018年有效工作氣量為93億方，僅占消費量的3.5%，與世界平均水平相比，我們儲氣庫建設仍處在初級階段，建設相對滯后，區域發展不平衡，呈現“南多北少、東多西少”現象，調峰供需矛盾依然突出，且區域性不平衡現象突出。近年來，每遇迎峰度冬，頻繁出現“氣荒”，供需季節性矛盾日益突出，天然氣的需求急劇增加，預計到2020年，中國天然氣消費量將達到3000億方，缺口1400億方。目前，我國地下儲氣庫工作量僅為全國天然氣消費量的3%，國際平均水平為12%～15%；國內各地方基本不具備日均3天的儲備能力。

2 儲氣調峰的方式

2.1 管道儲氣

管道儲氣主要是利用管道自身余量，通過增加壓力等方式儲存天然氣，但由于管道本身是用于輸氣，儲存量有限，企業一般不可能再花費大量投資建設管道用于高峰時節的儲氣調峰，而且管道儲氣受上游氣源供應、管道壓力上限、管道長度、直徑的制約嚴重，因此，只能作為儲氣設施的補充。

2.2 儲氣罐儲氣

儲氣罐是目前城鎮燃氣企業應用最為廣泛的儲氣設施，設計壓力一般在3MPa以內，目前儲氣罐絕大多數用于儲存壓縮天然氣，受儲氣罐設計壓力、上游氣源供應、儲罐大小等的影響較大，特別是對上游氣源的依賴性較大，當上游氣源不足時，無法及時補充，儲氣調峰能力較弱，且施工費用及后期運營維護費用高，企業一般不會建設大規模的儲氣罐用于儲氣調峰。同時，儲氣罐屬于重大危險源，對建設環境要求較高，僅能用于儲氣設施的補充。

2.3 地下儲氣庫儲氣

地下儲氣庫儲氣是利用枯竭油氣田、地下含水層、地下鹽穴和廢棄煤礦井等地區儲氣，地下儲氣庫有儲氣容量大、占地面積小、安全性高等優點，特別是枯竭油氣田儲氣以其投資和運行費用低、建設周期短而應用最為廣泛，但地下儲氣庫要受地質構造限制，大多數城鎮燃氣企業無法通過地下儲氣庫儲氣。

2.4 LNG儲氣

LNG儲氣是采用將天然氣低溫液化的方式儲存天然氣，由于LNG體積是常態天然氣的1/600，采用LNG儲存可大大提高天然氣的儲存量，是目前城市燃氣企業可利用的最有效的儲氣調峰方式之一，且LNG儲氣可不受上游氣源供應及管道輸氣能力的影響，可利用槽車循環加注增加調峰量。

3 選擇LNG儲氣作為儲氣調峰的優勢

3.1 方便快捷

LNG儲氣站可直接與燃氣企業中壓管道連接，在城市供氣高峰時節，可將LNG氣化后直接輸入中壓管道，隨時根據管網壓力和調峰需求實時增減進氣，實現天然氣管網的動態調峰。

3.2 安全可靠

LNG儲氣站就是一個穩定的氣源點，在用氣高峰時節和上游氣源發生故障時，可作為氣源供應點，為用戶提供不間斷用氣，提高氣源供應及管網運行的可靠性和安全平穩性。

3.3 一站多用

LNG站除了可在用氣高峰時節進行調峰以外，還可與LNG加氣站合建，減少LNG儲氣調峰站作為不盈利項目的后期運行維護的經濟壓力。

4 LNG在城市供氣中發揮的作用

4.1 使用LNG作為儲氣調峰用氣，可減輕燃氣企業在供氣高峰時節的調峰壓力

選擇占地面積小、儲氣量大的LNG作為儲氣調峰用氣，在距離燃氣企業中壓管道距離較近的合理位置建立儲氣站群，在燃氣企業供氣緊張期間將LNG氣化后不間斷輸入中壓管道，既符合國家關于儲氣調峰設施建設的要求，又能確保用戶能不間斷使用天然氣，保障天然氣的安全平穩供應，提升企業競爭力，減少企業調峰壓力。

4.2 LNG儲氣調峰可增加城市燃氣企業氣源點，提升供氣保障能力

目前，城市燃氣一般由高壓管道輸送，通過門站調壓后送到千家萬戶，由于高壓管道建設前期投入大，投資回收期長，一般燃氣企業很少建設復線用于供氣保障，若突遇地質災害導致管道損毀或上游供氣企業停氣檢修，極易造成大規模停氣，建設LNG儲氣調峰站，作為突發事件處理期間的臨時氣源點，通過外購LNG向中壓管網供氣，減少停氣波及面，降低大規模停氣帶來的負面影響，提升區域供氣保障能力。

4.3 利用LNG儲氣站供氣，可拓展供氣范圍，提高天然氣氣化率

對距離城市較遠，建設長距離輸氣管道投資過大，用戶較少，長時間無法收回成本的地區，可通過建設LNG儲氣站，采用點供方式向周邊用戶提供天然氣服務，擴大供氣范圍，提高天然氣氣化率，減少企業投資壓力。

5 示例

廣元燃氣作為一家城鎮燃氣企業，其下擁有32萬用戶，據測算，未來5年，用戶數將以2萬戶每年的數量增長，用氣量也將以2000萬方每年的數量增長。用戶的增多，用氣量的增大，必將導致儲氣調峰需求的快速增長，到2030年，儲氣調峰需求將達2500萬方，小時調峰需求50萬方，但目前廣元燃氣僅具有兩個設計規模3000m3的儲氣球罐，儲氣調峰能力嚴重不足。

為緩解企業儲氣調峰壓力，廣元燃氣擬對季節儲氣調峰需求通過購買服務的方式解決，但由于LNG運輸、氣化及管道輸送均有一定時間差，反應速度較慢，不能滿足小時調峰及應急需求，因此，廣元燃氣擬在中心城區投資建設水容積分別為500m3和350m3的儲氣庫，并根據用戶集中程度距離城區較遠的地區建設一批水容積為60m3的儲氣站，最終形成有效儲氣調峰能力超過80萬m3的儲氣調峰站群，在用氣高峰時節將LNG氣化后輸入中壓管道，可有效解決廣元燃氣供區小時調峰問題，確保安全平穩供氣。同時，在每年上游供氣企業進行管道降壓檢修時，可通過槽車不間斷向LNG儲氣站輸氣，減少停氣波及范圍，確保不中斷用戶正常用氣。

6 結語

綜上所述，利用LNG儲氣，建設LNG儲氣調峰站，既符合國家天然氣利用政策及對儲氣調峰設施建設的要求，又能保障天然氣安全平穩供應，拓寬天然氣供應市場，對優化我國能源結構，促進天然氣綜合利用，具有十分重要的意義。