LNG儲運模式創新研究

＊劉立平

（中海油江蘇天然氣有限責任公司 江蘇 224500）

LNG是一種清潔、高效、環保的能源，已廣泛應用于發電、加熱、工業制造等領域。LNG的儲運是LNG產業鏈中的重要環節，涉及到安全、經濟、環保等方面的問題。目前，常用的LNG儲運模式主要包括船舶運輸、管道運輸和儲存，儲罐的容量可以從幾千立方米到幾十萬立方米不等[1]。然而，這些傳統的LNG儲運模式存在一些問題，如運輸成本高、安全風險大、環保壓力大等。因此，如何創新LNG儲運模式，提高LNG儲運的安全性、經濟性和可持續性，成為當前LNG產業發展的重要課題。

1.LNG的基本概念和應用現狀

LNG是通過液化將天然氣轉化為液態狀態，從而方便儲存和運輸的一種天然氣形式。與天然氣相比，LNG具有更高的能量密度和更好的環保性能，因此在多個領域得到了廣泛應用。目前，LNG的主要應用領域包括以下幾個方面：

（1）發電。LNG作為一種清潔能源，能夠通過燃燒產生少量的二氧化碳、硫化物和氮氧化物等有害物質，相比于煤炭等傳統能源對環境的影響更小。此外，LNG具有高效能、無味無色、易于調節供應等特點，被廣泛應用于發電領域。在LNG供應充足的情況下，發電廠可以通過LNG發電機組產生穩定的電力輸出，提高能源利用效率。此外，LNG還可以與傳統能源混合使用，實現能源轉型升級的目標。

（2）加熱。LNG在加熱領域也有著廣泛的應用前景。在家庭方面，LNG可以被應用于供暖、烹飪和熱水等方面，相比于傳統的燃氣和石油等燃料，LNG更加環保、經濟和安全。同時，LNG還可以被應用于工業領域的加熱需求，例如，工業爐、烘干和蒸汽發生器等，LNG的應用可以降低企業的能源成本和污染排放，提高生產效率。此外，在一些偏遠地區或地區氣候寒冷的情況下，LNG也可以被應用于供暖和加熱的需要，為當地居民和企業提供便利和環保的能源選擇。

（3）工業制造。LNG在工業制造中的應用越來越廣泛。LNG可以用于生產化工品和冶金產品等，替代傳統的燃料和原材料，降低生產成本，提高生產效率。比如，LNG可以用于生產甲醇、氫氣、氨、二甲醚等化工品，替代傳統的煤炭和石油等燃料。此外，LNG還可以作為鋼鐵、鋁等金屬冶煉的燃料，替代傳統的煤炭和焦炭等。LNG在工業制造中的應用一方面可以降低能源消耗和減少污染排放，包括二氧化碳排放、二氧化硫排放以及顆粒物排放等，例如，在發電廠中使用LNG代替煤作為燃料可以將二氧化碳排放量減少約50%。另一方面，還可以提高生產效率和降低生產成本，對于工業制造的可持續發展具有重要意義。

（4）交通運輸。LNG作為一種清潔、高效的能源，正被越來越多地應用于交通運輸領域。在城市公共交通領域，LNG已經成為了公交車和出租車的主要燃料之一，而在物流領域，LNG也逐漸替代了傳統的柴油燃料。相比傳統的石油燃料，LNG的燃燒產生的污染物更少，例如，LNG的二氧化碳排放比燃油低25%～30%，氮氧化物排放比燃油低85%，并且不會產生硫化物，也沒有其他有害顆粒物的排放，這可以大幅降低交通運輸對空氣質量的影響[2]。同時，LNG的能量密度比傳統燃料高，所以同樣的燃料量可以提供更多的動力，這意味著LNG作為交通工具的燃料可以提高車輛的運行效率和里程數。此外，根據國際能源署（IEA）的數據，2019年LNG的國際市場價格為每百萬英熱4～5美元，而原油的價格為每桶60～70美元。意味著LNG的價格相對較低。這將為交通運輸企業帶來更低的燃料成本和更高的盈利能力。

2.LNG儲運模式的分析

（1）船舶運輸。船舶運輸是目前應用最廣泛的LNG儲運方式。船舶運輸有著運輸距離遠、運輸量大等優點，同時也面臨著運輸成本高、運輸風險大等問題。在LNG船舶運輸中，通常采用LNG載體罐儲存LNG。這種LNG儲運模式有以下幾種形式：

①船載液化天然氣儲存罐是指LNG船使用自帶的LNG儲存罐來存儲LNG。這種儲存方式的優點之一是LNG船可以自給自足，因為它可以在其運輸過程中使用自己的LNG儲存罐。另一個優點是，船載LNG儲存罐可以減少液化天然氣的轉運次數，從而降低運輸成本和風險。然而，船載LNG儲存罐也有一些缺點。首先，這種儲存方式的儲存罐重量很大，這可能會影響LNG船的航行能力和穩定性[3]。其次，船載LNG儲存罐的儲存能力有限，這意味著LNG船需要經常充填儲存罐以確保足夠的儲存能力。此外，如果LNG船需要在長時間的航程中進行補給，它需要在港口或碼頭停靠，這會增加額外的時間和成本。

②岸基液化天然氣儲存罐是指LNG船將LNG卸載至岸基LNG儲存罐中存儲。這種儲存方式的優點之一是，相較于船載LNG儲存罐，LNG船可以更輕便，因為不需要承載大量的LNG儲存罐。此外，岸基LNG儲存罐可以更靈活地滿足LNG的儲存需求。因為岸基LNG儲存設施通常配備了多個儲存罐，所以可以根據需要進行調整儲存容量。岸基LNG儲存設施還可以提供其他服務，例如卸載LNG、加注LNG或進行其他維護。然而，岸基LNG儲存罐也有一些缺點。首先，這種儲存方式需要岸基LNG儲存設施的支持，因此需要投資建設岸基設施。其次，卸載LNG至岸基LNG儲存罐需要一定的時間和勞動力成本，這可能會影響LNG船的運輸效率。最后，LNG運輸的安全性和可靠性也取決于岸基LNG儲存設施的設計和維護水平。

③船舶與岸基液化天然氣（LNG）儲存罐聯合使用是指LNG船將LNG卸載至岸基LNG儲存罐中，然后由岸基LNG儲存罐將LNG轉運至其他LNG船或LNG加氣站。這種儲存方式的優點之一是可以充分利用LNG船的運輸能力，將LNG卸載至岸基LNG儲存罐中，可以通過管道或其他方式將LNG轉運至其他需要LNG的地方，包括其他LNG船或LNG加氣站[4]。另一個優點是，岸基LNG儲存罐的儲存容量通常比船載LNG儲存罐要大，因此可以更好地應對LNG需求高峰期。此外，這種儲存方式可以減少LNG船的停靠次數，從而減少船舶在碼頭的停留時間，提高運輸效率。船舶與岸基LNG儲存罐聯合使用也存在一些缺點。首先，轉運LNG的環節比較復雜，需要進行多次操作和轉運，增加了運輸過程中出現問題的可能性。其次，轉運LNG的管道和設備需要高度的安全性和可靠性，否則可能會引發事故。最后，這種儲存方式也需要投資建設岸基LNG儲存設施，因此需要進行一定的經濟評估和風險分析。

（2）管道運輸。管道運輸是指將液化天然氣（LNG）通過管道輸送至目的地的儲運方式。相比于其他儲運方式，如LNG船運輸和LNG儲罐運輸，管道運輸的優點在于輸送距離可以很長，且輸送過程中幾乎不會有氣態LNG泄漏的風險。此外，由于管道可以在地下或水下鋪設，因此不會占用地面和水面空間，也不會對環境造成污染。然而，管道運輸也存在一些缺點。首先，管道運輸設施的建設成本非常高，因為管道需要在地下或水下進行鋪設，這需要進行大量的地質勘探、管道設計和施工工作。其次，管道運輸設施的維護費用也很高，因為管道需要經常進行檢修和維護，以確保管道的安全和可靠性。最后，管道運輸設施的使用壽命也有限，一般為20～30年左右，這意味著需要進行周期性的更新和改造，增加了運輸成本和風險。另外，管道運輸也存在一些技術挑戰，例如，需要對管道進行絕緣和保溫，以避免LNG在管道中蒸發或凝結。此外，管道還需要進行壓力控制和泄漏監測，以確保管道運輸的安全和可靠性。因此，在選擇管道運輸儲運方式時，需要進行全面的技術和經濟評估，并采取適當的措施，以確保管道運輸的安全和可靠性。

（3）儲存。LNG（液化天然氣）是一種清潔能源，被廣泛應用于燃氣發電、民用供暖和交通等領域。在LNG儲運鏈中，儲存是不可或缺的一個環節，用于儲存和保護LNG在運輸過程中的質量和安全。目前，常見的LNG儲存方式主要包括LNG儲罐和LNG儲槽兩種形式。

LNG儲罐是一種大型的儲存設施，主要用于船舶和岸基LNG儲存設施。通常采用雙殼結構，內殼是LNG的儲存容器，外殼則起到保護和絕緣的作用。LNG儲罐的優點在于能夠方便地儲存大量的LNG，可以提供長時間的穩定供應。同時，LNG儲罐還可以采用不同的儲罐形式，如水平式和垂直式，以適應不同的儲存需求。LNG儲槽則主要用于LNG加氣站等小型儲存設施。通常采用儲罐和壓縮機相結合的形式，將LNG儲存于高壓狀態下，以提高儲存密度和減少存儲空間。LNG儲槽的優點在于具有更小的占地面積和更高的儲存密度，適合于在城市和工業區域等空間受限的場所建設。然而，LNG儲存方式也存在一些缺點。LNG儲存成本較高，需要投入大量的資金建設和維護。同時，LNG是一種易燃易爆的氣體，儲存和運輸中存在一定的安全風險。因此，在LNG儲存過程中，必須采取一系列的安全措施，以確保儲存和使用的安全性。

3.LNG儲運模式創新的發展趨勢和應用前景

（1）小型化。隨著全球能源消費結構的轉變和新興市場的崛起，液化天然氣（LNG）的應用范圍逐漸擴大，需求量也在不斷增加。為了適應不同規模的能源消費者的需求，LNG儲運模式需要不斷創新和改進，開發出更小型、更靈活的儲運設備和技術，例如，小型LNG船、移動式LNG儲罐和加氣站等。在這種趨勢下，小型化已經成為了LNG儲運的重要趨勢之一。相對于傳統的大型LNG船和LNG儲罐，小型化的LNG儲運設備有著更多的優勢。首先，小型LNG船和LNG儲罐可以更加靈活地適應小型企業和個人用戶的需求，減少能源浪費和成本浪費。其次，小型化的LNG儲運設備在運輸和儲存過程中更加安全可靠，可以有效降低安全風險。因此，開發小型化、分散化的LNG儲運設備和技術已經成為了LNG產業的重要發展方向。這不僅可以滿足大型企業的需求，也能夠服務于小型企業和個人用戶，使LNG的應用更加廣泛和靈活。

（2）智能化。智能化技術的應用為LNG儲運模式的創新帶來了許多優勢。首先，智能化技術可以實現LNG儲運的全流程可視化，通過傳感器和監控系統，可以實時獲取LNG的位置、溫度、壓力等數據，幫助管理人員及時發現和處理異常情況，提高安全性和可靠性。其次，智能化技術可以實現自動化控制，例如自動化船舶和車輛控制系統、自動化儲罐控制系統等，可以提高運輸效率，降低人為操作的錯誤風險[5]。此外，智能化技術還可以實現智能化管理，例如，通過人工智能算法對LNG供需進行預測和優化，提高運輸效率和降低成本。除此之外，智能化技術還可以促進LNG儲運模式與其他行業的深度融合，例如與物流、能源管理等行業的融合，實現資源共享和信息互通，提高整個能源生態系統的效率和可持續性。同時，智能化技術的應用也為LNG的應用提供了更多的可能性，例如，智能化加氣站可以實現自助加氣、移動加氣等服務，提高LNG的便捷性和普及度。需要注意的是，智能化技術的應用也存在一定的挑戰和風險，例如，信息安全、數據隱私、系統可靠性等方面的問題需要得到充分重視和解決。因此，在智能化技術的應用過程中，需要注重技術創新和風險管理的平衡，確保LNG儲運模式的可持續發展。

（3）多元化。LNG儲運模式的多元化是未來發展的必然趨勢。除了傳統的LNG船和LNG儲罐，新型的LNG儲運設備和技術將得到廣泛應用，例如LNG管道、LNG儲槽和LNG集裝箱等。這些新型設備和技術有很多優點，比如能夠更好地適應不同的應用場景和需求，提高LNG的安全性和運輸效率。LNG管道作為一種新型的LNG儲運方式，具有占用土地面積小、儲存容量大、輸送距離遠等優點。由于LNG管道系統的密閉性好，因此可以有效地減少LNG在輸送過程中的泄漏和安全風險。LNG儲槽則是另一種常見的LNG儲存設備，與傳統的LNG儲罐相比，LNG儲槽具有成本低、可移動性強等優勢，適用于小型LNG加氣站等場景。此外，LNG集裝箱也是一種新型的LNG儲存設備，可以通過集裝箱的方式進行運輸和儲存，具有可移動性強、儲存容量大、運輸成本低等優點。由于LNG集裝箱可以根據需求進行組合，因此可以根據需要靈活地進行LNG的運輸和儲存。

4.結束語

隨著全球能源結構的變革和對清潔能源的需求日益增加，LNG儲運模式的創新研究顯得尤為重要。未來，LNG儲運模式將面臨更多的挑戰和機遇，需要不斷探索和創新，以滿足不同應用場景和需求的LNG儲運需求。通過小型化、智能化、多元化和環保化等方面的創新，LNG儲運模式將實現更高效、更安全、更可持續的運輸方式，為推動全球清潔能源的發展做出重要貢獻。