天然气储运技术经济分析

李戈

[摘 要]在当前大力发展低碳经济的时代，天然气作为一种新能源备受推崇。由于天然气的形态纷杂散乱，加上距离中心城市及工业企业较远，因此需要经过储运技术处理才能被使用。目前，天然气储运技术发展已较为成熟，世界各国给予了其高度的重视，以支持天然气工业的持续发展。文章在对天然气储运技术发展现状作出简要分析和论述的基础上，重点进行了天然气储运基础经济分析，并提出了一些天然气储运技术节能建议，以供参考和借鉴，满足低碳经济时代的发展需求。

[关键词]天然气；储运技术；发展现状；分析方法；技术经济分析

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.36.080

在世界能源资源不断减少的环境背景下，人们越来越重视新能源开发，以保证人类社会的可持续发展。天然气以其高热值、低污染、大储量，成为了能源商品的主流，因而其相关技术研究得到了世界各国的广泛关注和重视。天然气储运技术是天然气得以推广利用的基础，如何保证其高效性、稳定性以及安全性成为了业界热议的焦点，对解决社会经济可持续发展问题具有重要的作用和意义。本文主要利用技术经济静态分析法中的计算费用法，对各项天然气储运技术经济进行了分析。

1 天然气储运技术发展现状

在我们生存的自然环境中，存有大量的天然气，在一系列的开采、工艺处理之后，可供给终端用户用作燃料、化工原料等。经过长期的发展，天然气工业体系已逐步形成，主要分为开采净化、输送储存以及分配应用三个环节。目前，天然气已在世界范围内得到广泛的应用，为缓解能源危机、促进经济发展做出了巨大贡献。由于天然气长期深埋地壳中，在经过一系列的地壳运动之后，形成了多样化的沉淀物特征和环境，因而表现出了纷乱繁杂的形态。天然气需要前期加工处理，并利用特殊的储运技术，才能为用户所用。经过较长时间的研究发展，天然气储运技术日渐成熟和多样，满足了人们的日常使用需求。现阶段，常见的天然气储运技术包括液化储运技术、管道储运技术、吸附储运技术以及压缩储运技术等，而且每种技术的优势特性存在差异。在这个环境保护与经济发展同步进行的时代，天然气储运技术得到了世界各国的重视，因其广阔的发展空间，有关方面的研究成为了世界性的课题。从经济的角度对各项天然气储运技术进行分析，有助于我们更加清晰地掌握各类技术的特性，进而制订合理的储气方案。

2 天然气储运技术经济分析

在先进科技的支持下，天然气储运技术得到了有效的发展。笔者基于对天然气储运技术发展现状的认识，重点就几种常见的天然气储运技术经济进行了分析，其具体表述如下。

2.1 液化储运技术

液化储运技术是指将大量的天然气进行液化工艺处理之后储存于低温储罐中，并通过管道、船舶或槽车等工具运输的技术。相较于常用的高压球罐初期、高压管束储气、长输管道末端储气等储气调峰方式，天然气液化调峰具有储藏量大、调节灵活等特点，能够满足季节调峰的要求，而且因其气化站建造成本低、维修方便等优势，未来必然成为城市燃气调峰主流手段之一。一般情况下，液化天然气的最佳储运压力为0.2Mpa，其单位体积的气体储运成本主要产生在起始站、运输以及终点站等几个环节。其中，起始站费用是站点建设费用、调压费用以及槽车费用的总和，槽车费用主要是车辆折旧、维修与保养产生的费用。运输费用则是指运输途中的燃油费。而终点站成本包括建设折旧成本和运营管理成本两个部分。按照当前的市场价格，通过数学公式粗略地计算可以得出：液化技术储运天然气同时可以实现陆地运输和海上运输，而且海上油耗低廉，采用的装置也较为简便灵活、高效低耗，因而具有非常好的经济性能。另外，天然气液化储运技术的关键是压力调节，其在起始站的耗费成本较高，而在终点站的耗费成本较低，两者形成了一种互补。综合来看，天然气液化储运技术创造的经济价值比较高，值得推广和使用。

2.2 管道储运技术

目前，管道储运是陆上天然气运输、贸易的主要方式，世界上有大约65%的天然气输送通过管道实现。天然气具有密度低、易挥散等特性，利用管道储运能够有效保证其产品质量，同时还可以减少环境污染。随着科学技术的发展，天然气管道储运逐步实现了大口径、长运距、网络化，大型供气系统建设拓展到了极地和海洋领域，为天然气的高效、高质输送创造了有利条件。天然气管道储运技术构建的生产、储运、销售一体化系统，具有调峰功能，可实现长距离、高压力以及大流量运输，而且由于管道深藏地底，可以减少泄露、噪声等对生态环境的污染。单位体积的天然气储运成本主要包括起始站成本、运输成本以及终点站成本。其中，由于起始站需要对天然气进行大量的除杂、脱硫、脱碳、调压甚至脱二氧化碳等工艺处理，加上设备折旧，因而耗费的成本较高。而在天然气运输阶段，主要成本来源于管道建设折旧，不涉及燃油费用。终点站因为需要对天然气进行减压处理，所以成本为减压站维护、折旧费用。相比于高压球罐等储运方式，天然气管道储运的操作简便，能够有效解决城市用户日、小时调峰技术问题，且更为安全，但是其前期投资成本较高，随着输送距离的延长，经济优势逐渐显现。虽然时下天然气管道储运技术日渐成熟，但是由于受制于气源、距离以及投资等因素，所产生的日常运行、维护等成本较高。

2.3 吸附储运技术

天然气吸附储运技术是一项利用高比表面积富微孔吸附剂材料，在3.5～5.0Mpa压力下吸附储存天然气的新技术。由于天然气吸附储运的储气压力低，因此在投资成本、运输使用和安全性能等方面表现出了较大优势。这种技术指导下的天然气储运主要包括制备吸附剂、制造储藏罐、储气车载以及净化天然气气质等几个环节。通过对这几个环节成本的粗略计算发现，天然气吸附储运站点建设所需的设备简单，操作方便，整体需要的投资额度低，适用于产气输送不定的偏远地区。但是，车辆折旧所产生的费用在天然气吸附储成本中占有较大比例，因此其技术攻克难点应该放置在高效、价格低的储运车研发上。影响天然气吸附性能的因素有很多，例如，天然气中除了主要的甲烷成分外，还含有C2、水、氮气、二氧化碳等杂质，在经过多次吸附工艺循环处理之后，天然气中的极性化合物杂质在吸附剂上不断积累，从而导致天然气吸附性能下降。因此，在具体的天然气吸附储运技术应用实践中，应该重点解决含硫量等杂质问题。天然气吸附储运技术的经济价值显而易见，未来的发展空间较大，值得加大研发和推广力度。

2.4 压缩储运技术

天然气压缩储运技术的英文简称为CNG，它是将天然气进行压缩工艺处理之后，放置到特殊的容器中，通过公路、海路或铁路间接输送到城市管网的技术。CNG因其高成熟度的技术，满足了零散用户以及车用燃气的需求，在我国得到了一定程度的应用。但是，由于这种储运技术将天然气压缩到了20Mpa以上，对容器的性能要求极高，运输途中有着一定的危险性，因此，很难实现大规模发展应用。一般认为，天然气压缩储运技术适用于地区而非全球，它更多的是作为天然气管道储运的有效补充手段被应用，能够满足管道覆盖不到的中小城镇的天然气需求。综合考虑输送范围、工程投资、运营成本以及销售价格等因素，压缩天然气的储运范围应控制在500km以内。压缩天然气储运成本同样产生在起始站、运输以及终点站三个环节。其中，起始站压缩天然气所需要的基础设备包括压缩机组、加压站、汽化器、储气装置以及换热系统等。除了采购硬件设备，起始站费用还包括调压运行费用。运输成本则由槽车购置、维护、折旧费用组成。为了保证用户直接使用，需要在终点站配套一座调压站。终点站成本绝大部分来源于调压站，包括工艺管道、调压计量设备、自控仪表、运行管理等费用。经过粗略的技术经济分析发现，天然气压缩储运的工艺简便、工期较短、见效迅速，但是受供气规模、用气性质、气源位置、原料价格等诸多因素的影响，需要制订合理的方案。

3 天然气储运技术节能建议

自然与人类之间存在着一种平等互存的关系，保护生态环境人人有责。而且天然气储量有限，为保证其可持续发展，采用必要的天然气储运节能措施十分重要。根据上文的论述与分析，我们不难发现，天然气需要经过不同程度的压缩工艺处理才能进行储运。具体而言，可以充分利用终点站的压力能减少运输成本、环境破坏和噪声污染。同时，还可以通过天然气压力能制冷系统、冷能利用系统，实现压力能利用，如此不可以扩大冷能利用系统的操作弹性，一定程度上稳压、稳流，还能降低电力消耗成本。除此之外，液化天然气常常需要通过气化器汽化处理转变其储藏形态后，才能被使用。在液化天然气形态转化的过程中，将会释放出大量的冷能，假如直接舍弃势必会造成极大的资源浪费。为此，我们可以通过特殊的工艺技术将这部分冷能直接或间接地应用到海水淡化、低温发电、空气分离、污水处理等领域，实现资源的循环利用，拓宽天然气液化储运产业链条的同时，保护生态环境，实现经济的可持续发展。

4 结 论

总之，能源是人类生存与发展的物质基础。天然气作为世界储量丰富的能源之一，其应用应该得到推广。而储运技术作为天然气推广利用的关键，需要加大研发力度。由于个人能力有限，本文有关天然气储运技术经济分析可能存在不足，因此，笔者希望业界更多学者关注天然气储运技术发展，并结合实际情况，有针对性地提出有建设性的建议，从而支持天然气储运工业的可持续发展，使其在低碳经济发展中创造更大的价值。

参考文献：

[1]胡建民，罗琼，雷红琴，等.天然气组分检测中阀切换应用技术的探讨[J].广州化工，2013（2）.

[2]杜堃.天然气水合物储运技术综述[J].中国石油和化工标准与质量，2013（4）.

[3]温永刚，陈秋雄，陈运文，等.天然气水合物奇异自保护效应研究发展及其应用[J].天然气化工（C1化学与化工），2014（1）.

[4]华贲.天然气在中国向低碳能源过渡时期的关键作用[J].天然气工业，2011（12）.

[5]陈俊，陈秋雄，陈运文，等.水合物储能技术研究现状[J].储能科学与技术，2015（2）.