液化天然气长距离运输可行性分析

宋超 米劲臣 安宇龙

摘 要：当今社会的快速发展导致对于能源的需求越来越高。液化天然气作为一种非常重要且十分环保的能源受到各国的广泛重视，我国也是如此。我国对于天然气消耗量巨大，主要的消费地区集中在东南沿海地区，但是我国天然气资源主要分布在西部以及西北部地区，这就不可避免的需要进行长距离运输。如何进行液化天然气长距离运输并行之有效非常有效。本文就铁路液化天然气的长距离运输做一个简要的可行性分析。

关键词：液化天然气;长距离运输;可行性

液化天然气作为非常重要的能源已经被广泛接受，这种能源具备了环保，燃烧值高的特点，对于改善我国日益严重的环境问题有非常大的帮助。但是由于天然气在我国分布的严重失衡，这就导致天然气必须经过长距离运输才能够运送到消耗量大的地区。目前我国液化天然气的主要陆上运送方式有公路运输和管道运输，这两种方式都有着十分明显的弊端，因此利用现有的铁路线进行液化天然气的铁路运输成为了一种非常理想的运输方式。

1 LNG危险性

天然气是由亿万年前的有机物质转化而来，主要成分是甲烷，液化天然气是地下蕴含的天然气经过先进的技术处理而产生的一种特殊的冷冻液化气体。其密度相对气态的天然气要大，但是其体积就要比气态的天然气要小很多，这样有利于运输。但是天然气是一种非常危险易爆的气体，在空气中极易发生爆炸，给人们的生命财产安全造成威胁。

1.1 容易受热膨胀

液化天然气由于经过冷却和压缩处理，只有在低温和相对应的压力环境下才会保持液体形态，一旦，液化天然气的温度升高，就会使液化天然气出现汽化现象，使其由液态变成气态，在这个过程中，天然气的体积会迅速增大，这就会导致装载液化天然气的容器内部压力迅速上升，当容器无法承受巨大的压力时就会发生爆炸。

1.2 易燃易爆

天然气中含有大量的危险气体，如甲烷等。这些气体很容易与空气中的氧气发生化学反应，释放巨大的能量。如果液化天然气发生泄漏，遇到明火就会发生剧烈的燃烧，爆炸。而且由于液化天然气经过了冷却和压缩处理，这时其分子具备了非常强的活动能力，一旦在装载过程中稍有不慎，就很容易发生冷爆炸危险。

1.3 易扩散

由于液态天然气经过了压缩和低温处理，这就导致其体积被极度的压缩，分子间的距离也被极度压缩。当发生泄露时，由于其温度，压力都会减小，分子之间的距离会迅速增大，分子也会变的非常活跃，这就会导致液态天然气快速的被汽化，迅速向四周扩散，影响范围迅速扩大。

2 成本分析

液化天然气运输成本主要是运费成本以及运输所花费的时间。利用铁路进行危险物品的运输，铁路部门针对这类危险物品的运输制定了相关的运输规则以及价格。铁路部门按照每一个装运容器每公里的运输费用进行计费，由于液态天然气属于危险物品每公里运输价格也要比普通货品高。这样可以很快计算出通过铁路进行运输的成本，液态天然气另一个主要成本就是时间成本，这主要是指在铁路运输过程中花费的时间。在铁路运输过程中需要花费一定的时间，这包括列车中转，停靠，事故处理等花费的时间。

3 铁路运输的优势

铁路运输液态天然气有着无可比拟的优势。首先铁路运输受到天气的影响非常小。铁路由于是沿着专用轨道进行运输，其受到天气的影响相对较小，可以保证液态天然气持续，稳定的供应。而公路运输受到天气影响非常严重，在遇到恶劣天气的情况下，很难保证天然气的持续供应。其次铁路运输的成本也要比管道运输和公路运输低很多，而且我國铁路网络已经十分发达，能够覆盖几乎所有大中型城市。最后铁路运输的安全性也可以得到有效的保证，效率也要比公路运输高很多。

4 可行性

4.1 硬件可行性

目前经过多年的研究，铁路液态天然气运输的装备已经得到了非常大的发展。目前国外已经有了非常成熟的装备体系。在日本，通过铁路进行液态天然气运输已经常态化，并且根据液态天然气的化学与物理性质建立了一整套的装备标准。目前运输装备通常会采用双层绝热的方式进行温度的控制，再利用高性能的钢结构进行加固，这样可以保证罐体内的温度和压力，使得铁路运输过程更加可靠，安全。虽然我国进行相关方面的研究比较晚，但是已经取得了非常大的发展。我国已经可以实现大部分LNG铁路运输设备的国产化。这就大大降低了铁路部门设备采购的费用，对于运费成本的降低有着很大的作用。目前我国设备厂商已经可以生产用于铁路运输的液态天然气的双层高真空绝热容器，并且已经通过了相关机构的验证。这对于液化天然气铁路运输在我国的发展有着非常重要的意义。

4.2 安全可行性

液态天然气的运输最重要的莫过于其安全性。液态天然气的危险性不言而喻，正是由于其过于危险，才使得铁路运输液态天然气无法得到快速发展。首先由于液态天然气的特性，造成其易燃，易爆。如果在铁路运输过程中发生泄漏，就会快速向周围空气扩散，车轨与车轮之间一旦发生摩擦产生火花，极易发生爆炸，造成不可估量的损失。为了保证运输容器的安全，通常情况下当容器内压力超过相应标准时，就会对容器内气体进行适量的泄放，但是如果在经过隧道时进行泄放，那就会时隧道内的天然气浓度瞬间上升，一旦浓度过高，就很容易造成爆炸。正是因为这些安全原因，才使得铁路部门对于运输液态天然气的积极性不高。

为了解决液态天然气运输的安全问题，很多企业和研究机构针对铁路运输过程中可能遇到的各种情况，对运输容器进行了非常严苛的实验，这其中包括在冲击，实行全程安全在线监控等条件。在各种突发情况下，测试运输容器的各项数据。通过严苛的实验证明，只要这种容器能够按照相关的要求和标准进行制造，其安全性是没有任何问题的。在隧道内进行蒸发气泄放的问题，这种情况在进行产品的设计时，就已经考虑到了。目前按照标准生产的容器，在进行充装的过程中，如果能够按照要求进行严格操作，那么要达到安全阀的泄放标准至少要100天左右，而目前我国铁路部门的运输能力已经十分发达，100多天的时间，液化天然气早就已经运输到指定地点。即使在途中因为意外需要在隧道内进行泄放，隧道的通风系统也会及时将这些气体排放到隧道外，不会对运输安全造成威胁。

4.3 经济可行性

天然气的陆地运输主要包括公路，管道和铁路。管道运输需要耗费巨大的人力物力进行管道的铺设和维护，这其中的投资十分巨大，建设周期也十分漫长，维护也十分不便，对施工环境的要求较高，无法做到大面积覆盖。公路运输相比铁路更为灵活，但是由于公路运输的特殊性，其运输里程越长，发生事故的概率就越大，进行长距离运输风险因素非常多。根据经济性和安全性进行综合考虑，铁路进行长距离的液态天然气运输无疑是最为经济适用的。而且目前我国的铁路网络已经十分发达，可以覆盖所有的大中型城市，这就给液态天然气的铁路运输提供了巨大的方便。这也大大降低了液态天然气铁路运输的成本，使得其可行性更高。

5 结束语

天然气作为一种非常洁净的能源受到世界各国政府的广泛关注。我国作为一个能源消耗大国，同时也是一个污染十分严重的国家，更应该加强对于天然气的应用。但是由于我国天然气西部储量多东部储量少的天然条件，如果要进行大范围的推广应用，就必须对天然气进行长距离运输。在所有陆路运输方式中，通过铁路进行液态天然气的运输无疑是最为合适的一种，因此我国铁路部门应该与相关企业进行积极合作，只有这样才能够进一步提升我国铁路运输液态天然气的技术能力，从而更好的保障运输过程的安全性。

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