LNG储运模式创新研究

＊刘立平

（中海油江苏天然气有限责任公司 江苏 224500）

LNG是一种清洁、高效、环保的能源，已广泛应用于发电、加热、工业制造等领域。LNG的储运是LNG产业链中的重要环节，涉及到安全、经济、环保等方面的问题。目前，常用的LNG储运模式主要包括船舶运输、管道运输和储存，储罐的容量可以从几千立方米到几十万立方米不等[1]。然而，这些传统的LNG储运模式存在一些问题，如运输成本高、安全风险大、环保压力大等。因此，如何创新LNG储运模式，提高LNG储运的安全性、经济性和可持续性，成为当前LNG产业发展的重要课题。

1.LNG的基本概念和应用现状

LNG是通过液化将天然气转化为液态状态，从而方便储存和运输的一种天然气形式。与天然气相比，LNG具有更高的能量密度和更好的环保性能，因此在多个领域得到了广泛应用。目前，LNG的主要应用领域包括以下几个方面：

（1）发电。LNG作为一种清洁能源，能够通过燃烧产生少量的二氧化碳、硫化物和氮氧化物等有害物质，相比于煤炭等传统能源对环境的影响更小。此外，LNG具有高效能、无味无色、易于调节供应等特点，被广泛应用于发电领域。在LNG供应充足的情况下，发电厂可以通过LNG发电机组产生稳定的电力输出，提高能源利用效率。此外，LNG还可以与传统能源混合使用，实现能源转型升级的目标。

（2）加热。LNG在加热领域也有着广泛的应用前景。在家庭方面，LNG可以被应用于供暖、烹饪和热水等方面，相比于传统的燃气和石油等燃料，LNG更加环保、经济和安全。同时，LNG还可以被应用于工业领域的加热需求，例如，工业炉、烘干和蒸汽发生器等，LNG的应用可以降低企业的能源成本和污染排放，提高生产效率。此外，在一些偏远地区或地区气候寒冷的情况下，LNG也可以被应用于供暖和加热的需要，为当地居民和企业提供便利和环保的能源选择。

（3）工业制造。LNG在工业制造中的应用越来越广泛。LNG可以用于生产化工品和冶金产品等，替代传统的燃料和原材料，降低生产成本，提高生产效率。比如，LNG可以用于生产甲醇、氢气、氨、二甲醚等化工品，替代传统的煤炭和石油等燃料。此外，LNG还可以作为钢铁、铝等金属冶炼的燃料，替代传统的煤炭和焦炭等。LNG在工业制造中的应用一方面可以降低能源消耗和减少污染排放，包括二氧化碳排放、二氧化硫排放以及颗粒物排放等，例如，在发电厂中使用LNG代替煤作为燃料可以将二氧化碳排放量减少约50%。另一方面，还可以提高生产效率和降低生产成本，对于工业制造的可持续发展具有重要意义。

（4）交通运输。LNG作为一种清洁、高效的能源，正被越来越多地应用于交通运输领域。在城市公共交通领域，LNG已经成为了公交车和出租车的主要燃料之一，而在物流领域，LNG也逐渐替代了传统的柴油燃料。相比传统的石油燃料，LNG的燃烧产生的污染物更少，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%，并且不会产生硫化物，也没有其他有害颗粒物的排放，这可以大幅降低交通运输对空气质量的影响[2]。同时，LNG的能量密度比传统燃料高，所以同样的燃料量可以提供更多的动力，这意味着LNG作为交通工具的燃料可以提高车辆的运行效率和里程数。此外，根据国际能源署（IEA）的数据，2019年LNG的国际市场价格为每百万英热4～5美元，而原油的价格为每桶60～70美元。意味着LNG的价格相对较低。这将为交通运输企业带来更低的燃料成本和更高的盈利能力。

2.LNG储运模式的分析

（1）船舶运输。船舶运输是目前应用最广泛的LNG储运方式。船舶运输有着运输距离远、运输量大等优点，同时也面临着运输成本高、运输风险大等问题。在LNG船舶运输中，通常采用LNG载体罐储存LNG。这种LNG储运模式有以下几种形式：

①船载液化天然气储存罐是指LNG船使用自带的LNG储存罐来存储LNG。这种储存方式的优点之一是LNG船可以自给自足，因为它可以在其运输过程中使用自己的LNG储存罐。另一个优点是，船载LNG储存罐可以减少液化天然气的转运次数，从而降低运输成本和风险。然而，船载LNG储存罐也有一些缺点。首先，这种储存方式的储存罐重量很大，这可能会影响LNG船的航行能力和稳定性[3]。其次，船载LNG储存罐的储存能力有限，这意味着LNG船需要经常充填储存罐以确保足够的储存能力。此外，如果LNG船需要在长时间的航程中进行补给，它需要在港口或码头停靠，这会增加额外的时间和成本。

②岸基液化天然气储存罐是指LNG船将LNG卸载至岸基LNG储存罐中存储。这种储存方式的优点之一是，相较于船载LNG储存罐，LNG船可以更轻便，因为不需要承载大量的LNG储存罐。此外，岸基LNG储存罐可以更灵活地满足LNG的储存需求。因为岸基LNG储存设施通常配备了多个储存罐，所以可以根据需要进行调整储存容量。岸基LNG储存设施还可以提供其他服务，例如卸载LNG、加注LNG或进行其他维护。然而，岸基LNG储存罐也有一些缺点。首先，这种储存方式需要岸基LNG储存设施的支持，因此需要投资建设岸基设施。其次，卸载LNG至岸基LNG储存罐需要一定的时间和劳动力成本，这可能会影响LNG船的运输效率。最后，LNG运输的安全性和可靠性也取决于岸基LNG储存设施的设计和维护水平。

③船舶与岸基液化天然气（LNG）储存罐联合使用是指LNG船将LNG卸载至岸基LNG储存罐中，然后由岸基LNG储存罐将LNG转运至其他LNG船或LNG加气站。这种储存方式的优点之一是可以充分利用LNG船的运输能力，将LNG卸载至岸基LNG储存罐中，可以通过管道或其他方式将LNG转运至其他需要LNG的地方，包括其他LNG船或LNG加气站[4]。另一个优点是，岸基LNG储存罐的储存容量通常比船载LNG储存罐要大，因此可以更好地应对LNG需求高峰期。此外，这种储存方式可以减少LNG船的停靠次数，从而减少船舶在码头的停留时间，提高运输效率。船舶与岸基LNG储存罐联合使用也存在一些缺点。首先，转运LNG的环节比较复杂，需要进行多次操作和转运，增加了运输过程中出现问题的可能性。其次，转运LNG的管道和设备需要高度的安全性和可靠性，否则可能会引发事故。最后，这种储存方式也需要投资建设岸基LNG储存设施，因此需要进行一定的经济评估和风险分析。

（2）管道运输。管道运输是指将液化天然气（LNG）通过管道输送至目的地的储运方式。相比于其他储运方式，如LNG船运输和LNG储罐运输，管道运输的优点在于输送距离可以很长，且输送过程中几乎不会有气态LNG泄漏的风险。此外，由于管道可以在地下或水下铺设，因此不会占用地面和水面空间，也不会对环境造成污染。然而，管道运输也存在一些缺点。首先，管道运输设施的建设成本非常高，因为管道需要在地下或水下进行铺设，这需要进行大量的地质勘探、管道设计和施工工作。其次，管道运输设施的维护费用也很高，因为管道需要经常进行检修和维护，以确保管道的安全和可靠性。最后，管道运输设施的使用寿命也有限，一般为20～30年左右，这意味着需要进行周期性的更新和改造，增加了运输成本和风险。另外，管道运输也存在一些技术挑战，例如，需要对管道进行绝缘和保温，以避免LNG在管道中蒸发或凝结。此外，管道还需要进行压力控制和泄漏监测，以确保管道运输的安全和可靠性。因此，在选择管道运输储运方式时，需要进行全面的技术和经济评估，并采取适当的措施，以确保管道运输的安全和可靠性。

（3）储存。LNG（液化天然气）是一种清洁能源，被广泛应用于燃气发电、民用供暖和交通等领域。在LNG储运链中，储存是不可或缺的一个环节，用于储存和保护LNG在运输过程中的质量和安全。目前，常见的LNG储存方式主要包括LNG储罐和LNG储槽两种形式。

LNG储罐是一种大型的储存设施，主要用于船舶和岸基LNG储存设施。通常采用双壳结构，内壳是LNG的储存容器，外壳则起到保护和绝缘的作用。LNG储罐的优点在于能够方便地储存大量的LNG，可以提供长时间的稳定供应。同时，LNG储罐还可以采用不同的储罐形式，如水平式和垂直式，以适应不同的储存需求。LNG储槽则主要用于LNG加气站等小型储存设施。通常采用储罐和压缩机相结合的形式，将LNG储存于高压状态下，以提高储存密度和减少存储空间。LNG储槽的优点在于具有更小的占地面积和更高的储存密度，适合于在城市和工业区域等空间受限的场所建设。然而，LNG储存方式也存在一些缺点。LNG储存成本较高，需要投入大量的资金建设和维护。同时，LNG是一种易燃易爆的气体，储存和运输中存在一定的安全风险。因此，在LNG储存过程中，必须采取一系列的安全措施，以确保储存和使用的安全性。

3.LNG储运模式创新的发展趋势和应用前景

（1）小型化。随着全球能源消费结构的转变和新兴市场的崛起，液化天然气（LNG）的应用范围逐渐扩大，需求量也在不断增加。为了适应不同规模的能源消费者的需求，LNG储运模式需要不断创新和改进，开发出更小型、更灵活的储运设备和技术，例如，小型LNG船、移动式LNG储罐和加气站等。在这种趋势下，小型化已经成为了LNG储运的重要趋势之一。相对于传统的大型LNG船和LNG储罐，小型化的LNG储运设备有着更多的优势。首先，小型LNG船和LNG储罐可以更加灵活地适应小型企业和个人用户的需求，减少能源浪费和成本浪费。其次，小型化的LNG储运设备在运输和储存过程中更加安全可靠，可以有效降低安全风险。因此，开发小型化、分散化的LNG储运设备和技术已经成为了LNG产业的重要发展方向。这不仅可以满足大型企业的需求，也能够服务于小型企业和个人用户，使LNG的应用更加广泛和灵活。

（2）智能化。智能化技术的应用为LNG储运模式的创新带来了许多优势。首先，智能化技术可以实现LNG储运的全流程可视化，通过传感器和监控系统，可以实时获取LNG的位置、温度、压力等数据，帮助管理人员及时发现和处理异常情况，提高安全性和可靠性。其次，智能化技术可以实现自动化控制，例如自动化船舶和车辆控制系统、自动化储罐控制系统等，可以提高运输效率，降低人为操作的错误风险[5]。此外，智能化技术还可以实现智能化管理，例如，通过人工智能算法对LNG供需进行预测和优化，提高运输效率和降低成本。除此之外，智能化技术还可以促进LNG储运模式与其他行业的深度融合，例如与物流、能源管理等行业的融合，实现资源共享和信息互通，提高整个能源生态系统的效率和可持续性。同时，智能化技术的应用也为LNG的应用提供了更多的可能性，例如，智能化加气站可以实现自助加气、移动加气等服务，提高LNG的便捷性和普及度。需要注意的是，智能化技术的应用也存在一定的挑战和风险，例如，信息安全、数据隐私、系统可靠性等方面的问题需要得到充分重视和解决。因此，在智能化技术的应用过程中，需要注重技术创新和风险管理的平衡，确保LNG储运模式的可持续发展。

（3）多元化。LNG储运模式的多元化是未来发展的必然趋势。除了传统的LNG船和LNG储罐，新型的LNG储运设备和技术将得到广泛应用，例如LNG管道、LNG储槽和LNG集装箱等。这些新型设备和技术有很多优点，比如能够更好地适应不同的应用场景和需求，提高LNG的安全性和运输效率。LNG管道作为一种新型的LNG储运方式，具有占用土地面积小、储存容量大、输送距离远等优点。由于LNG管道系统的密闭性好，因此可以有效地减少LNG在输送过程中的泄漏和安全风险。LNG储槽则是另一种常见的LNG储存设备，与传统的LNG储罐相比，LNG储槽具有成本低、可移动性强等优势，适用于小型LNG加气站等场景。此外，LNG集装箱也是一种新型的LNG储存设备，可以通过集装箱的方式进行运输和储存，具有可移动性强、储存容量大、运输成本低等优点。由于LNG集装箱可以根据需求进行组合，因此可以根据需要灵活地进行LNG的运输和储存。

4.结束语

随着全球能源结构的变革和对清洁能源的需求日益增加，LNG储运模式的创新研究显得尤为重要。未来，LNG储运模式将面临更多的挑战和机遇，需要不断探索和创新，以满足不同应用场景和需求的LNG储运需求。通过小型化、智能化、多元化和环保化等方面的创新，LNG储运模式将实现更高效、更安全、更可持续的运输方式，为推动全球清洁能源的发展做出重要贡献。