天然氣儲運技術經濟分析

李戈

[摘 要]在當前大力發展低碳經濟的時代，天然氣作為一種新能源備受推崇。由于天然氣的形態紛雜散亂，加上距離中心城市及工業企業較遠，因此需要經過儲運技術處理才能被使用。目前，天然氣儲運技術發展已較為成熟，世界各國給予了其高度的重視，以支持天然氣工業的持續發展。文章在對天然氣儲運技術發展現狀作出簡要分析和論述的基礎上，重點進行了天然氣儲運基礎經濟分析，并提出了一些天然氣儲運技術節能建議，以供參考和借鑒，滿足低碳經濟時代的發展需求。

[關鍵詞]天然氣；儲運技術；發展現狀；分析方法；技術經濟分析

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

在世界能源資源不斷減少的環境背景下，人們越來越重視新能源開發，以保證人類社會的可持續發展。天然氣以其高熱值、低污染、大儲量，成為了能源商品的主流，因而其相關技術研究得到了世界各國的廣泛關注和重視。天然氣儲運技術是天然氣得以推廣利用的基礎，如何保證其高效性、穩定性以及安全性成為了業界熱議的焦點，對解決社會經濟可持續發展問題具有重要的作用和意義。本文主要利用技術經濟靜態分析法中的計算費用法，對各項天然氣儲運技術經濟進行了分析。

1 天然氣儲運技術發展現狀

在我們生存的自然環境中，存有大量的天然氣，在一系列的開采、工藝處理之后，可供給終端用戶用作燃料、化工原料等。經過長期的發展，天然氣工業體系已逐步形成，主要分為開采凈化、輸送儲存以及分配應用三個環節。目前，天然氣已在世界范圍內得到廣泛的應用，為緩解能源危機、促進經濟發展做出了巨大貢獻。由于天然氣長期深埋地殼中，在經過一系列的地殼運動之后，形成了多樣化的沉淀物特征和環境，因而表現出了紛亂繁雜的形態。天然氣需要前期加工處理，并利用特殊的儲運技術，才能為用戶所用。經過較長時間的研究發展，天然氣儲運技術日漸成熟和多樣，滿足了人們的日常使用需求?，F階段，常見的天然氣儲運技術包括液化儲運技術、管道儲運技術、吸附儲運技術以及壓縮儲運技術等，而且每種技術的優勢特性存在差異。在這個環境保護與經濟發展同步進行的時代，天然氣儲運技術得到了世界各國的重視，因其廣闊的發展空間，有關方面的研究成為了世界性的課題。從經濟的角度對各項天然氣儲運技術進行分析，有助于我們更加清晰地掌握各類技術的特性，進而制訂合理的儲氣方案。

2 天然氣儲運技術經濟分析

在先進科技的支持下，天然氣儲運技術得到了有效的發展。筆者基于對天然氣儲運技術發展現狀的認識，重點就幾種常見的天然氣儲運技術經濟進行了分析，其具體表述如下。

2.1 液化儲運技術

液化儲運技術是指將大量的天然氣進行液化工藝處理之后儲存于低溫儲罐中，并通過管道、船舶或槽車等工具運輸的技術。相較于常用的高壓球罐初期、高壓管束儲氣、長輸管道末端儲氣等儲氣調峰方式，天然氣液化調峰具有儲藏量大、調節靈活等特點，能夠滿足季節調峰的要求，而且因其氣化站建造成本低、維修方便等優勢，未來必然成為城市燃氣調峰主流手段之一。一般情況下，液化天然氣的最佳儲運壓力為0.2Mpa，其單位體積的氣體儲運成本主要產生在起始站、運輸以及終點站等幾個環節。其中，起始站費用是站點建設費用、調壓費用以及槽車費用的總和，槽車費用主要是車輛折舊、維修與保養產生的費用。運輸費用則是指運輸途中的燃油費。而終點站成本包括建設折舊成本和運營管理成本兩個部分。按照當前的市場價格，通過數學公式粗略地計算可以得出：液化技術儲運天然氣同時可以實現陸地運輸和海上運輸，而且海上油耗低廉，采用的裝置也較為簡便靈活、高效低耗，因而具有非常好的經濟性能。另外，天然氣液化儲運技術的關鍵是壓力調節，其在起始站的耗費成本較高，而在終點站的耗費成本較低，兩者形成了一種互補。綜合來看，天然氣液化儲運技術創造的經濟價值比較高，值得推廣和使用。

2.2 管道儲運技術

目前，管道儲運是陸上天然氣運輸、貿易的主要方式，世界上有大約65%的天然氣輸送通過管道實現。天然氣具有密度低、易揮散等特性，利用管道儲運能夠有效保證其產品質量，同時還可以減少環境污染。隨著科學技術的發展，天然氣管道儲運逐步實現了大口徑、長運距、網絡化，大型供氣系統建設拓展到了極地和海洋領域，為天然氣的高效、高質輸送創造了有利條件。天然氣管道儲運技術構建的生產、儲運、銷售一體化系統，具有調峰功能，可實現長距離、高壓力以及大流量運輸，而且由于管道深藏地底，可以減少泄露、噪聲等對生態環境的污染。單位體積的天然氣儲運成本主要包括起始站成本、運輸成本以及終點站成本。其中，由于起始站需要對天然氣進行大量的除雜、脫硫、脫碳、調壓甚至脫二氧化碳等工藝處理，加上設備折舊，因而耗費的成本較高。而在天然氣運輸階段，主要成本來源于管道建設折舊，不涉及燃油費用。終點站因為需要對天然氣進行減壓處理，所以成本為減壓站維護、折舊費用。相比于高壓球罐等儲運方式，天然氣管道儲運的操作簡便，能夠有效解決城市用戶日、小時調峰技術問題，且更為安全，但是其前期投資成本較高，隨著輸送距離的延長，經濟優勢逐漸顯現。雖然時下天然氣管道儲運技術日漸成熟，但是由于受制于氣源、距離以及投資等因素，所產生的日常運行、維護等成本較高。

2.3 吸附儲運技術

天然氣吸附儲運技術是一項利用高比表面積富微孔吸附劑材料，在3.5～5.0Mpa壓力下吸附儲存天然氣的新技術。由于天然氣吸附儲運的儲氣壓力低，因此在投資成本、運輸使用和安全性能等方面表現出了較大優勢。這種技術指導下的天然氣儲運主要包括制備吸附劑、制造儲藏罐、儲氣車載以及凈化天然氣氣質等幾個環節。通過對這幾個環節成本的粗略計算發現，天然氣吸附儲運站點建設所需的設備簡單，操作方便，整體需要的投資額度低，適用于產氣輸送不定的偏遠地區。但是，車輛折舊所產生的費用在天然氣吸附儲成本中占有較大比例，因此其技術攻克難點應該放置在高效、價格低的儲運車研發上。影響天然氣吸附性能的因素有很多，例如，天然氣中除了主要的甲烷成分外，還含有C2、水、氮氣、二氧化碳等雜質，在經過多次吸附工藝循環處理之后，天然氣中的極性化合物雜質在吸附劑上不斷積累，從而導致天然氣吸附性能下降。因此，在具體的天然氣吸附儲運技術應用實踐中，應該重點解決含硫量等雜質問題。天然氣吸附儲運技術的經濟價值顯而易見，未來的發展空間較大，值得加大研發和推廣力度。

2.4 壓縮儲運技術

天然氣壓縮儲運技術的英文簡稱為CNG，它是將天然氣進行壓縮工藝處理之后，放置到特殊的容器中，通過公路、海路或鐵路間接輸送到城市管網的技術。CNG因其高成熟度的技術，滿足了零散用戶以及車用燃氣的需求，在我國得到了一定程度的應用。但是，由于這種儲運技術將天然氣壓縮到了20Mpa以上，對容器的性能要求極高，運輸途中有著一定的危險性，因此，很難實現大規模發展應用。一般認為，天然氣壓縮儲運技術適用于地區而非全球，它更多的是作為天然氣管道儲運的有效補充手段被應用，能夠滿足管道覆蓋不到的中小城鎮的天然氣需求。綜合考慮輸送范圍、工程投資、運營成本以及銷售價格等因素，壓縮天然氣的儲運范圍應控制在500km以內。壓縮天然氣儲運成本同樣產生在起始站、運輸以及終點站三個環節。其中，起始站壓縮天然氣所需要的基礎設備包括壓縮機組、加壓站、汽化器、儲氣裝置以及換熱系統等。除了采購硬件設備，起始站費用還包括調壓運行費用。運輸成本則由槽車購置、維護、折舊費用組成。為了保證用戶直接使用，需要在終點站配套一座調壓站。終點站成本絕大部分來源于調壓站，包括工藝管道、調壓計量設備、自控儀表、運行管理等費用。經過粗略的技術經濟分析發現，天然氣壓縮儲運的工藝簡便、工期較短、見效迅速，但是受供氣規模、用氣性質、氣源位置、原料價格等諸多因素的影響，需要制訂合理的方案。

3 天然氣儲運技術節能建議

自然與人類之間存在著一種平等互存的關系，保護生態環境人人有責。而且天然氣儲量有限，為保證其可持續發展，采用必要的天然氣儲運節能措施十分重要。根據上文的論述與分析，我們不難發現，天然氣需要經過不同程度的壓縮工藝處理才能進行儲運。具體而言，可以充分利用終點站的壓力能減少運輸成本、環境破壞和噪聲污染。同時，還可以通過天然氣壓力能制冷系統、冷能利用系統，實現壓力能利用，如此不可以擴大冷能利用系統的操作彈性，一定程度上穩壓、穩流，還能降低電力消耗成本。除此之外，液化天然氣常常需要通過氣化器汽化處理轉變其儲藏形態后，才能被使用。在液化天然氣形態轉化的過程中，將會釋放出大量的冷能，假如直接舍棄勢必會造成極大的資源浪費。為此，我們可以通過特殊的工藝技術將這部分冷能直接或間接地應用到海水淡化、低溫發電、空氣分離、污水處理等領域，實現資源的循環利用，拓寬天然氣液化儲運產業鏈條的同時，保護生態環境，實現經濟的可持續發展。

4 結 論

總之，能源是人類生存與發展的物質基礎。天然氣作為世界儲量豐富的能源之一，其應用應該得到推廣。而儲運技術作為天然氣推廣利用的關鍵，需要加大研發力度。由于個人能力有限，本文有關天然氣儲運技術經濟分析可能存在不足，因此，筆者希望業界更多學者關注天然氣儲運技術發展，并結合實際情況，有針對性地提出有建設性的建議，從而支持天然氣儲運工業的可持續發展，使其在低碳經濟發展中創造更大的價值。

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