雍艷娥 宋 輝

(中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北武漢 430010)

1 概述

液化天然氣作為天然氣特殊儲(chǔ)存形態(tài)，它節(jié)約空間、有利于遠(yuǎn)距離輸送的特點(diǎn)使其在天然氣供應(yīng)中占有越來越多的份額，得以長(zhǎng)足發(fā)展。受管輸天然氣資源供不應(yīng)求和國(guó)內(nèi)天然氣管網(wǎng)覆蓋范圍的限制，近幾年我國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度也是前所未有，LNG已成為我國(guó)天然氣市場(chǎng)的重要供氣方式。

國(guó)家發(fā)改委頒布新的《天然氣利用政策》已于2012年12月1日施行。新政中優(yōu)先類的3項(xiàng)，9項(xiàng)，優(yōu)先發(fā)展天然氣汽車(尤其是雙燃料及液化天然氣汽車)以及在內(nèi)河、湖泊和沿海航運(yùn)的以天然氣(尤其是液化天然氣)為燃料的運(yùn)輸船舶(含雙燃料和單一天然氣燃料運(yùn)輸船舶);允許類第8項(xiàng)，允許發(fā)展用于調(diào)峰和儲(chǔ)備的小型天然氣液化設(shè)施。

新政的實(shí)施意味著國(guó)家鼓勵(lì)承受能力高的下游用戶，積極推進(jìn)LNG的快速發(fā)展。

2 城市LNG的用戶類別分析

由于LNG的諸多優(yōu)點(diǎn)，LNG具有廣泛的用途，以氣態(tài)形式或液態(tài)形式供應(yīng)終端用戶。其中LNG氣化后可用于城市管網(wǎng)供氣、高峰負(fù)荷和應(yīng)急事故的氣源，可作為天然氣管網(wǎng)未輻射到的城市、小區(qū)或工業(yè)用戶的氣源，分布式能源系統(tǒng)的氣源等，即LNG氣化后的終端用戶就是城市天然氣用戶，居民、公服、工業(yè)、發(fā)電、采暖空調(diào)等，以液態(tài)形式利用LNG的終端用戶主要為車船燃料用戶以及替代乙炔、丙烷做火焰焊割氣的工業(yè)用戶。

2.1 天然氣及替代能源的價(jià)格比較

表1 能源價(jià)格分析表

表1中，煤炭最便宜，管道天然氣次之，LNG價(jià)格高于管道天然氣。天然氣與煤相比在價(jià)格方面不具優(yōu)勢(shì)，但作為一種方便、環(huán)保的清潔能源，天然氣符合國(guó)家制定的節(jié)能減排等可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，環(huán)保效益和社會(huì)效益顯著。

LNG同汽油、柴油相比，具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。以中重型貨車為例，百千米耗油40 L，每天的運(yùn)輸里程為400 km，0號(hào)柴油單價(jià)為7.34元/L，則需要燃油費(fèi)1 174.4元，如使用天然氣每天需要176 m3，按照上述4.5元/m3的單價(jià)計(jì)算，則燃?xì)赓M(fèi)為792元，由此可見，改用天然氣后，至少節(jié)省30%的燃料費(fèi)用。若以改裝費(fèi)為5萬元計(jì)算，5個(gè)月可收回改裝費(fèi)用。

另外從表1中可看出，LNG替代乙炔、丙烷作為切割氣，即使加上催化添加劑的費(fèi)用(每立方米增加費(fèi)用不足1元)，仍具有很高的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。

2.2 用戶類別的確定

液化天然氣同管道天然氣價(jià)格相比不具備優(yōu)勢(shì)，因此，除了可以就近利用沿海進(jìn)口LNG資源之外的城市，尤其是主要利用管道天然氣的城市，則不適宜將LNG氣化后作為城市的主要供應(yīng)氣源。因此城市燃?xì)獾闹饕脩纛悇e應(yīng)該為:

1)應(yīng)急調(diào)峰儲(chǔ)備的小型天然氣液化設(shè)施。2)車船燃料用戶:LNG替代汽(柴)油，用作燃油公交車、大中型客車或貨車、船舶的燃料。3)工業(yè)用戶:用于加工工藝要求較高的玻璃、陶瓷、造紙、卷煙及食品等工業(yè)用戶的加熱燃料，可以承受LNG供應(yīng)價(jià)格的工業(yè)用戶;LNG替代乙炔、丙烷作為火焰焊割氣，用于機(jī)械加工、造船廠等金屬切割、焊接。4)非管輸天然氣供應(yīng)的城市、小區(qū):主要為管道天然氣未通達(dá)的區(qū)域。利用LNG的特性以車(船)運(yùn)輸方式代替長(zhǎng)輸管線實(shí)現(xiàn)天然氣遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，從而節(jié)省大量長(zhǎng)輸管線及站場(chǎng)建設(shè)的投資。將天然氣從LNG接收站或液化廠運(yùn)送到目標(biāo)區(qū)域，經(jīng)氣化后再通過管網(wǎng)供應(yīng)各類用戶使用。

3 用氣指標(biāo)及預(yù)測(cè)

天然氣用氣量需求預(yù)測(cè)的方法有很多種，一般采用用戶用氣量指標(biāo)法和用氣項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法進(jìn)行用氣需求量預(yù)測(cè)。LNG以氣態(tài)形式的用戶，即天然氣用戶可按照國(guó)家《天然氣利用政策》中的類別，分別分析用氣量指標(biāo)、氣化率等參數(shù)預(yù)測(cè)，本文不詳細(xì)敘述非管輸天然氣供應(yīng)用戶，將重點(diǎn)分析以LNG作為應(yīng)急調(diào)峰氣源、LNG液態(tài)利用的車船以及工業(yè)用戶需求量。

3.1 LNG應(yīng)急調(diào)峰

LNG應(yīng)急調(diào)峰量需要分別分析事故應(yīng)急氣量和儲(chǔ)氣調(diào)峰氣量。事故應(yīng)急氣量通常按城市平均日用氣量的倍數(shù)確定，在確定年需求量時(shí)，可根據(jù)平均每年的動(dòng)用量占儲(chǔ)氣規(guī)模的一定比率計(jì)算。而儲(chǔ)氣調(diào)峰的氣量計(jì)算，需要將城市所有天然氣用戶的年用氣量及儲(chǔ)氣需求測(cè)算分析后，根據(jù)規(guī)劃對(duì)調(diào)峰方案中LNG承擔(dān)調(diào)峰氣量的比例確定年需求量。

3.2 LNG 汽車

LNG汽車的需求量，可按照不同類別汽車的耗油量折算耗氣量指標(biāo)，根據(jù)氣化車輛數(shù)計(jì)算年需求量。

考慮到LNG汽車適宜長(zhǎng)距離運(yùn)輸，且車載氣瓶體積、重量較大，將LNG作為燃料的汽車僅限于:燃用柴油的重型、中型載貨汽車，大型、中型載客汽車(含公交車)。一般1 L柴油按1.1 m3天然氣測(cè)算天然氣用量，根據(jù)LNG汽車類別，汽車耗油、耗氣量見表2。

表2 LNG汽車燃料消耗量一覽表

汽車的保有量可根據(jù)城市交通運(yùn)輸發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)，或者根據(jù)現(xiàn)有車輛保有量，考慮一定的增長(zhǎng)率，對(duì)近、遠(yuǎn)期車輛數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

LNG氣化率應(yīng)根據(jù)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市規(guī)劃等，結(jié)合地方實(shí)際情況選取合理比率。LNG汽車在國(guó)內(nèi)還未普及，市場(chǎng)培育及用戶發(fā)展也需要較長(zhǎng)的過程，因此近期的氣化率會(huì)因LNG運(yùn)輸以及資源的不確定性等因素，取較低值，遠(yuǎn)期如果LNG資源供給充足，市場(chǎng)培育良好，LNG汽車將具有很大發(fā)展空間和潛力，LNG的氣化率可相對(duì)較高。

根據(jù)汽車平均日行駛里程(約300 km～400 km)以及表2中汽車百千米耗氣指標(biāo)可對(duì)平均日用氣量進(jìn)行測(cè)算，再考慮年平均運(yùn)營(yíng)天數(shù)，可測(cè)算年需求量。

3.3 LNG 船舶

目前LNG船舶(內(nèi)河、湖泊)均指雙燃料船，油改氣機(jī)動(dòng)船或新建雙燃料動(dòng)力船。

船用LNG用氣量指標(biāo)與諸多因素相關(guān)，比如流速、風(fēng)力的大小，順風(fēng)順?biāo)€是逆風(fēng)逆流的程度，滿載還是空載，船舶吃水狀態(tài)造成的阻力，船舶的噸位，每日或每年的航行時(shí)間和距離，與柴油的替代率。因此實(shí)際的預(yù)測(cè)可根據(jù)不同的LNG船舶平均日或年耗氣量計(jì)算，或者耗油量換算。

以3 000 t船為例計(jì)算，每船日行300 km，百千米耗油約450 L，柴油替代率為65%，則日用氣量為965.3 m3/d。

根據(jù)船舶氣化率，日用氣量以及年運(yùn)行天數(shù)可計(jì)算LNG船舶年需求量。

另外，如果在供氣范圍內(nèi)，有可改裝雙燃料動(dòng)力船的年耗油量數(shù)據(jù)，則可直接根據(jù)柴油替代率計(jì)算LNG需求量。

3.4 LNG工業(yè)用戶

工業(yè)燃料用戶的用氣一般都是具有一定規(guī)模、比較具體的用氣項(xiàng)目，其用氣量預(yù)測(cè)比較適合用氣項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)法。在采用用氣項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)法預(yù)測(cè)時(shí)，近期用氣量以現(xiàn)有和潛在(在建和規(guī)劃項(xiàng)目)用氣項(xiàng)目調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料為基礎(chǔ)進(jìn)行預(yù)測(cè)，中遠(yuǎn)期考慮一定的增量。

工業(yè)用戶的供氣方式:管輸或LNG供應(yīng)，LNG工業(yè)用戶可依托周邊省規(guī)劃布局的LNG加注站，通過瓶組供氣，或直接通過LNG運(yùn)輸車運(yùn)輸至工業(yè)用戶小型氣化站供氣。

工業(yè)用天然氣主要用作替代燃料，其用氣量指標(biāo)與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和工藝用氣設(shè)備的種類密切相關(guān)。對(duì)于由其他燃料改用天然氣的工業(yè)用戶，可根據(jù)工業(yè)燃料耗量、熱值、燃燒效率或者乙炔、丙烷耗量進(jìn)行換算，計(jì)算LNG年需求量。

4 結(jié)語

城市LNG的需求量對(duì)LNG氣源的落實(shí)，供需平衡的決策以及終端用戶發(fā)展都具有重要意義，因此需要對(duì)用戶類別進(jìn)行分析，選取合理的用戶數(shù)量、用氣量指標(biāo)、氣化率等參數(shù)，分析計(jì)算LNG需求量。

[1] 中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)第15號(hào).天然氣利用政策[S].

[2] 燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.