袁 超

（上海交通大學，上海 200240）

0 引 言

天然氣被認為是地球上最干凈的能源，也是最有希望取代石油的綠色能源，廣泛應(yīng)用于城市發(fā)電、供暖、車船替代燃料等，具有儲存高效、運輸經(jīng)濟、燃燒完全、潔凈環(huán)保等優(yōu)點。液體狀態(tài)的天然氣被稱為液化天然氣（LNG），易于通過低溫加壓的方式儲運，是天然氣資源在世界范圍流通的主要途徑之一。

全球LNG貿(mào)易在近10a取得重大發(fā)展，貿(mào)易額年均增長8.8%，相當于全球能源消耗增幅的3倍，其貿(mào)易量已經(jīng)占到全球天然氣貿(mào)易總量的30%以上。隨著全球能源消費轉(zhuǎn)型及天然氣生產(chǎn)技術(shù)的突破，下一個10年將是LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金10a。據(jù)BP（英國石油）公司2014年2月發(fā)布的《2035年世界能源展望》預計，未來10a，天然氣將成為增長速度最快的化石燃料，需求量以年均1.9%的速度增加，其中液化天然氣出口量的增速會比消費量快兩倍多，年均增長率達到 3.9%。為此，國內(nèi)外企業(yè)紛紛摩拳擦掌進軍LNG產(chǎn)業(yè)，尤其是在LNG運輸方面占有主導優(yōu)勢的造船企業(yè)，更是努力布局LNG全產(chǎn)業(yè)鏈，搶占未來市場制高點。

1 液化天然氣產(chǎn)業(yè)鏈概述

LNG產(chǎn)業(yè)經(jīng)過60a的發(fā)展，已經(jīng)形成從開發(fā)生產(chǎn)、液化存儲、低溫運輸?shù)浇K端利用的一整套工藝，涉及大量高端裝備和相關(guān)工程服務(wù)（見圖1），發(fā)展前景巨大。

圖1 LNG產(chǎn)業(yè)鏈

1.1 LNG生產(chǎn)

LNG產(chǎn)業(yè)鏈上游是LNG鏈條最重要、也是含金量最高的環(huán)節(jié)之一，包括天然氣的勘探、開發(fā)、凈化、分離和液化等環(huán)節(jié)。按照其產(chǎn)地和起源的不同，LNG開發(fā)和生產(chǎn)主要分為陸地和海上天然氣開發(fā)兩種。陸上天然氣開發(fā)涉及常規(guī)油氣田、頁巖氣、煤層氣、致密氣等多個種類。海上天然氣勘探和開發(fā)主要涉及海上油氣田的勘探開采裝備，包括物探船、FLNG（浮式液化天然氣生產(chǎn)儲卸裝置）、FSRU（浮式液化天然氣儲存和再氣化裝置）等。

1.2 LNG液化

開采出的天然氣經(jīng)過脫硫脫碳、脫水、硫磺回收和尾氣回收等工藝凈化處理，在常溫下冷卻到-161°C左右形成液體，其體積被壓縮為氣態(tài)時的 1/600。液態(tài)天然氣被存儲到帶有冷卻加壓裝置的儲罐中進行保存。LNG液化的關(guān)鍵設(shè)備包括壓縮機、球閥、儲氣罐等。

1.3 LNG運輸

LNG運輸方式包括LNG運輸槽車、罐式LNG集裝箱、大型LNG船、LNG轉(zhuǎn)運船等設(shè)備，其中LNG船和LNG轉(zhuǎn)運船運輸量占LNG貿(mào)易主導地位。由于LNG運輸需要保持低溫狀態(tài)，對運輸存儲和輔助設(shè)備要求較高，涉及大型LNG儲罐、LNG冷能利用設(shè)備、LNG再氣化裝置等關(guān)鍵設(shè)備，因此LNG運輸船舶建造工藝復雜，能夠帶來較高的附加值。

1.4 LNG終端

LNG產(chǎn)業(yè)鏈下游面對著市場最終用戶，包括聯(lián)合循環(huán)電站、城市燃氣公司、LNG加氣站、工業(yè)爐用戶和使用LNG燃料的汽車、船舶等，這些客戶使用干線管網(wǎng)或者LNG再氣化供氣。下游市場是拉動LNG產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的直接因素，帶動了LNG加氣站、LNG船用/車用動力系統(tǒng)。目前市場對LNG終端設(shè)備的需求處于加速發(fā)展階段，未來幾年有望迎來井噴式增長。

2 世界液化天然氣市場前景分析

2.1 LNG 貿(mào)易總體保持快速增長

隨著世界能源需求的增加和新興市場經(jīng)濟發(fā)展的需要，液化天然氣貿(mào)易在過去的5年增長了36%，2012全球液化石油氣海運貿(mào)易量達5.25億m3，預計2013年全年貿(mào)易量有望達到6.08億m3[1]。由于全球LNG貿(mào)易幾乎都需要海上運輸來完成，LNG船隊規(guī)模和相關(guān)產(chǎn)業(yè)將持續(xù)增長。

圖2 LNG貿(mào)易量走勢（2000～2013）

2.2 全球 LNG未來市場格局的調(diào)整

據(jù)預測[2]，未來全球LNG市場將處于供需齊漲，總體呈現(xiàn)供不應(yīng)求局面。

2.2.1 LNG 供給預測

目前，全球主要 LNG供應(yīng)來源集中在中東、東南亞、非洲、俄羅斯和澳大利亞。受美國頁巖氣開發(fā)技術(shù)革命和東非海域發(fā)現(xiàn)大量天然氣田等因素影響，全球LNG供應(yīng)量將獲得大幅提升。美國有望在2018年由能源凈進口國變?yōu)閮舫隹趪鳾3]，頁巖氣開發(fā)將幫助該國盡早實現(xiàn)能源自給，在2035年實現(xiàn)“能源獨立”，并最早于2016年出口天然氣。澳大利亞到2018年超過卡塔爾成為最大的天然氣供應(yīng)國，隨著該國一批大型項目于2014年起開始投入運營，其供應(yīng)量將增加150億ft3/d，到2030年在全球天然氣產(chǎn)量中占比達到25%。中國將積極引進和研發(fā)頁巖氣開采技術(shù)，并成為美國以外開發(fā)頁巖氣最為成功的國家。在地區(qū)層面，非洲將在2028年開始超過中東，成為最大的液化天然氣凈出口地區(qū)。

隨著天然氣產(chǎn)量擴大，天然氣供應(yīng)國家和地區(qū)也逐步呈現(xiàn)多元化趨勢，由于管道天然氣運輸基礎(chǔ)建設(shè)費用高昂，受到地域和政治因素限制，因此澳大利亞、美國和非洲地區(qū)的天然氣出口將主要通過海運實現(xiàn)，中國和日本等亞洲主要天然氣消費國也將依賴海上LNG運輸渠道。除此之外，近期國際政治也推高了LNG貿(mào)易預期。受烏克蘭局勢影響，歐洲將從能源安全的戰(zhàn)略角度重新考慮俄羅斯管道天然氣供應(yīng)問題，轉(zhuǎn)而尋求澳大利亞、美國和非洲的液化石油氣供應(yīng)。因此，未來液化天然氣將在能源貿(mào)易中扮演更加重要的角色。

2.2.2 LNG需求預測

天然氣是人類未來能源結(jié)構(gòu)變化的主要發(fā)展方向之一，而 LNG又是主要天然氣運輸方式之一，未來全球LNG貿(mào)易量的前景非常廣闊。全球LNG需求增長主要來自亞洲地區(qū)，以中國清潔能源需求和日本核能發(fā)電替代為主要動力。綜合IEA（International Energy Agency 國際能源機構(gòu)）、EIA（Energy Information Administration 美國能源信息署）等國際知名機構(gòu)的預測[4]，預計2015年和2020年，全球LNG貿(mào)易量分別達到2.91億t和3.82億t，加上現(xiàn)貨和短期合約貿(mào)易6900萬t和8300萬t，綜合預計全球2015年和2020年LNG貿(mào)易量分別達到3.6億t和4.65億t。而2015年和2020年對應(yīng)的全球LNG出口產(chǎn)能分別達到3.3億t和5.24億t。2015年供應(yīng)缺口達0.67億m3，供應(yīng)短缺現(xiàn)象估計到2020年才有所緩和，在此期間全球LNG運輸和生產(chǎn)儲運相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景良好，見圖3。

2.2.3 我國LNG供需預測

天然氣作為公認的最清潔的石化能源，在世界能源消費結(jié)構(gòu)比重越來越大。根據(jù)美國能源署統(tǒng)計，2012年天然氣在美國能源總消費占27%，超過煤炭成為第二大能源，而我國同期僅占4%。人均消費僅為75m3，甚至不足巴基斯坦1/2，見圖4。

隨著我國大力推動空氣污染治理，降低煤炭和石油能源消耗，天然氣產(chǎn)業(yè)將進入前所未有的高速成長期。國家相繼發(fā)布《能源中長期發(fā)展規(guī)劃綱要》、《天然氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃》、《煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用發(fā)展規(guī)劃》、《頁巖氣發(fā)展規(guī)劃（2011～2015）》，確定了天然氣在能源戰(zhàn)略中的重要地位，指出到 2015年我國天然氣需求將上升至2400億m3，至2030年天然氣將在占到一次能源的10%，照此估算年均增速超過20%。

圖3 2015年和2020年全球LNG供需情況預測

圖4 2012年主要國家(地區(qū))人均天然氣消費量

在天然氣供應(yīng)方面，我國天然氣資源主要分布在中西部地區(qū)，主要通過管道輸送的方式向東部和沿海地區(qū)供應(yīng)。截至2012年6月，全國已建成LNG生產(chǎn)裝置約46套，產(chǎn)能接近1900萬m3/d，供需差距巨大，難以滿足未來不斷擴大的天然氣需求。

在此背景下，我國加大LNG進口和內(nèi)河LNG運輸是必然選擇，國內(nèi)LNG產(chǎn)業(yè)內(nèi)需發(fā)展機遇十分巨大。

3 液化天然氣市場對LNG產(chǎn)業(yè)鏈的影響

3.1 LNG船舶新增運力需求

本文根據(jù)未來全球LNG海運貿(mào)易量和現(xiàn)有船隊保有量計算，到2020年全球至少需要增加230艘大型LNG船舶（見下圖5），這些船將在2017年前下單建造。同時，船東將會增造更多中小型LNG船用來進行國內(nèi)航線二次轉(zhuǎn)運。據(jù)此估計，未來3～4a造船企業(yè)將會迎來新一輪氣體船的建造高峰，按照目前船價，LNG船舶年均市場金額約110億美元規(guī)模，給中國造船企業(yè)帶來廣闊成長空間。

3.2 LNG生產(chǎn)和儲運設(shè)施新增需求

全球LNG產(chǎn)出需求方面，截至2012年底，全球已投產(chǎn)LNG液化能力達到6.4億m3，與2020預測需求11億m3相比有4.6億m3產(chǎn)能缺口，遠不能滿足未來需求。世界各地公布了大量新增和擴建產(chǎn)能計劃，2014～2018年將是全球LNG產(chǎn)量集中釋放期，LNG相關(guān)產(chǎn)業(yè)前景看好（見圖6）。

圖5 LNG船遙新增運力需求計算[5]

圖6 2012年底全球主要LNG生產(chǎn)設(shè)施新增/擴建產(chǎn)能計劃

從國內(nèi)LNG產(chǎn)出需求來看，目前全國在建LNG工廠有29個，待批13個，預計到2020年，我國LNG工廠產(chǎn)能將達到 5953m3/d，較當前增長 3倍多。在進口LNG設(shè)施建設(shè)方面，我國已經(jīng)建成上海、江蘇、深圳、福建、大連5座LNG接收站，接受能力合計達1580萬t/a，在建和規(guī)劃項目共19個，預計一期項目完工后我國LNG供給能力達到3630萬t/a，到2020年供給規(guī)模將達 8840萬 t，這意味著相關(guān)設(shè)施投資規(guī)模擴大到2011年的4倍以上（見圖7）。

圖7 2020年我國LNG供給能力預測（單位：萬t/a）

因此，從未來LNG市場供需平衡的預期來看，LNG全產(chǎn)業(yè)鏈從生產(chǎn)、液化、運輸?shù)浇K端的裝備制造和工程服務(wù)市場潛力巨大，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)抓住市場機遇，根據(jù)自身能力和市場潛在需求，積極參與LNG產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)。

4 中國造船企業(yè)參與LNG產(chǎn)業(yè)鏈的建議

整體而言，當前國際和國內(nèi)LNG產(chǎn)業(yè)進入快速發(fā)展期，未來市場前景良好，但由于能源資源的壟斷性，企業(yè)很少有機會直接從事或參與LNG資源開發(fā)和進口貿(mào)易。因此中國造船企業(yè)應(yīng)以自身技術(shù)實力為基礎(chǔ)，將注意力集中到LNG產(chǎn)業(yè)相關(guān)裝備、設(shè)施的研發(fā)、制造和工程服務(wù)方面，重點從以下幾個方面著手。

4.1 海上LNG開發(fā)和生產(chǎn)裝備

海上油氣勘探和開發(fā)生產(chǎn)裝備主要有油氣物探船、FLNG、FSRU和CPF等高技術(shù)海洋工程裝備。全球目前運營中的LNG-FSRU共有6艘，新建和改裝訂單9艘，籌建或招標項目20余個，由于該裝備建造周期長，現(xiàn)有生產(chǎn)能力遠遠不能滿足未來需求。據(jù)英國Douglas-Westwood發(fā)布的《全球浮式LNG市場預測2013～2019》報告[6]，在2013～2019年間，總共將有超過280億美元投資到FLNG，并有191億美元投資到 LNG進口終端。在此期間，亞洲市場將成為未來液化和再氣化終端市場的焦點，資金投入將占到全球的35%，澳大利亞將占22%，拉丁美洲將占17%。這些高技術(shù)含量高附加值的海上LNG開采和儲存裝置訂單價值巨大，單艘FSRU造價在3億美元左右，LNG-FPSO和CPF造價更是高達數(shù)十億美元，將成為海工裝備建造的新熱點。當前該領(lǐng)域被韓國三星重工、大宇造船、現(xiàn)代重工、新加坡吉寶集團、勝科集團等少數(shù)企業(yè)壟斷。中國造船企業(yè)已經(jīng)在前幾年取得FPSO建造經(jīng)驗，現(xiàn)在應(yīng)當加大研發(fā)投入，積極通過聯(lián)合開發(fā)、技術(shù)引進、兼并收購研發(fā)機構(gòu)等方式獲得關(guān)鍵技術(shù)，努力進入海上 LNG開發(fā)和生產(chǎn)裝備制造或改裝領(lǐng)域。

4.2 LNG液化和儲存裝備

LNG液化和存儲是LNG產(chǎn)業(yè)鏈重要一環(huán)。世界天然氣液化專利主要掌握在美國AP、康菲、BV、法國AXEN、IFP、德國林德、英荷殼牌等公司手中，因此我國LNG液化工廠的關(guān)鍵設(shè)備基本依靠進口。LNG儲罐是LNG在液化、運輸、存儲和終端應(yīng)用階段最主要的存儲手段，小型儲罐容量在5～50m3，用于LNG車船和 LNG加氣站；中型儲罐容量在 50～100m3，用于 LNG液化站；大型儲罐容量>100m3，包括100～1000m3、10000～40000m3、40000～270000m3等多種規(guī)格，用于LNG生產(chǎn)設(shè)施和LNG接收站。一個5萬m3的LNG就足夠供應(yīng)一個中等城市一個季度的用氣需求。在LNG液化和儲存裝備制造方面，造船企業(yè)應(yīng)發(fā)揮自身鋼結(jié)構(gòu)、焊接技術(shù)方面的優(yōu)勢，積極與國外國內(nèi)LNG專業(yè)廠商合作，承接LNG液化和存儲裝備建造工程。同時，由于中小LNG儲罐是LNG船的關(guān)鍵設(shè)備，造船企業(yè)還可以尋求兼并或聯(lián)合相關(guān)企業(yè)，進入儲罐設(shè)計制造領(lǐng)域，向LNG產(chǎn)業(yè)鏈上游發(fā)展。

4.3 LNG運輸裝備

LNG貿(mào)易的蓬勃發(fā)展，催生了LNG運輸船需求高漲。LNG船按照貨倉容積一般分為超大型LNG船、大型LNG船和中小型LNG船。超大型LNG船包括21萬m3的Q-Max卡塔爾最大型和26萬m3的Q-Flex卡塔爾靈便型，大型LNG船容積在10～20萬m3，中小型LNG船容積<10萬m3。目前LNG船市場主流是16～18萬m3的大型LNG船，主要用于遠洋運輸。但LNG需求量快速增加，帶來了沿海及內(nèi)河LNG二次轉(zhuǎn)運市場的興起，目前中小型 LNG船保有量相對較小，建造技術(shù)要求相對較低，未來將給我國造船業(yè)帶來重大機遇。

表1 LNG船隊船型結(jié)構(gòu)

LNG船建造關(guān)鍵在于液貨維護系統(tǒng)、高溫高壓管系和低溫駁運系統(tǒng)，中國造船企業(yè)自2008年交付國內(nèi)首艘LNG船“大鵬昊”輪以來，已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域取得突破，2013年滬東中華、江南造船、外高橋造船、新樂造船、大連中遠船務(wù)、太平洋海工等企業(yè)在 LNG船承接方面均有斬獲，逐漸形成初步競爭格局，為今后迎接中小型LNG船批量建造贏得先機。

4.4 LNG終端和動力裝備

作為LNG產(chǎn)業(yè)鏈的最后一環(huán)，LNG終端裝備制造業(yè)也將在LNG供需上升、油價高漲和節(jié)能減排三重壓力共同作用下，保持高速發(fā)展。由于 LNG終端應(yīng)用裝備涉及面較廣，造船企業(yè)應(yīng)當立足自身的行業(yè)優(yōu)勢，將發(fā)展重心定位于船用LNG動力系統(tǒng)[7]和LNG加氣站裝備研發(fā)領(lǐng)域。

在 LNG動力方面，交通運輸部出臺《公路水路交通運輸節(jié)能減排十二五規(guī)劃》和《十二五水運節(jié)能減排總體推進實施方案》，大力推動船舶和汽車使用LNG燃料。為此，交通運輸部將每年提供近2 億元節(jié)能減排基金，支持船舶“油改氣”工作。按照目前公布的試點條件，測算未來三年內(nèi)符合“船齡在7 年以下、技術(shù)條件好”的內(nèi)河船舶近5萬艘，僅內(nèi)河船輪機改裝的市場規(guī)模就達260億元。國內(nèi)造船企業(yè)應(yīng)當積極研制雙燃料或單一LNG燃料發(fā)動機，加快補充內(nèi)河LNG船舶改裝設(shè)備，加緊儲備相關(guān)改裝技術(shù)能力，并適時向海外輸出技術(shù)和產(chǎn)品。

與此同時，在國家大力推廣內(nèi)河LNG燃料船舶和LNG燃料汽車過程中，必然帶來LNG內(nèi)河供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和陸上LNG加氣站的加速建設(shè)。截至2012年10月，我國投運的液化天然氣加氣站約有385座，較上年翻一番，預計到2015年，全國加氣站將增加到3000座以上，是目前規(guī)模的5倍。為此，國內(nèi)造船企業(yè)尤其是中小型企業(yè)，可以搶先布局LNG加注裝備研發(fā)和LNG加氣站的建造，研發(fā)制造LNG加注躉船，為即將到來的市場繁榮未雨綢繆。

5 結(jié) 語

善變者通，善行者遠。從世界能源形勢來看，天然氣是未來幾十年唯一有能力挑戰(zhàn)石油的一次能源，能源戰(zhàn)略地位重要，國內(nèi)外市場供給和需求前景廣闊，且相關(guān)裝備制造及工程業(yè)務(wù)尚處在發(fā)展階段，當前正是企業(yè)布局 LNG產(chǎn)業(yè)鏈的黃金時期。我國造船企業(yè)應(yīng)當立足自身的專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，抓住國家政策導向和國內(nèi)外需求旺盛的有利機遇，果斷推進企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，力爭在 LNG產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵裝備配套生產(chǎn)方面有所作為。

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[7] 蔣 瑋，朱新禮. 液化天然氣作為船用燃料的可行性研究[J]. 船舶與海洋工程，2013, (3): 74-78.