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        天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

        2016-10-19 04:06:52李戈
        中國(guó)市場(chǎng) 2016年36期
        關(guān)鍵詞:發(fā)展現(xiàn)狀

        李戈

        [摘 要]在當(dāng)前大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的時(shí)代,天然氣作為一種新能源備受推崇。由于天然氣的形態(tài)紛雜散亂,加上距離中心城市及工業(yè)企業(yè)較遠(yuǎn),因此需要經(jīng)過(guò)儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)處理才能被使用。目前,天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展已較為成熟,世界各國(guó)給予了其高度的重視,以支持天然氣工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。文章在對(duì)天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀作出簡(jiǎn)要分析和論述的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)進(jìn)行了天然氣儲(chǔ)運(yùn)基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)分析,并提出了一些天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)節(jié)能建議,以供參考和借鑒,滿(mǎn)足低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的發(fā)展需求。

        [關(guān)鍵詞]天然氣;儲(chǔ)運(yùn)技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;分析方法;技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

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

        在世界能源資源不斷減少的環(huán)境背景下,人們?cè)絹?lái)越重視新能源開(kāi)發(fā),以保證人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。天然氣以其高熱值、低污染、大儲(chǔ)量,成為了能源商品的主流,因而其相關(guān)技術(shù)研究得到了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注和重視。天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)是天然氣得以推廣利用的基礎(chǔ),如何保證其高效性、穩(wěn)定性以及安全性成為了業(yè)界熱議的焦點(diǎn),對(duì)解決社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題具有重要的作用和意義。本文主要利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)靜態(tài)分析法中的計(jì)算費(fèi)用法,對(duì)各項(xiàng)天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了分析。

        1 天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

        在我們生存的自然環(huán)境中,存有大量的天然氣,在一系列的開(kāi)采、工藝處理之后,可供給終端用戶(hù)用作燃料、化工原料等。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展,天然氣工業(yè)體系已逐步形成,主要分為開(kāi)采凈化、輸送儲(chǔ)存以及分配應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。目前,天然氣已在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用,為緩解能源危機(jī)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。由于天然氣長(zhǎng)期深埋地殼中,在經(jīng)過(guò)一系列的地殼運(yùn)動(dòng)之后,形成了多樣化的沉淀物特征和環(huán)境,因而表現(xiàn)出了紛亂繁雜的形態(tài)。天然氣需要前期加工處理,并利用特殊的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù),才能為用戶(hù)所用。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的研究發(fā)展,天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)日漸成熟和多樣,滿(mǎn)足了人們的日常使用需求?,F(xiàn)階段,常見(jiàn)的天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)包括液化儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、管道儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、吸附儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)以及壓縮儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)等,而且每種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特性存在差異。在這個(gè)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展同步進(jìn)行的時(shí)代,天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)得到了世界各國(guó)的重視,因其廣闊的發(fā)展空間,有關(guān)方面的研究成為了世界性的課題。從經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)各項(xiàng)天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)進(jìn)行分析,有助于我們更加清晰地掌握各類(lèi)技術(shù)的特性,進(jìn)而制訂合理的儲(chǔ)氣方案。

        2 天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

        在先進(jìn)科技的支持下,天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)得到了有效的發(fā)展。筆者基于對(duì)天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí),重點(diǎn)就幾種常見(jiàn)的天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了分析,其具體表述如下。

        2.1 液化儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

        液化儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)是指將大量的天然氣進(jìn)行液化工藝處理之后儲(chǔ)存于低溫儲(chǔ)罐中,并通過(guò)管道、船舶或槽車(chē)等工具運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)。相較于常用的高壓球罐初期、高壓管束儲(chǔ)氣、長(zhǎng)輸管道末端儲(chǔ)氣等儲(chǔ)氣調(diào)峰方式,天然氣液化調(diào)峰具有儲(chǔ)藏量大、調(diào)節(jié)靈活等特點(diǎn),能夠滿(mǎn)足季節(jié)調(diào)峰的要求,而且因其氣化站建造成本低、維修方便等優(yōu)勢(shì),未來(lái)必然成為城市燃?xì)庹{(diào)峰主流手段之一。一般情況下,液化天然氣的最佳儲(chǔ)運(yùn)壓力為0.2Mpa,其單位體積的氣體儲(chǔ)運(yùn)成本主要產(chǎn)生在起始站、運(yùn)輸以及終點(diǎn)站等幾個(gè)環(huán)節(jié)。其中,起始站費(fèi)用是站點(diǎn)建設(shè)費(fèi)用、調(diào)壓費(fèi)用以及槽車(chē)費(fèi)用的總和,槽車(chē)費(fèi)用主要是車(chē)輛折舊、維修與保養(yǎng)產(chǎn)生的費(fèi)用。運(yùn)輸費(fèi)用則是指運(yùn)輸途中的燃油費(fèi)。而終點(diǎn)站成本包括建設(shè)折舊成本和運(yùn)營(yíng)管理成本兩個(gè)部分。按照當(dāng)前的市場(chǎng)價(jià)格,通過(guò)數(shù)學(xué)公式粗略地計(jì)算可以得出:液化技術(shù)儲(chǔ)運(yùn)天然氣同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)陸地運(yùn)輸和海上運(yùn)輸,而且海上油耗低廉,采用的裝置也較為簡(jiǎn)便靈活、高效低耗,因而具有非常好的經(jīng)濟(jì)性能。另外,天然氣液化儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的關(guān)鍵是壓力調(diào)節(jié),其在起始站的耗費(fèi)成本較高,而在終點(diǎn)站的耗費(fèi)成本較低,兩者形成了一種互補(bǔ)。綜合來(lái)看,天然氣液化儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值比較高,值得推廣和使用。

        2.2 管道儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

        目前,管道儲(chǔ)運(yùn)是陸上天然氣運(yùn)輸、貿(mào)易的主要方式,世界上有大約65%的天然氣輸送通過(guò)管道實(shí)現(xiàn)。天然氣具有密度低、易揮散等特性,利用管道儲(chǔ)運(yùn)能夠有效保證其產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)還可以減少環(huán)境污染。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,天然氣管道儲(chǔ)運(yùn)逐步實(shí)現(xiàn)了大口徑、長(zhǎng)運(yùn)距、網(wǎng)絡(luò)化,大型供氣系統(tǒng)建設(shè)拓展到了極地和海洋領(lǐng)域,為天然氣的高效、高質(zhì)輸送創(chuàng)造了有利條件。天然氣管道儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)構(gòu)建的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、銷(xiāo)售一體化系統(tǒng),具有調(diào)峰功能,可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、高壓力以及大流量運(yùn)輸,而且由于管道深藏地底,可以減少泄露、噪聲等對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。單位體積的天然氣儲(chǔ)運(yùn)成本主要包括起始站成本、運(yùn)輸成本以及終點(diǎn)站成本。其中,由于起始站需要對(duì)天然氣進(jìn)行大量的除雜、脫硫、脫碳、調(diào)壓甚至脫二氧化碳等工藝處理,加上設(shè)備折舊,因而耗費(fèi)的成本較高。而在天然氣運(yùn)輸階段,主要成本來(lái)源于管道建設(shè)折舊,不涉及燃油費(fèi)用。終點(diǎn)站因?yàn)樾枰獙?duì)天然氣進(jìn)行減壓處理,所以成本為減壓站維護(hù)、折舊費(fèi)用。相比于高壓球罐等儲(chǔ)運(yùn)方式,天然氣管道儲(chǔ)運(yùn)的操作簡(jiǎn)便,能夠有效解決城市用戶(hù)日、小時(shí)調(diào)峰技術(shù)問(wèn)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(zhǎng),經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。雖然時(shí)下天然氣管道儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)日漸成熟,但是由于受制于氣源、距離以及投資等因素,所產(chǎn)生的日常運(yùn)行、維護(hù)等成本較高。

        2.3 吸附儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

        天然氣吸附儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)是一項(xiàng)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(chǔ)存天然氣的新技術(shù)。由于天然氣吸附儲(chǔ)運(yùn)的儲(chǔ)氣壓力低,因此在投資成本、運(yùn)輸使用和安全性能等方面表現(xiàn)出了較大優(yōu)勢(shì)。這種技術(shù)指導(dǎo)下的天然氣儲(chǔ)運(yùn)主要包括制備吸附劑、制造儲(chǔ)藏罐、儲(chǔ)氣車(chē)載以及凈化天然氣氣質(zhì)等幾個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)這幾個(gè)環(huán)節(jié)成本的粗略計(jì)算發(fā)現(xiàn),天然氣吸附儲(chǔ)運(yùn)站點(diǎn)建設(shè)所需的設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,整體需要的投資額度低,適用于產(chǎn)氣輸送不定的偏遠(yuǎn)地區(qū)。但是,車(chē)輛折舊所產(chǎn)生的費(fèi)用在天然氣吸附儲(chǔ)成本中占有較大比例,因此其技術(shù)攻克難點(diǎn)應(yīng)該放置在高效、價(jià)格低的儲(chǔ)運(yùn)車(chē)研發(fā)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?dú)狻⒍趸嫉入s質(zhì),在經(jīng)過(guò)多次吸附工藝循環(huán)處理之后,天然氣中的極性化合物雜質(zhì)在吸附劑上不斷積累,從而導(dǎo)致天然氣吸附性能下降。因此,在具體的天然氣吸附儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐中,應(yīng)該重點(diǎn)解決含硫量等雜質(zhì)問(wèn)題。天然氣吸附儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值顯而易見(jiàn),未來(lái)的發(fā)展空間較大,值得加大研發(fā)和推廣力度。

        2.4 壓縮儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

        天然氣壓縮儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的英文簡(jiǎn)稱(chēng)為CNG,它是將天然氣進(jìn)行壓縮工藝處理之后,放置到特殊的容器中,通過(guò)公路、海路或鐵路間接輸送到城市管網(wǎng)的技術(shù)。CNG因其高成熟度的技術(shù),滿(mǎn)足了零散用戶(hù)以及車(chē)用燃?xì)獾男枨?,在我?guó)得到了一定程度的應(yīng)用。但是,由于這種儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)將天然氣壓縮到了20Mpa以上,對(duì)容器的性能要求極高,運(yùn)輸途中有著一定的危險(xiǎn)性,因此,很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展應(yīng)用。一般認(rèn)為,天然氣壓縮儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)適用于地區(qū)而非全球,它更多的是作為天然氣管道儲(chǔ)運(yùn)的有效補(bǔ)充手段被應(yīng)用,能夠滿(mǎn)足管道覆蓋不到的中小城鎮(zhèn)的天然氣需求。綜合考慮輸送范圍、工程投資、運(yùn)營(yíng)成本以及銷(xiāo)售價(jià)格等因素,壓縮天然氣的儲(chǔ)運(yùn)范圍應(yīng)控制在500km以?xún)?nèi)。壓縮天然氣儲(chǔ)運(yùn)成本同樣產(chǎn)生在起始站、運(yùn)輸以及終點(diǎn)站三個(gè)環(huán)節(jié)。其中,起始站壓縮天然氣所需要的基礎(chǔ)設(shè)備包括壓縮機(jī)組、加壓站、汽化器、儲(chǔ)氣裝置以及換熱系統(tǒng)等。除了采購(gòu)硬件設(shè)備,起始站費(fèi)用還包括調(diào)壓運(yùn)行費(fèi)用。運(yùn)輸成本則由槽車(chē)購(gòu)置、維護(hù)、折舊費(fèi)用組成。為了保證用戶(hù)直接使用,需要在終點(diǎn)站配套一座調(diào)壓站。終點(diǎn)站成本絕大部分來(lái)源于調(diào)壓站,包括工藝管道、調(diào)壓計(jì)量設(shè)備、自控儀表、運(yùn)行管理等費(fèi)用。經(jīng)過(guò)粗略的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析發(fā)現(xiàn),天然氣壓縮儲(chǔ)運(yùn)的工藝簡(jiǎn)便、工期較短、見(jiàn)效迅速,但是受供氣規(guī)模、用氣性質(zhì)、氣源位置、原料價(jià)格等諸多因素的影響,需要制訂合理的方案。

        3 天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)節(jié)能建議

        自然與人類(lèi)之間存在著一種平等互存的關(guān)系,保護(hù)生態(tài)環(huán)境人人有責(zé)。而且天然氣儲(chǔ)量有限,為保證其可持續(xù)發(fā)展,采用必要的天然氣儲(chǔ)運(yùn)節(jié)能措施十分重要。根據(jù)上文的論述與分析,我們不難發(fā)現(xiàn),天然氣需要經(jīng)過(guò)不同程度的壓縮工藝處理才能進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)。具體而言,可以充分利用終點(diǎn)站的壓力能減少運(yùn)輸成本、環(huán)境破壞和噪聲污染。同時(shí),還可以通過(guò)天然氣壓力能制冷系統(tǒng)、冷能利用系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)壓力能利用,如此不可以擴(kuò)大冷能利用系統(tǒng)的操作彈性,一定程度上穩(wěn)壓、穩(wěn)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(guò)氣化器汽化處理轉(zhuǎn)變其儲(chǔ)藏形態(tài)后,才能被使用。在液化天然氣形態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,將會(huì)釋放出大量的冷能,假如直接舍棄勢(shì)必會(huì)造成極大的資源浪費(fèi)。為此,我們可以通過(guò)特殊的工藝技術(shù)將這部分冷能直接或間接地應(yīng)用到海水淡化、低溫發(fā)電、空氣分離、污水處理等領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用,拓寬天然氣液化儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)業(yè)鏈條的同時(shí),保護(hù)生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

        4 結(jié) 論

        總之,能源是人類(lèi)生存與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。天然氣作為世界儲(chǔ)量豐富的能源之一,其應(yīng)用應(yīng)該得到推廣。而儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)作為天然氣推廣利用的關(guān)鍵,需要加大研發(fā)力度。由于個(gè)人能力有限,本文有關(guān)天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析可能存在不足,因此,筆者希望業(yè)界更多學(xué)者關(guān)注天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展,并結(jié)合實(shí)際情況,有針對(duì)性地提出有建設(shè)性的建議,從而支持天然氣儲(chǔ)運(yùn)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,使其在低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展中創(chuàng)造更大的價(jià)值。

        參考文獻(xiàn):

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