李海峰 高銘

1.沈陽航空航天大學(xué) 2.遼寧能源投資(集團)有限公司

中國地下儲氣庫工作氣量僅為全國天然氣消費量的3%，國際平均水平為12%～15%[1]；LNG接收站罐容占全國消費量的2.2%(約占全國LNG周轉(zhuǎn)量的9%)，日本、韓國在15%左右；各地方基本不具備日均3天用氣量的儲氣能力。2017年底，全國較大范圍內(nèi)出現(xiàn)的天然氣供應(yīng)緊張局面，充分暴露了儲氣能力不足的短板。這已成為制約我國天然氣產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸之一。加強儲氣和調(diào)峰能力建設(shè)，是推進天然氣產(chǎn)供儲銷體系建設(shè)的重要組成部分。天然氣作為優(yōu)質(zhì)高效、綠色清潔的低碳能源，未來較長時間消費仍將保持較快增長[2]。盡快形成與我國消費需求相適應(yīng)的儲氣能力，并形成完善的調(diào)峰和應(yīng)急機制，是保障天然氣穩(wěn)定供應(yīng)，提高天然氣在一次能源消費中的比重，推進我國能源生產(chǎn)和消費革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系的必然要求。LNG罐式集裝箱開展LNG現(xiàn)貨貿(mào)易不僅可以打破LNG進口的缺失，在更深層面上，也利于形成中國乃至亞洲區(qū)域的天然氣期貨價格基準，采用集裝箱的運輸方式，也降低了參與LNG貿(mào)易的門檻。

1 遼寧省天然氣發(fā)展概況

遼寧省的天然氣生產(chǎn)始于1970年，當時主要來源為中石油遼河油田和中海油錦州20-2氣田?！笆濉敝衅陂_始啟動大規(guī)模天然氣引進與利用工程，到“十二五”初期取得實質(zhì)性突破。全省天然氣的供應(yīng)，當前已經(jīng)形成以中石油大連進口LNG、秦沈管道天然氣為主力氣源，以中海油渤海遼東灣海上天然氣、中石油遼河油田陸上天然氣以及煤層氣為補充氣源的供應(yīng)格局。

1.1 氣源基本概況

1.1.1管道天然氣

遼寧省天然氣氣源以及現(xiàn)狀長輸管線主要包括：①秦沈線：中石油秦沈線是來自中石油西二線及中亞氣。管線地跨河北、遼寧兩省，線路總長475.2 km，直徑1016 mm，根據(jù)中石油秦皇島-沈陽管道天然氣市場分配方案，規(guī)劃2020年天然氣供應(yīng)量為90×108m3；②哈爾濱-沈陽輸氣管道工程：規(guī)劃建設(shè)中的哈爾濱-沈陽輸氣管道工程起自哈爾濱雙城市東官鎮(zhèn)以東的哈爾濱首站，止于沈陽新民市東大喇嘛鄉(xiāng)以南的沈陽聯(lián)絡(luò)站(秦皇島-沈陽輸氣管道工程末站)，線路全長555 km，管徑為1016 mm，設(shè)計壓力10 MPa，設(shè)計輸氣量為86.5×108m3/a；③遼河油田天然氣利用工程(氣代油)項目：輸氣量29×108m3/a，設(shè)計壓力4 MPa，主要包括供氣干線管網(wǎng)建設(shè)和配氣管網(wǎng)建設(shè)。管道起自盤錦末站，止于各用氣點調(diào)壓站，沿線盤錦市、錦州市、鞍山市；④遼河油田：遼河油田目前自產(chǎn)天然氣7.2×108m3/a，預(yù)計到2020年年供氣量6×108m3；⑤盤錦儲氣庫：盤錦儲氣庫為遼河油田雙6地下儲氣庫，最大庫容33×108m3，有效工作氣量16×108m3，將形成日注氣量1200×104m3，日調(diào)峰量1500×104m3，具有相當大的調(diào)峰能力。

綜上，中石油東北天然氣管網(wǎng)年最大總輸氣能力256.5×108m3，日調(diào)峰能力1500×104m3。

1.1.2液化天然氣

1.1.2.1 大連LNG項目

由中石油、大連港集團、大連市建設(shè)投資公司合資建設(shè)的大連LNG接收站工程，該工程包括卸氣碼頭、接收站、輸氣管道3部分。LNG接收站位于大連市保稅區(qū)大弧山半島貼魚灣海域，處于大連港30×104t級原油碼頭與30×104t級礦石碼頭之間。工程分兩期建設(shè)，一期LNG建設(shè)規(guī)模為300×104t/a，年供氣能力為42×108m3，最大供氣能力為50×108m3/a；規(guī)劃二期LNG建設(shè)規(guī)模為600×104m3/a，年供氣能力為84×108m3，最大供氣能力為100 ×108m3/a。氣源主要來自澳大利亞和卡塔爾等國家[3]。

1.1.2.2 中海油錦州25-1南天然氣利用工程

錦州25-1南天然氣利用工程項目由仙人島液化廠和長輸管線兩部分組成。仙人島液化廠位于遼寧省營口市仙人島能源化工區(qū)，緊鄰遼東灣東岸，主要工程為對來自錦州25-1南天然氣處理廠凈化后的天然氣，一部分經(jīng)過濾、穩(wěn)壓后通過長輸管線送至各用氣區(qū)域，外輸規(guī)模1.9×108m3/a；另一部分經(jīng)脫水、脫硫、脫碳等預(yù)處理后再經(jīng)液化裝置處理為LNG儲存和外運，設(shè)計液化能力為0.5×108m3/a。長輸管線總長約96 km，公稱直徑為400 mm，設(shè)計壓力4 MPa，輸氣規(guī)模不小于1.50×108m3/a；末端建設(shè)大石橋分輸站，設(shè)計輸氣能力1.5×108m3/a。

1.2 遼寧省“十二五”中期燃氣使用情況

根據(jù)對遼寧省內(nèi)燃氣使用情況統(tǒng)計(見圖1)，遼寧省14座城市各市“十二五”中期城鎮(zhèn)燃氣用量主要包括天然氣、人工煤氣、液化石油氣3種。其中，沈陽市的天然氣用量最高43 802.19×104m3/a，人工煤氣和液化石油氣均在大連市使用量最大，分別為23 568×104m3/a，180 764 t/a。遼寧省天然氣總用量92 806.00×104m3/a；人工煤氣總用量54 912.61×104m3/a；液化石油氣總用量532 134.98 t/a。

沈陽、大連、撫順、本溪、錦州、營口、遼陽、鐵嶺、盤錦和葫蘆島等10市的支線管道已經(jīng)建成?！笆濉逼陂g，遼寧省天然氣年消費量從2010年的19×108m3，增長到2015年的54×108m3，天然氣消費比重從1.3%提高到3.6%。但是，全省天然氣利用還存在以下主要問題：一是消費比重較低，2015年，全省天然氣消費比重為3.6%，比全國平均水平低2.3%；二是價格水平偏高，替代經(jīng)濟性差；三是各地區(qū)發(fā)展不均衡，鞍山、丹東、阜新、朝陽等4市支線管道未建成通氣，45個縣(市、區(qū))未實現(xiàn)管網(wǎng)覆蓋。表1匯總統(tǒng)計了遼寧省各市燃氣管道情況和儲氣能力。

表1 遼寧省各市燃氣管網(wǎng)管道長度及儲氣能力情況匯總Table 1 Summary of gas pipeline network length and gas storage capacity of each city in Liaoning Province城市管道長度儲氣能力天然氣/km人工煤氣/km液化石油氣/km天然氣/(104 m3)人工煤氣/(104 m3)液化石油氣/t沈陽市5 821.100.0037.0036305131大連市348.622 087.51533.10295813 052鞍山市360.111 467.160.0060262920撫順市761.000.000.002606926本溪市196.85528.720.0055192340丹東市382.94487.633.5585112079錦州市317.39852.9745.864112953營口市714.650.0020.002405785阜新市358.810.000.00110360遼陽市860.160.002.804702660盤錦市535.250.0010.00404090鐵嶺市1 113.970.000.305101543朝陽市509.65142.7070.8618103460葫蘆島市1 074.970.000.001003902合計13 355.475 566.69723.4778713557 201

遼寧省14個城市管道燃氣經(jīng)營企業(yè)共155家，液化氣站共846個，汽車加氣站共173個。遼寧省燃氣經(jīng)營企業(yè)地區(qū)分布占比如圖2所示。遼寧省燃氣批發(fā)經(jīng)營企業(yè)只有10家，主要集中在大連市。

預(yù)計2020年，遼寧省天然氣消耗量需求巨大，若遼寧省東部氣源(俄氣)未建成通氣，則全省的燃氣供應(yīng)量與使用量相當，無法保障儲氣量的需求。由此可見，遼寧省內(nèi)需大力開展建設(shè)天然氣儲氣設(shè)施。

2 天然氣調(diào)峰儲氣設(shè)施對比

目前，國內(nèi)天然氣調(diào)峰儲氣設(shè)施主要有地下儲氣庫、高壓管束、高壓球罐、高壓管道、低壓儲罐和LNG等。

(1) 高壓管束儲氣目前在國內(nèi)尚未成規(guī)模應(yīng)用，原因是其儲存壓力高(一般不低于7 MPa)，高壓管束作為壓力容器埋設(shè)于地下，無法進行檢查、檢驗和維修，同時國內(nèi)還沒有以高壓管束作為壓力容器的監(jiān)檢和監(jiān)察規(guī)定；地下儲氣庫是將商品天然氣再注入到可以保存氣體的地下空間中，保證干線高效輸氣的同時，有效解決供需之間的峰谷供氣平衡問題，具有庫容大、安全性好以及儲轉(zhuǎn)費低的特點。

《天然氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃》儲氣庫規(guī)劃中，遼寧地區(qū)規(guī)劃了遼河雙6儲氣庫的建設(shè)。雙6儲氣庫項目作為氣化遼寧工程的重要配套工程，是確保東北及華北地區(qū)安全平穩(wěn)供氣的重要工程。工程建成后，遼河儲氣庫可實現(xiàn)與大沈線、秦沈線的雙向連接，增強了遼河儲氣庫注、采氣的可靠性，充分發(fā)揮了遼河儲氣庫對遼寧省天然氣管網(wǎng)的調(diào)峰功能，一旦高壓輸氣管網(wǎng)發(fā)生故障，則儲氣庫無法保證對沈陽及其他地市可靠、穩(wěn)定的供氣。

(2) 天然氣高壓儲氣罐國內(nèi)外常采用的是高壓球形罐，高壓球形罐儲氣技術(shù)成熟，是常用的儲氣方式，目前儲罐容積向大型化發(fā)展，但其對材質(zhì)和技術(shù)的要求較高，工作壓力受到一定限制，國內(nèi)外一般為1.25 MPa，儲氣容積與幾何容積之比值偏低，且其占地面積較大，投資也最高。

(3) 利用氣源壓力高的優(yōu)勢采用高壓管道儲氣，使其既輸氣又儲氣，這種方案既節(jié)約能源又經(jīng)濟。但必須考慮上游交付的壓力和管道安全間距要求，保證安全供氣。

(4) 低壓儲罐是在城市用氣低峰時將高中壓燃氣調(diào)至低壓進入干式罐或濕式罐儲存，用氣高峰時再將干式罐或濕式罐用加壓機輸送至城市中壓管網(wǎng)，優(yōu)勢是總投資較少，缺點是占地較大，運行成本最高。

(5) LNG，主要成分是甲烷。LNG無色、無味、無毒且無腐蝕性，其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600，LNG的重量僅為同體積水的45%左右。LNG調(diào)峰的優(yōu)勢是采用LNG槽車運輸方便，LNG儲罐儲存天然氣量較大，且前期投資和總投資較少，既方便儲氣又可作為城市的補充氣源，例如遇到冬季城市用氣緊張，LNG調(diào)峰站能發(fā)揮作用。

經(jīng)比較，對于遼寧省各個城市的儲氣保障能力，LNG是較為經(jīng)濟合理的技術(shù)方案，以下將對LNG新的儲運方式罐式集裝箱展開分析。

3 LNG罐式集裝箱建設(shè)方案

2017年是我國集裝箱進口LNG開啟之年，從當年中國集裝箱進口LNG市場情況來看，參與的企業(yè)有中化國際(控股)股份有限公司、振華物流集團有限公司、天津國儲新能源開發(fā)有限公司等，這些公司都不算是傳統(tǒng)的天然氣經(jīng)營企業(yè)，而是多在遠洋運輸、集裝箱生產(chǎn)、倉儲及貨代等方面擁有一定優(yōu)勢。

3.1 LNG集裝箱運輸優(yōu)劣勢分析

LNG 罐箱整船運輸在北美及歐洲地區(qū)已經(jīng)得到了實際應(yīng)用[4]。在美國，Clean Energy Fuels公司通過傳統(tǒng)的集裝箱船裝載 LNG 罐箱，從美國西海岸運抵歐胡島(夏威夷群島的主島)。每個ISO 罐箱裝有大約38 m3的LNG，這些LNG將通過可移動的氣化裝置再氣化后注入到夏威夷氣體公司的供氣管道;佛羅里達州的 Carib 能源公司將LNG預(yù)裝在ISO罐箱中，通過該公司設(shè)計的一種可載運100多個 LNG 罐箱的船舶，從美國的東南沿海通過水路運往百慕大群島、加勒比海地區(qū)，罐箱通過集裝箱港口裝卸，然后通過卡車、鐵路和駁船等多式聯(lián)運送到小型氣化站[5]；在葡萄牙，Sousa集團于2014年3月將首批40 ft (12.192 m)LNG罐箱在錫尼什港充裝 LNG，并于一周內(nèi)運輸?shù)?900 km之外的馬德拉島上衛(wèi)星儲備氣化站，供給島上的燃氣電廠。裝運時，LNG罐箱與其他低溫罐箱混裝并疊加在運輸船上[6]。

國內(nèi)LNG主要案例：2006年，交通部科學(xué)研究院受中海石油深圳LNG委托，開展LNG罐箱水路運輸?shù)陌踩u估試驗，聯(lián)運航線為廣西潿洲島—浙江海寧；2018年4月23日，大連LNG公司6臺LNG罐箱在槽車裝車站充裝后，通過大連港—威海港航線，運抵終端用戶，實現(xiàn)了國內(nèi)首次LNG罐箱多式聯(lián)運商業(yè)運營， 2018年9月7日，大連LNG公司開展了第二批次、共計10臺LNG罐箱多式聯(lián)運，航線為大連港—日照港。

從現(xiàn)有集裝箱進口LNG 業(yè)務(wù)流程來看，也是優(yōu)勢和劣勢并存，總結(jié)為以下幾點：

(1) 基礎(chǔ)設(shè)施投資少。目前大型LNG接收站+大型LNG運輸船的模式，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)門檻高、投資大、周期長。中國LNG接收站投資巨大，且需要國家發(fā)改委審批。LNG集裝箱運輸不需要大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施投資，可以靈活地將海外低價氣引入中國市場。

(2) LNG集裝箱運輸?shù)臍庠闯杀?、運輸成本都較低。LNG集裝箱海外氣源是現(xiàn)貨氣源，LNG接收站海外氣源是長約氣源。雖然LNG集裝箱國際運輸成本高于LNG船的運輸成本，但到中國的綜合成本，LNG集裝箱“集約海外采購 + 物流配送”的商業(yè)模式有明顯的成本優(yōu)勢。

(3) LNG集裝箱運輸周轉(zhuǎn)時間縮短。LNG 集裝箱的貿(mào)易流程主要分為兩大板塊，即國際貿(mào)易流程與國內(nèi)貿(mào)易流程：①國際貿(mào)易流程:將貨代公司、船務(wù)公司、貨源商串聯(lián)起來后，通過減少LNG 倒罐的次數(shù)，減少人工、損耗、物流等成本支出，達到降低LNG 進口成本的目的；②國內(nèi)貿(mào)易流程：與傳統(tǒng)點供的運輸流程基本一致，均是由接收站裝載運輸至終端客戶，但不同的是在運輸過程中，傳統(tǒng)點供卸載時間較長，而集裝箱能實現(xiàn)快速卸載，減少時間成本實際上間接減少的是物流成本。

LNG集裝箱運輸可改善目前依賴LNG接收站轉(zhuǎn)公路槽車再轉(zhuǎn)客戶的模式[7]，同時也為實現(xiàn)LNG資源快速分撥提供新途徑。LNG集裝箱運輸，提升附加值及客戶黏性，打通上中下游，使國內(nèi)中小批量LNG進口貿(mào)易市場規(guī)模擴大成為可能。LNG集裝箱進口最終就是要實現(xiàn)海洋、鐵路及陸路運輸聯(lián)運，即實現(xiàn)定制化運輸，門到門服務(wù)。

3.2 遼寧省天然氣儲氣能力建設(shè)規(guī)劃

近期擬采用LNG罐式集裝箱的方式，從東南亞國家進口LNG，可通過營口仙人島能源化工區(qū)港口裝卸LNG罐箱后，通過公路或鐵路運輸?shù)缴蜿柤爸苓吀魇小ｍ椖糠植綄嵤?018年末，計劃采購20臺罐箱，在沈陽市試點應(yīng)用；2019年初再購置罐箱200臺(應(yīng)用到沈陽、大連、鞍山等地)；2019年末罐箱數(shù)量再增加600臺(應(yīng)用到撫順、本溪、葫蘆島、錦州、營口等地)；到2020年末，罐箱總數(shù)量達到1262臺，在遼寧省14個地級市建設(shè)LNG集裝箱儲存站，以滿足全省各市的儲氣能力要求(見表2)。

3.3 設(shè)計方案

以中等規(guī)模的鞍山市為例，做初步設(shè)計方案。到2020年末，LNG罐箱數(shù)量將達到100臺：其中站內(nèi)滿罐集裝箱48臺；空罐集裝箱24臺；其他28臺用于中轉(zhuǎn)運輸。具體配置數(shù)量可根據(jù)周轉(zhuǎn)時間及運距調(diào)整。

項目占地150 m×120 m，面積為18 000 m2(27畝)。站內(nèi)主要設(shè)施為LNG罐箱區(qū)(見圖3)，共分3個區(qū)域，其中滿箱儲存A區(qū)、B區(qū)及空箱儲存C區(qū)各布置4組罐箱，每組6臺分3層堆放，站內(nèi)共存放72臺。設(shè)置2座35 t龍門吊，1座20 t龍門吊用于裝卸罐箱，設(shè)置3座是為設(shè)備維護檢修考慮；前后均設(shè)置有回車場，亦可消化站外安全間距，兩側(cè)均設(shè)有轉(zhuǎn)彎半徑12 m的運輸通道，裝卸罐箱互不影響。場站進出口設(shè)置有出入口指示牌，靠近站外道路一側(cè)設(shè)置有臨時停車區(qū)。 配套的輔助設(shè)施有2座1600 m3消防水池、配套消防泵房、配電室、辦公室、休息室、門衛(wèi)等，總建筑面積為672 m2。

表2 遼寧省天然氣儲氣能力建設(shè)目標Table 2 Natural gas storage capacity construction target of each city in Liaoning Province城市年總用氣量/(108 m3·a-1)民生用氣/(108 m3·a-1)儲氣能力/(104 m3)折合LNG/m3LNG罐箱數(shù)量/臺投資估算/萬元沈陽市37.5010100016 00032015 000大連市28.2910100016 00032015 000鞍山市12.18330050001007000撫順市8.0222003300664000本溪市6.9111001600322000丹東市5.9411001600322000錦州市6.8411001600322000營口市7.7511001600322000阜新市4.2111001600322000遼陽市11.6022003300664000盤錦市9.1222003300664000鐵嶺市6.0311001600322000朝陽市5.7511001600322000葫蘆島市12.48330050001007000合計162.6339390063 100126270 000 注:其中儲氣能力按民生用氣量的1%計算所得,LNG罐箱容積按單臺50 m3計。

4 結(jié)論與建議

遼寧省各市天然氣從生產(chǎn)側(cè)、供應(yīng)側(cè)及需求側(cè)通過長輸管線、燃氣場站、各壓力等級管線等聯(lián)絡(luò)構(gòu)成了較為完整的天然氣產(chǎn)業(yè)鏈。在正常情況下，這個產(chǎn)業(yè)鏈完全可以保證各市天然氣的穩(wěn)定供應(yīng)。但如果產(chǎn)業(yè)鏈任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會對天然氣的供應(yīng)產(chǎn)生影響。

建設(shè)LNG儲氣設(shè)施以抵消生產(chǎn)側(cè)和供應(yīng)側(cè)的風(fēng)險是必要的。應(yīng)用LNG罐式集裝箱進行LNG的海外貿(mào)易、國內(nèi)配送、站內(nèi)儲存應(yīng)急，從技術(shù)性、安全性、經(jīng)濟性均是可行的。項目應(yīng)分步實施，逐步達到儲氣能力需求，前期探索一條更為優(yōu)化的實施路線，確保方案的風(fēng)險最小化，這樣對全省的儲氣保障更具有操作性和經(jīng)濟性。上述應(yīng)用雖然說從技術(shù)性、安全性、先進性均是可行的[8]，但大批量靠海運和鐵路運輸?shù)奶剿髦愤€很長，LNG集裝箱滾裝船和集裝箱運輸船運輸、鐵路運輸還是瓶頸，在技術(shù)、堆場建設(shè)標準及規(guī)范上還沒解決。LNG集裝箱大批量集中罐裝技術(shù)安全性還不具備，大批量陸運也存在諸多安全隱患，采用國際現(xiàn)貨采購價格很難鎖定類似于Henry Hub 價格水平的長協(xié)價格。目前，國內(nèi)數(shù)量不多的海外LNG集裝箱運輸也僅僅是嘗試或部分調(diào)劑補充[9]。

全省應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃構(gòu)建儲氣服務(wù)體系，可避免重復(fù)建設(shè)，降低建設(shè)及運營成本。同時應(yīng)參考南方省份的做法，建立省一級的管網(wǎng)公司，結(jié)合儲備氣源建設(shè)，統(tǒng)籌布局，合并經(jīng)營，通過優(yōu)化配置天然氣用戶，多氣源接入“一張網(wǎng)”，逐步形成“多氣源、多用戶、統(tǒng)一管網(wǎng)”的供氣格局，確保安全供應(yīng)。另外，建立與省政府物價部門等監(jiān)督部門、上游天然氣供應(yīng)企業(yè)、各地級市政府、各城市燃氣公司等多方面溝通機制，按照“多氣源供應(yīng)，全省一張網(wǎng)，分類氣價，總買總賣，政府批準”的原則進行操作。