戴曉東

摘要：天然氣的使用率隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在逐漸增加，已經(jīng)成為目前生活、生產(chǎn)的主要能源，與它類能源相比對(duì)大氣環(huán)境的沒有明顯影響。其運(yùn)輸存儲(chǔ)技術(shù)是成為天然氣使用前的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文將對(duì)此技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：天然氣；儲(chǔ)運(yùn)；技術(shù)發(fā)展

以往的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)環(huán)境造成了較為嚴(yán)重的影響，當(dāng)下我國(guó)正在大力提倡清潔型能源的使用，天然氣使用量隨之增加，但是天然氣是通過儲(chǔ)運(yùn)進(jìn)行供應(yīng)的，所以加強(qiáng)其儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)對(duì)天然氣的穩(wěn)定、高效運(yùn)輸至關(guān)重要。

一、天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)就是通過利用其巨大的儲(chǔ)氣能力，將天然氣和水在高溫條件下進(jìn)行融合，產(chǎn)生的晶體化合物。水合物的儲(chǔ)氣能力受到諸多外界環(huán)境的影響，比如：壓力、生成方式、溫度等都是影響水和指數(shù)的因素。研究與實(shí)踐表明，甲烷為主的天然氣在進(jìn)行水合物融合時(shí)，176m3的甲烷可以儲(chǔ)存進(jìn)1m3的水合物中。因水合物的儲(chǔ)存能力強(qiáng)、儲(chǔ)存條件不高，所以在天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)中受到重視程度不斷增加。

二、發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)現(xiàn)階段較為常用的天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)有液化天然氣輸送、管道輸送、壓縮天然氣輸送三種。它們各具特點(diǎn)，也有其適用范圍。（1）在我國(guó)內(nèi)陸地區(qū)常采用管道輸送的方式進(jìn)行天然氣傳輸，此方法需要大量的資金投入，但具有經(jīng)濟(jì)效益好、安全性高的優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)最大的管道天然氣運(yùn)輸就是“西氣東輸”工程，其建設(shè)長(zhǎng)度約4200千米，預(yù)設(shè)輸氣量是120×108m3，總投資金額高達(dá)1400億元，這類天然氣儲(chǔ)運(yùn)方式是國(guó)家進(jìn)行的能源宏觀調(diào)控產(chǎn)物。（2）海上天然氣運(yùn)輸主要通過液化方式進(jìn)行，就是將天然氣在超低溫、常壓下進(jìn)行液化，液化后的天然氣體積為原來的1/600。此項(xiàng)技術(shù)的資金花費(fèi)主要在將天然氣進(jìn)行液化處理與維持天然氣液化形態(tài)上，其設(shè)備的投資與運(yùn)營(yíng)成本都較高。（3）天然氣在常規(guī)壓強(qiáng)下進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)的方式稱為壓縮天然氣儲(chǔ)運(yùn)，此方法多數(shù)應(yīng)用于天然氣的短途運(yùn)輸中，它的運(yùn)輸方式較為靈活，但是要求運(yùn)輸途中的氣壓一直維持在25MPa的高壓狀態(tài)，為降低其運(yùn)輸途中發(fā)生危險(xiǎn)的幾率。因此對(duì)制造容器材質(zhì)要求非常嚴(yán)格，所以容器的制造成本也較高。

在我國(guó)，天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)在如何提高其生成速度與儲(chǔ)氣密度上。中石油大學(xué)發(fā)現(xiàn)水和2—甲基咪唑鋅鹽經(jīng)過緩和產(chǎn)生的水合物，在吸附與水合的共同作用之下，儲(chǔ)氣密度值已經(jīng)達(dá)到220之上，超過了原有的176數(shù)值。相關(guān)研究表明，水合物的最大儲(chǔ)氣密度與壓縮天然氣的較為接近。一般都是通過加入多孔介質(zhì)和表面活性劑來滿足增加密度的需要，但是也增加了天然氣的雜質(zhì)，對(duì)增加后期天然氣的處理費(fèi)用和儲(chǔ)運(yùn)成本。水合物生成速度的加快都是通過加大液壓接觸面積的方式來進(jìn)行的，一般采取的是噴霧、攪拌、鼓泡等進(jìn)行不同尺度的加大。水合物在攪拌過程中需要一直維持在均速的狀態(tài)下，其水?dāng)?shù)間隙量與儲(chǔ)氣密度密切相關(guān)，間隙量加大，密度會(huì)降低。提升水合物生成速度的相關(guān)設(shè)備資金投入大，會(huì)增加儲(chǔ)運(yùn)成本[1]。

三、發(fā)展前景

綜上所述，結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究的數(shù)據(jù)結(jié)果，證明水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)與液化天然氣輸送、管道輸送、壓縮天然氣輸送相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其發(fā)展前景是比較大的。它為天然氣運(yùn)輸提供出第四種儲(chǔ)運(yùn)方式，且安全性較高、儲(chǔ)運(yùn)條件較低，同時(shí)它對(duì)運(yùn)輸處理技術(shù)不敏感，通過井口氣體的壓力就能維持其水合物的高壓低溫條件，實(shí)現(xiàn)正在天然氣壓縮處理時(shí)的節(jié)能減排。通過對(duì)我國(guó)天然氣現(xiàn)狀的發(fā)展及規(guī)劃進(jìn)行分析，可以從以下幾個(gè)方面將水合物儲(chǔ)運(yùn)應(yīng)用進(jìn)天然氣運(yùn)輸中。

1.常規(guī)天然氣

水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)應(yīng)用于常規(guī)天然氣開采與存儲(chǔ)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)陸地邊遠(yuǎn)小氣田、海上管道鋪設(shè)成本較高的氣田進(jìn)行開采，具有開采成本少、產(chǎn)量高的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)這類常規(guī)天然氣田進(jìn)行水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，比它類方式更為合理，滿足開采量的同時(shí)減少財(cái)力、物力的投入。

2.頁(yè)巖天然氣

在頁(yè)巖天然氣領(lǐng)域，我國(guó)目前已經(jīng)取得了一定的進(jìn)步，頁(yè)巖天然氣在開采之初具有高產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)它含氣量也會(huì)迅速降低，相對(duì)于常規(guī)天然氣而言，它的產(chǎn)量時(shí)間較長(zhǎng)而且相對(duì)穩(wěn)定。許多頁(yè)巖天然氣在開采初期，因?yàn)楫a(chǎn)量大，設(shè)備相對(duì)也是較大的，造成設(shè)備在后期穩(wěn)產(chǎn)階段的閑置問題。水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)在此時(shí)可以作為輔助進(jìn)行常規(guī)輸送，所以在計(jì)算頁(yè)巖天然氣的運(yùn)輸能力時(shí)，可以在設(shè)計(jì)管網(wǎng)的初期，將能力不充足的情形下的儲(chǔ)運(yùn)，采取移動(dòng)式水合物生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)加固其儲(chǔ)運(yùn)能力。

3.煤層天然氣

我國(guó)煤層氣的分布較為分散且地域分布不平衡，但是其儲(chǔ)量較大，其中以小型煤層氣田為主，只有極少地區(qū)實(shí)現(xiàn)了集輸管網(wǎng)來輸送此類天然氣，多數(shù)都是直接將其燒掉，造成天然氣投資者對(duì)此項(xiàng)目的開發(fā)利用不夠了解，將水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)應(yīng)用于煤層氣的開發(fā)中，以便捷的集輸方式提高煤層氣開采量。

4.天然氣水合物

我國(guó)的天然氣水合物資源儲(chǔ)蓄量巨大，其中陸地資源與海洋資源的水合物含量都是比較大的，相當(dāng)于我國(guó)具備一個(gè)超大型的常規(guī)天然氣寶藏。如表1。針對(duì)我國(guó)沒有埋設(shè)油氣管線的地方，可以將水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)作為初期的天然氣集輸方式，減輕天然氣開發(fā)過程中對(duì)陸地凍土地區(qū)的自然生態(tài)環(huán)境的破壞。

5.偏遠(yuǎn)地區(qū)的天然氣供應(yīng)

我國(guó)的偏遠(yuǎn)地區(qū)和廣闊的農(nóng)村地區(qū)，近幾年也開始使用天然氣，在對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行天然氣集輸時(shí)，水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)對(duì)天然氣的儲(chǔ)運(yùn)壓力要求遠(yuǎn)低于壓縮天然氣，其儲(chǔ)氣的溫度條件與常溫相近，方便儲(chǔ)運(yùn)。同時(shí)水合物天然氣的安全性比液態(tài)天然氣和壓縮天然氣高，更加合適于居民的生活用氣需求。在日本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)通過水合物儲(chǔ)罐對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行供氣的試驗(yàn)，所以此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于我國(guó)的農(nóng)村與偏遠(yuǎn)地區(qū)，可行性是非常高的。

四、天然氣在浙江的分布

目前浙江省內(nèi)的天然氣利用主要分布在浙北地區(qū)，浙南、浙中、浙西地區(qū)天然氣利用相對(duì)較少，受用氣區(qū)域不平衡影響，浙北地區(qū)迎峰度冬、迎峰度夏及重大活動(dòng)等天然氣保供期間，時(shí)常出現(xiàn)天然氣供氣不足的現(xiàn)象。針對(duì)此問題，一方面提高管網(wǎng)氣源點(diǎn)天然氣壓力，來提高天然氣輸送距離，另一方面，通過天然氣管網(wǎng)的清管作業(yè)，減少管網(wǎng)輸氣阻力，提高天然氣輸送效率。在浙北地區(qū)天然氣輸送中，采用水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)對(duì)天然氣進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)，利用LNG作為補(bǔ)償氣源，可以大大提升其天然氣的使用效率，同時(shí)還能節(jié)省運(yùn)輸成本，于天然氣公司而言，可實(shí)現(xiàn)公司經(jīng)濟(jì)效益最大化。

結(jié)語(yǔ)：

天然氣在我國(guó)的大力推廣是符合國(guó)家建立新能源戰(zhàn)略目標(biāo)的，加大其在社會(huì)能源中的占有比例。為保障天然氣工業(yè)的發(fā)展效率，需要增加其儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，其中水合物天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)成為最具發(fā)展?jié)摿Φ奶烊粴鈨?chǔ)運(yùn)方式。

參考文獻(xiàn)

[1]鞏艷，林宇，汝欣欣，et al.天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)天然氣技術(shù)[J].天然氣與石油，2010，28（2）：4-7.

（作者單位：浙江浙能天然氣運(yùn)行有限公司）