陳良若 王廣遠(yuǎn) 李彬源 劉紅軍 陳洪英

(廣元市天然氣有限責(zé)任公司，四川 廣元 628017)

0 引言

城鎮(zhèn)燃?xì)庵饕糜诰用裆钣脷?、居民非生活用氣、公福和商業(yè)用氣、工業(yè)用氣等，天然氣用量隨著城市氣候、生活時(shí)段、節(jié)假日的不同，存在較大的不均勻性，特別是冬季需要天然氣采暖的地區(qū)，用氣不均勻性更加嚴(yán)重，國(guó)家為確保天然氣安全平穩(wěn)供應(yīng)，下發(fā)了《關(guān)于加快儲(chǔ)氣設(shè)施建設(shè)和完善儲(chǔ)氣調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制的意見的通知》，要求縣級(jí)以上地方人民政府到2020年至少形成不低于保障本行政區(qū)域平均3天需求量的儲(chǔ)氣能力、城鎮(zhèn)燃?xì)馄髽I(yè)到2020年形成不低于其年用氣量5%的儲(chǔ)氣能力，明確要求必須建設(shè)儲(chǔ)氣調(diào)峰設(shè)施，因此，合理預(yù)測(cè)城市發(fā)展及天然氣用量，建設(shè)必要的儲(chǔ)氣調(diào)峰設(shè)施，緩解天然氣供需不均衡帶來(lái)的安全隱患，確保安全平穩(wěn)供氣，是非常必要的。

1 儲(chǔ)氣調(diào)峰現(xiàn)狀

目前，全球共有地下儲(chǔ)氣庫(kù)715座，其中66%儲(chǔ)氣庫(kù)工作氣量主要分布在北美、歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家，工作氣量一般占年消費(fèi)量的13%～27%；我國(guó)累計(jì)建成地下儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容432億方，2018年有效工作氣量為93億方，僅占消費(fèi)量的3.5%，與世界平均水平相比，我們儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)仍處在初級(jí)階段，建設(shè)相對(duì)滯后，區(qū)域發(fā)展不平衡，呈現(xiàn)“南多北少、東多西少”現(xiàn)象，調(diào)峰供需矛盾依然突出，且區(qū)域性不平衡現(xiàn)象突出。近年來(lái)，每遇迎峰度冬，頻繁出現(xiàn)“氣荒”，供需季節(jié)性矛盾日益突出，天然氣的需求急劇增加，預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)天然氣消費(fèi)量將達(dá)到3000億方，缺口1400億方。目前，我國(guó)地下儲(chǔ)氣庫(kù)工作量?jī)H為全國(guó)天然氣消費(fèi)量的3%，國(guó)際平均水平為12%～15%；國(guó)內(nèi)各地方基本不具備日均3天的儲(chǔ)備能力。

2 儲(chǔ)氣調(diào)峰的方式

2.1 管道儲(chǔ)氣

管道儲(chǔ)氣主要是利用管道自身余量，通過增加壓力等方式儲(chǔ)存天然氣，但由于管道本身是用于輸氣，儲(chǔ)存量有限，企業(yè)一般不可能再花費(fèi)大量投資建設(shè)管道用于高峰時(shí)節(jié)的儲(chǔ)氣調(diào)峰，而且管道儲(chǔ)氣受上游氣源供應(yīng)、管道壓力上限、管道長(zhǎng)度、直徑的制約嚴(yán)重，因此，只能作為儲(chǔ)氣設(shè)施的補(bǔ)充。

2.2 儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣

儲(chǔ)氣罐是目前城鎮(zhèn)燃?xì)馄髽I(yè)應(yīng)用最為廣泛的儲(chǔ)氣設(shè)施，設(shè)計(jì)壓力一般在3MPa以內(nèi)，目前儲(chǔ)氣罐絕大多數(shù)用于儲(chǔ)存壓縮天然氣，受儲(chǔ)氣罐設(shè)計(jì)壓力、上游氣源供應(yīng)、儲(chǔ)罐大小等的影響較大，特別是對(duì)上游氣源的依賴性較大，當(dāng)上游氣源不足時(shí)，無(wú)法及時(shí)補(bǔ)充，儲(chǔ)氣調(diào)峰能力較弱，且施工費(fèi)用及后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用高，企業(yè)一般不會(huì)建設(shè)大規(guī)模的儲(chǔ)氣罐用于儲(chǔ)氣調(diào)峰。同時(shí)，儲(chǔ)氣罐屬于重大危險(xiǎn)源，對(duì)建設(shè)環(huán)境要求較高，僅能用于儲(chǔ)氣設(shè)施的補(bǔ)充。

2.3 地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣

地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣是利用枯竭油氣田、地下含水層、地下鹽穴和廢棄煤礦井等地區(qū)儲(chǔ)氣，地下儲(chǔ)氣庫(kù)有儲(chǔ)氣容量大、占地面積小、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，特別是枯竭油氣田儲(chǔ)氣以其投資和運(yùn)行費(fèi)用低、建設(shè)周期短而應(yīng)用最為廣泛，但地下儲(chǔ)氣庫(kù)要受地質(zhì)構(gòu)造限制，大多數(shù)城鎮(zhèn)燃?xì)馄髽I(yè)無(wú)法通過地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氣。

2.4 LNG儲(chǔ)氣

LNG儲(chǔ)氣是采用將天然氣低溫液化的方式儲(chǔ)存天然氣，由于LNG體積是常態(tài)天然氣的1/600，采用LNG儲(chǔ)存可大大提高天然氣的儲(chǔ)存量，是目前城市燃?xì)馄髽I(yè)可利用的最有效的儲(chǔ)氣調(diào)峰方式之一，且LNG儲(chǔ)氣可不受上游氣源供應(yīng)及管道輸氣能力的影響，可利用槽車循環(huán)加注增加調(diào)峰量。

3 選擇LNG儲(chǔ)氣作為儲(chǔ)氣調(diào)峰的優(yōu)勢(shì)

3.1 方便快捷

LNG儲(chǔ)氣站可直接與燃?xì)馄髽I(yè)中壓管道連接，在城市供氣高峰時(shí)節(jié)，可將LNG氣化后直接輸入中壓管道，隨時(shí)根據(jù)管網(wǎng)壓力和調(diào)峰需求實(shí)時(shí)增減進(jìn)氣，實(shí)現(xiàn)天然氣管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)調(diào)峰。

3.2 安全可靠

LNG儲(chǔ)氣站就是一個(gè)穩(wěn)定的氣源點(diǎn)，在用氣高峰時(shí)節(jié)和上游氣源發(fā)生故障時(shí)，可作為氣源供應(yīng)點(diǎn)，為用戶提供不間斷用氣，提高氣源供應(yīng)及管網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和安全平穩(wěn)性。

3.3 一站多用

LNG站除了可在用氣高峰時(shí)節(jié)進(jìn)行調(diào)峰以外，還可與LNG加氣站合建，減少LNG儲(chǔ)氣調(diào)峰站作為不盈利項(xiàng)目的后期運(yùn)行維護(hù)的經(jīng)濟(jì)壓力。

4 LNG在城市供氣中發(fā)揮的作用

4.1 使用LNG作為儲(chǔ)氣調(diào)峰用氣，可減輕燃?xì)馄髽I(yè)在供氣高峰時(shí)節(jié)的調(diào)峰壓力

選擇占地面積小、儲(chǔ)氣量大的LNG作為儲(chǔ)氣調(diào)峰用氣，在距離燃?xì)馄髽I(yè)中壓管道距離較近的合理位置建立儲(chǔ)氣站群，在燃?xì)馄髽I(yè)供氣緊張期間將LNG氣化后不間斷輸入中壓管道，既符合國(guó)家關(guān)于儲(chǔ)氣調(diào)峰設(shè)施建設(shè)的要求，又能確保用戶能不間斷使用天然氣，保障天然氣的安全平穩(wěn)供應(yīng)，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，減少企業(yè)調(diào)峰壓力。

4.2 LNG儲(chǔ)氣調(diào)峰可增加城市燃?xì)馄髽I(yè)氣源點(diǎn)，提升供氣保障能力

目前，城市燃?xì)庖话阌筛邏汗艿垒斔?，通過門站調(diào)壓后送到千家萬(wàn)戶，由于高壓管道建設(shè)前期投入大，投資回收期長(zhǎng)，一般燃?xì)馄髽I(yè)很少建設(shè)復(fù)線用于供氣保障，若突遇地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致管道損毀或上游供氣企業(yè)停氣檢修，極易造成大規(guī)模停氣，建設(shè)LNG儲(chǔ)氣調(diào)峰站，作為突發(fā)事件處理期間的臨時(shí)氣源點(diǎn)，通過外購(gòu)LNG向中壓管網(wǎng)供氣，減少停氣波及面，降低大規(guī)模停氣帶來(lái)的負(fù)面影響，提升區(qū)域供氣保障能力。

4.3 利用LNG儲(chǔ)氣站供氣，可拓展供氣范圍，提高天然氣氣化率

對(duì)距離城市較遠(yuǎn)，建設(shè)長(zhǎng)距離輸氣管道投資過大，用戶較少，長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法收回成本的地區(qū)，可通過建設(shè)LNG儲(chǔ)氣站，采用點(diǎn)供方式向周邊用戶提供天然氣服務(wù)，擴(kuò)大供氣范圍，提高天然氣氣化率，減少企業(yè)投資壓力。

5 示例

廣元燃?xì)庾鳛橐患页擎?zhèn)燃?xì)馄髽I(yè)，其下?lián)碛?2萬(wàn)用戶，據(jù)測(cè)算，未來(lái)5年，用戶數(shù)將以2萬(wàn)戶每年的數(shù)量增長(zhǎng)，用氣量也將以2000萬(wàn)方每年的數(shù)量增長(zhǎng)。用戶的增多，用氣量的增大，必將導(dǎo)致儲(chǔ)氣調(diào)峰需求的快速增長(zhǎng)，到2030年，儲(chǔ)氣調(diào)峰需求將達(dá)2500萬(wàn)方，小時(shí)調(diào)峰需求50萬(wàn)方，但目前廣元燃?xì)鈨H具有兩個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)模3000m3的儲(chǔ)氣球罐，儲(chǔ)氣調(diào)峰能力嚴(yán)重不足。

為緩解企業(yè)儲(chǔ)氣調(diào)峰壓力，廣元燃?xì)鈹M對(duì)季節(jié)儲(chǔ)氣調(diào)峰需求通過購(gòu)買服務(wù)的方式解決，但由于LNG運(yùn)輸、氣化及管道輸送均有一定時(shí)間差，反應(yīng)速度較慢，不能滿足小時(shí)調(diào)峰及應(yīng)急需求，因此，廣元燃?xì)鈹M在中心城區(qū)投資建設(shè)水容積分別為500m3和350m3的儲(chǔ)氣庫(kù)，并根據(jù)用戶集中程度距離城區(qū)較遠(yuǎn)的地區(qū)建設(shè)一批水容積為60m3的儲(chǔ)氣站，最終形成有效儲(chǔ)氣調(diào)峰能力超過80萬(wàn)m3的儲(chǔ)氣調(diào)峰站群，在用氣高峰時(shí)節(jié)將LNG氣化后輸入中壓管道，可有效解決廣元燃?xì)夤﹨^(qū)小時(shí)調(diào)峰問題，確保安全平穩(wěn)供氣。同時(shí)，在每年上游供氣企業(yè)進(jìn)行管道降壓檢修時(shí)，可通過槽車不間斷向LNG儲(chǔ)氣站輸氣，減少停氣波及范圍，確保不中斷用戶正常用氣。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，利用LNG儲(chǔ)氣，建設(shè)LNG儲(chǔ)氣調(diào)峰站，既符合國(guó)家天然氣利用政策及對(duì)儲(chǔ)氣調(diào)峰設(shè)施建設(shè)的要求，又能保障天然氣安全平穩(wěn)供應(yīng)，拓寬天然氣供應(yīng)市場(chǎng)，對(duì)優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)天然氣綜合利用，具有十分重要的意義。