关于液化天然气的发展

关于液化天然气的发展

汪子涵

关键词：液化天然气；安全战略规划；新能源

1、引言

天然气与石油和煤炭并称为全球基础能源的三大支柱。天然气相比于石油、煤炭等传统高污染化石能源而言，具有清洁高效的特点。近年来天然气在全球能源市场中的份额与日俱增。根据BP石油公司的统计数据，2013年至2018年全球天然气消费量增长了14.22%，全球石油消费量在此期间仅仅增长了6.31%，而全球煤炭消费量反而下降了2.45%。全球天然气市场的蓬勃发展与天然气运输和储存方式的技术进步密切相关，其中液化天然气（LiquefiedNaturalGas，缩写为LNG）市场的兴起已成为推动全球天然气消费量增长的重要力量。壳牌石油公司预测从2018年至2035年期间，天然气对全球能源需求增长的贡献率将超过40%，其中液化天然气贸易量的年复合增长率将高达4%。在可预见的未来，全球液化天然气市场的快速发展或将在中长期深刻重构全球能源市场版图。历史经验表明：全球能源市场与全球地缘政治格局紧密相关，国家间的政治博弈往往表现为对能源和贸易航线等战略资源的争夺与控制。石油在全球能源市场中的主导性地位使得石油地缘政治长期以来几乎成为能源地缘政治的代名词，但是全球液化天然气市场的异军突起在未来却可能会深刻地重塑各国和各地区的地缘政治权力结构，进而深刻地影响全球地缘政治格局。

2、液化天然气的特性

液化天然气（LNG）作为当前世界上重要的清洁型能源之一，被广泛应用于各种领域。其作用原理是通过对天然气的高度压缩、冷却，使其转换为液体，相比较相同量的气态天然气，体积不到1/625，密度大约为430～470kg/m3。在液化天然气的安全管理过程中，需要先了解液化天然气的主要特性，具体体现在以下几个方面：

2.1燃烧特性

相比较天然气而言，液化天然气的燃烧特性与天然气的燃烧特性基本相同，但燃烧速度略慢，大约为0.3rn/s。液化天然气气化之后，其爆炸极限约为5%～15%，且火焰会飘散到有氧气的区域。在天然气当中，本身具有一部分不具备高速燃烧条件的物质，所以发生燃烧爆炸的可能性较低，尤其是压力低于5kPa时，不会导致爆炸的发生。但是如果天然气周边存在一些限制条件或者安全措施不当，导致云团内部的压力超过了5kPa时，液化天然气蒸汽在遇到空气混合物后，就可能达到了爆炸的临点，发生爆炸，导致严重安全事故的发生。

2.2低温性能

在液化天然气存储过程中，首先需要确保为低温、常压的环境，同时哦饱和蒸气压不超过大气温的正常压力。通过对液化天然气研究表明，处于常压状态下的液化天然气的沸点约为零下162℃，因此，应确保在存储、运输以及使用液化天然气过程中，都确保满足低温状态，同时避免因为超低温导致相关设备出现断裂、收缩损坏，发生液化天然气的泄露、扩散、爆炸等安全事故。

2.3沸腾特性

对于同一个存储罐，如果含有多种不同组分的超低温液体，这些液体相互之间会发生蒸发、吸热等物理现象，导致不同密度的液体产生，在存储罐中形成上下两层的液体层化现象。如果上下两层的液体在密度、平衡点等多方面参数存在接近时，就可能会引发上下层液体对流，导致产生较多的气体，这就是沸腾现象。如果存储罐中出现了沸腾现象，不能采取有效的措施解决问题，势必导致罐内压力不断增长，引发存储罐损坏，导致泄露、扩散、爆炸等安全事故的发生。

3、液化天然气的储存技术

3.1液化天然气的制取和输送

液化天然气经节流膨胀和混合制冷冷却至-162℃,将天然气转化为液化天然气,形成液化天然气。在液化天然气的生产过程中,液化天然气可以保证没有天然气来源的国家的天然气供应,最重要的是它可以生产天然气。气体多样化,加强了天然气、液化天然气的经济性,通过工厂预处理去除杂质,从而使燃烧过程中排放的产品中二氧化硫和氮氧化物的含量相对较少。因此,引进先进的液化天然气技术,采用科学的运输方法,有利于提高人们的生活质量,在一定程度上可以减少对大气的污染

3.2液化天然气接收站的工艺系统

液化天然气从生产现场的输出端运至目的地的输入端,气化后运至用户。主要设备包括卸船臂、液化天然气储罐、液化天然气输送泵和液化天然气气化系统。液化天然气储罐的主要类型有单容式储罐、双容式储罐和全电容式储罐,容积从5000m3～16000m3多样规格。

4、全球LNG市场的未来发展前景

全球对清洁能源的强劲需求，各国低碳化发展战略的深化，非常规天然气的勘探开发以及LNG存储和运输技术的发展推广将发挥合力，共同推动LNG贸易持续快速发展，使其成为全球主要的贸易市场。首先，国际社会对加强环境保护和遏制全球变暖具有共同诉求，各国政府的大力推广将促使天然气这种清洁能源在全球能源市场中获取更大的市场份额。2016年全球各国共同参与制定和签署的《巴黎协定》正式生效，协议要求发达国家率先带头减排，并且为发展中国家提供减排的技术和资金支持，发展中国家则根据自身情况逐步实现限排目标。天然气相对于石油，煤炭等传统化石能源具有低碳清洁的优势，同时相较于核能、风能等可再生能源具有明显的成本优势，因此在未来数十年内，天然气的推广应用将成为世界各国落实碳减排目标的重要手段之一。事实上近年来中国与韩国对天然气需求的大幅增长也与中国和韩国政府基于环保和减排目的，调整能源政策密切相关。2018年中国和韩国的LNG进口增长量合计贡献了将近80%的全球LNG进口增长量。为应对日益严峻的环境状况，中国近年来大力推行煤改气政策，特别是在京津冀地区加快推进了煤改气的各项市政工程，中国对天然气需求的大幅提升也因此抬升了LNG的进口量。韩国则将清洁环保作为本国能源政策的核心目标，因此韩国决定逐渐压减煤炭与核能发电，大力推广再生能源和LNG发电，从而使得韩国LNG进口量也快速提升。

5、结语

LNG作为一种新型环保燃料，具有良好的应用前景。然而，LNG存储设备的投资成本相对较高，存储技术相对复杂。在存储和应用技术方面仍有许多领域需要改进和发展。液化天然气的使用与我们建筑商自然和谐发展的理念非常一致。液化天然气的储存和应用技术为其发展奠定了坚实的基础。中国应该在发展过程中积极发展液化天然气的储存和应用技术，为中国的经济发展和人民生活开辟更广阔的空间。

参考文献：

[1]杨睿.液化天然气存在的危险性分析与安全防护方案研究[J].化工管理，2015（24）：57.

[2]廖泽辉.关于液化天然气道路运输安全现状分析与对策研究[J].科技信息，2011（10）：377.

[3]王俊晓.浅析液化天然气安全管理中存在的问题及对策研究[J].化工管理，2017（2）.

[4]徐铭辰.全球天然气治理话语权与中国的对策分析[J].东北亚论坛,2018,(03):24-35.