欧美国家如何发展LNG产业链.docx

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欧美国家如何发展LNG产业链？

2015.11

受全球气候变化影响，作为清洁、环保、便于运输和使用非常广泛的新兴能源––LNG（液化天然气）越来越备受世界各国人民所推崇。

而在LNG能源工业的发展进程中走在前列的欧美国家，早已在该领域形成了完整的产业链。

LNG产业链产生的历史渊源

相比我国，欧美国家开发和利用LNG的历史早了近一个世纪，日本进口LNG也比我国早45年。

而LNG产生的时间更是有百年之久。

1914年，美国的戈弗雷·卡波特获得美国第一个天然气液化处理和海运技术相关的专利。

这一专利的获得，标志着人类开始真正意义上生产和使用LNG。

随着LNG技术的发展，1917年，世界首个液化天然气生产工厂在美国西弗吉尼亚建立。

根据LNG使用的要求，1939年，世界首个具有商业用途的LNG调峰站在美国的西弗吉尼亚建立。

英国人率先在交通工具动力方面使用了LNG。

1942年，伦敦一辆载重量三吨重的大货车和一批单层公交汽车通过改装，能够使用液化甲烷作为驱动能源。

1954年，法国煤气公司经过多次试验证明了使用船舶或管道从阿尔及利亚运输天然气到法国的可行性。

同年，美国大陆石油公司（ContinentalOil）与unioStockyardandTransit公司合资成立了ConstockLiquidMethane公司，旨在研究和探索发展适合远洋运输液化气需要的船舶。

1955年，荷兰与英国合资成立的壳牌公司也开始进行船舶运输LNG项目的研究。

在经过大量研究试验工作后，终于在1959年，由散货船改装的世界首艘LNG运输船“甲烷先锋”号，从美国的路易斯安娜州查尔斯湖运送5000立方米LNG，横渡大西洋成功抵达英国的坎威岛。

1964年9月，世界第一家LNG生产厂在阿尔及利亚建成并投产，随后向英国出口了第一批12000吨LNG，标志着国际LNG贸易往来的正式开始。

1967年，美国NationalFireProtectionAssociation颁布了世界首个LNG生产、储存和装运标准（NFPA59A），至今仍在国际上执行。

1980年，美国政府和壳牌公司合作开始进行一系列的实验研究，并颁布了一系列的LNG安全规定。

1984年，世界最大的LNG进口国––日本进口的LNG占世界总产量的72%，其中，进口总量的75%用于发电。

近年来，全球LNG工业和贸易发展迅猛。

2013年，全球LNG出口总量约2.42亿吨。

2015年，世界各国投产的LNG装置已达160多套，全球LNG出口总量已超过46.18×106t/a。

目前，美国的LNG出口量增长最快，并计划在2016年成为LNG净出口国，在2025年成为管道天然气净出口国，在2021年成为天然气净出口国。

应用领域广泛

在生态环境污染日益严重的形势面前，为优化能源消费结构，改善大气环境，实现可持续发展的经济发展战略，世界各国人们选择了天然气这种清洁、高效的生态型优质能源和燃料。

如今，无论是工业还是民用，都对天然气产生了越来越大的依赖性。

LNG是天然气的液态形式，在某些情况下，LNG比气态天然气具有更多的优点、更广泛的用途。

工业用LNG

用于发电是目前LNG的最主要工业用途。

在发电过程中，天然气的热能利用率可达55%，高于燃油和煤。

对调峰电厂而言，天然气取代燃油的优势非常明显。

日本一直是世界上LNG进口最多的国家，其LNG进口量的75%以上用于发电，20%-23%用作城市煤气。

韩国也是LNG进口大国，用于电力工业发电所消费的LNG超过该国LNG进口总量的50%以上。

世界上已建有许多以天然气或LNG为燃料的燃气蒸汽联合循环电站。

根据美国的一项规划，1999至2020年，计划新增发电量中约有90%是应用天然气发电。

在此期间，美国天然气发电量的比重要达到33%。

20世纪80年代兴起的联合循环电站，发电量以燃气轮机为主（约占总电量的2/3），电站纯效率已达50%以上，而常规的燃煤蒸汽轮机电站效率只有30%-35%。

燃气轮机电站和联合循环电站不仅效率高，而且机动性好，从机组起动到满负荷运行时间短，既可作基本负荷运行，也能作调峰运行。

此外，联合循环电站污染小、可靠性高。

一些能源消耗很大的企业往往距离城市或天然气管道很远，或者根本得不到管道输送的天然气，这种情况下LNG的优势更明显。

最典型的是陶瓷厂，使用LNG可以使产品档次提高，成本下降。

用在玻璃、陶瓷制造业和石油化工及建材业（无碱玻璃布），可极大地提高产品的质量或降低成本。

由于燃料或原料的改变，LNG的使用已成为相关企业新的效益增长点。

中小城镇生活用LNG

近年来，LNG作为清洁能源备受关注，中小城镇居民更希望能用洁净的能源，天然气燃烧后产生的二氧化碳和氮氧化合物仅为煤的50%和20%，污染为液化石油气的1/4，煤的1/800。

由于管道铺设投资费用大，LNG气化站具有比管道输气更好的经济性，在中小城镇可采用LNG气化站作为气源供居民使用，此外还可用于商业，事业单位的生活以及用户的采暖等。

LNG作为调峰的备用气源

作为管道天然气的调峰气源，可对民用燃料系统进行调峰，保证城市安全、平稳供气。

美国、英国、德国、荷兰和法国等国家，将LNG调峰型装置广泛用于天然气输配系统中，对民用和工业用气的波动性，特别是对冬季用气的急剧增加起调峰作用。

汽车用LNG燃料LNG作为可持续发展的清洁能源，具有明显的环境效益及社会效益，以LNG取代燃油后可减少90%的二氧化硫排放和80%的氮氧化物排放，环境保护效益十分明显，是汽车的优质代用燃料。

可以预见，城市在汽车燃料方面逐步使用LNG或天然气代替燃油，必将大幅度减少空气污染和雾霾的天气。

近年来，LNG作为汽车动力燃料已被世界上许多国家重视和推广。

俄罗斯在LNG用于汽车运输、铁路运输、水上运输和空中运输方面积累了丰富的经验。

英国的运输公司大部分采用LNG为车用燃料，并且依据天然气的储存方式不同，把天然气汽车大致分为了CNGV“压缩天然气汽车”、LNGV“液化天然气汽车”和ANGV“吸附天然气汽车”。

储运完整便捷

深埋地下的天然气（包括页岩气、煤层气等非常规天然气），通过生产井被抽取后送入液化厂，经过降温等工艺的处理，成为液态的天然气。

此时，其体积被大幅度的缩小，只约占之前同量气态天然气体积的六百分之一，更适合远途运输。

液化后的天然气被装上LNG运输船，驶向彼岸的LNG接收站卸货。

如当地有天然气管道，则可通过气化装置将LNG再次气化后，进入管道运输。

更多的则是依靠槽车等运输工具，直接将LNG分销到内陆市场。

LNG储存

LNG储存是LNG产业链中非常重要的一个环节。

LNG储罐是存储LNG的容器，纵观LNG储罐的发展历程可以看出，储罐大型化是必然趋势，其具有以下突出优点：

储罐越大，越节省钢材，节省投资;布局紧凑，占地面积小;便于操作管理，一台大设备比几台小设备在检测、维修和管理等方面都比较方便。

因此，大型常压LNG储罐将会成为LNG储罐的发展趋势。

LNG储罐的大型化要适度，即需要经济规模的大型化，这有利于LNG的统一管理，从而可使LNG的利用更加安全、合理。

LNG低温储罐的常压化可使LNG储罐在建造过程中节省更多的人力、物力，降低了其在LNG使用过程中的危险。

由此可见，综合考虑各方面因素，进一步加强对LNG低温储罐的研究对推动液化天然气工业的发展，解决日益恶化的环境问题和应对能源危机具有十分重要的现实意义，大型常压储罐是大势所趋。

而国外的液化装置规模大、工艺复杂、设备多、投资高，基本都采用阶式制冷和混合冷剂制冷工艺，这两种类型的装置都在运行之中。

而新投产设计的主要采用混合冷剂制冷工艺，研究的主要目的在于降低液化能耗。

制冷工艺从阶式制冷改进到混合冷剂制冷循环。

CⅡ-2新工艺既具有纯组分循环的优点，如简单、无相分离和易于控制，又有混合冷剂制冷循环的优点，如天然气和制冷剂的制冷温位配合较好、功效高、设备少等优点。

法国Axens公司与法国石油研究所（IFP）合作，共同开发的一种先进的天然气液化新工艺––Liquefin使得LNG生产首次实现工业化，该工艺为LNG大规模的推向市场、实现商品化奠定了基础。

该工艺可比之前的生产工艺提高生产能力15%-20%，降低生产成本约25%;每单元液化装置产量可达600×104t/y以上;生产LNG的费用每吨可降低约25%。

该工艺的主要优点是使用了翅片式换热器和热力学优化后的工艺，可建设超大容量的液化装置。

Axens公司已向美国、欧洲、亚洲等地区大力推广该工艺。

Axens公司和IFP研究所开发的Liquefin工艺已得到世界同行的广泛认可，该工艺获得了美国化学工程师学会（IChemE）授予的“工程优秀奖”。

美国德克萨斯大学工程实验站，开发了一种新型天然气液化的技术––GTL技术，并已申请专利。

该技术比目前开发的GTL技术更适用于小规模装置，可加工30.5×104立方米/天的天然气。

该实验站的GTL已许可给合成燃料（Synfuels）公司，该公司在A&M大学校园附近安装了一套GTL中试装置，新工艺比现有技术更加简单，不需要合成气，除发电需要之外，不需要使用氧气。

其经济性、规模和生产方面都优于普通的GTL工艺。

LNG运输

天然气经净化处理（脱除CO2、硫化物、重烃、水等杂质）后，在常压下深冷至-162℃，由气态变成液态，称为液化天然气，液化天然气的体积约为相同质量的天然气体积的1/620，重量约为同体积水的45%左右。

LNG是目前世界上发展最快的燃料之一，面对不断增长的庞大需求量，LNG的运输直接影响着天然气供应和消费的经济性，因此，如何安全、经济地将LNG运输到各地成了行业关注的焦点。

1964年，“甲烷先锋”号和“MethaneProgress”号在阿尔及利亚和英国的坎威岛之间运营，航次超过900次，总运输量达到22000立方米。

随后，在阿尔及利亚和Leltayve（法）、阿拉斯加和日本、利比亚与西班牙以及文莱和日本之间都开始了LNG船运输。

从此，LNG船作为天然气海上运输的载体，随着LNG海运贸易的蓬勃发展而发展起来。

2014年底，全球共有376艘LNG运输船。

截止到2015年上半年，全球已有20多支LNG输船队，BP、壳牌、雪佛龙、BG、马来西亚国家石油公司等国际油气公司以及日本川崎汽船、商船三井等公司都有属于自己的LNG运输船队。

发展前景广阔

根据国际液化天然气进口国集团（GIIGNL）、国际天然气联盟（IGU）和伍德麦肯兹等机构统计数据显示，2013年全球LNG贸易供应量为2.42亿吨。

2013年底，共有17个国家出口LNG资源，卡塔尔，马来西亚和澳大利亚为出口量最多的3个国家，也门、马来西亚和澳大利亚的出口增速较快。

加拿大、澳大利亚和美国将在未来领导LNG出口贸易的扩张。

到2019年，50%的LNG新增出口量将来自于澳大利亚;同时，北美将提供世界LNG出口量的8%。

2013年底，共有29个国家进口LNG资源。

其中，亚太作为全球最活跃的市场，进口量占总量的61%。

日本是2013年进口LNG最多的国家。

欧洲是LNG进口第二大地区，占总交易量的14%。

中国和印度的LNG进口量同欧洲接近，约为13%。

这些地区共计进口了全球88%的LNG资源。

LNG历来是一种细分市场产品，它的消费量目前正在以每年10%的速度增长，而相比之下，管道煤气的年增速仅为2%。

LNG是全球增长最迅速的能源市场之一。

根据预测，2015年将有三个方面的原因导致LNG市场需求持续低迷：

一是全球经济复苏乏力将继续影响LNG市场需求;二是俄罗斯与中国已签订的东线天然气供气协议，以及可能签署的西线供气协议将降低亚太地区LNG需求增长;三是低油价下，部分日本电厂将继续使用燃油替代LNG，造成日本对于国外LNG需求量的减少。

2015年至2019年间，全球对LNG产业的热情将持续上升，投资总量要比过去5年增加90%以上，预计将接近2590亿美元。

2015年至2019年间，全球对LNG进口项目的投资总额将在过去5年的基础上暴涨112%，接近660亿美元，年增长率大约维持在7%。

其中，亚洲将成为LNG最主要的进口地区。