在全球化石能源逐渐向清洁能源转型的大背景下,LNG(液化天然气)作为一种高效、清洁的生态型优质能源和燃料,不仅为能源供应提供了新的解决方案,也为减少温室气体排放和改善空气质量做出了重要贡献,正受到全球范围内的广泛关注。
LNG
本文带你了解
LNG(Liquefied Natural Gas,即液化天然气),由天然气在大气压下经净化(脱水、脱烃、脱酸性气体)后,将气态天然气冷却至低于其沸点-162℃(-259℉)后转化为液态的产物,液化后的天然气体积大大减少,约为同量气态天然气体积的1/625,质量仅为同体积水的45%左右。LNG主要成分为甲烷CH4(90%以上)、乙烷C2H6、氮气N2(0.5-1%)及少量C3~C5烷烃。无色无味无毒且无腐蚀性,被公认是地球上最干净的化石能源。
左:不同来源LNG化学成分
右:中国LNG标准(GB/T 38753-2020)
资料来源:GIIGNL,国家标准委,新湖期货研究所
在常压下,LNG的密度约为430-470kg/m³(因组分不同而略有差异),燃点约为650℃,热值为52MMBtu(1MMBtu=2.52×108cal),在空气中的爆炸极限(体积)为5%-15%。
优与劣
NG是天然气的液态形式,某些情况下,液化天然气相比其他形态具有更多优点:
储存效率高。占地少、投资省,10m3LNG储存量就可供1万户居民1天的生活用气;
安全性高。由于LNG汽化后密度很低,只有空气的一半左右,稍有泄露立即飞散开来,不致引起爆炸;
方便运输。LNG液/气密度比大,比同质量天然气体积缩小624倍,即1体积LNG大致能转化为624体积的气体;
保护环境,减少污染。由于LNG组分较纯,燃料完全,燃烧后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。是很好的清洁燃料,有利于保护环境,减少城市污染;
环境效益及社会效益高。作为可持续发展清洁能源,在发电中,天然气的热能利用率可达55%,高于燃油和煤,尤其是对调峰电厂而言,天然气取代燃油的优势非常明显。以LNG取代燃油后可将汽油汽车尾气中的HC减72%,NOx减少39%,CO减少90%,SOx降为零,是汽车的优质代用燃料。
LNG在全球能源转型中扮演着重要角色。然而其也存在一些缺点:
技术挑战。LNG船的建造技术复杂,需要特殊材料和工艺;
转换成本。对于现有基础设施,从传统燃料转换为LNG可能涉及高昂的改造和升级成本;
基础设施要求高。LNG需要特定的储存和运输设施,如专用的LNG船和港口终端,设施建设和维护成本较高。
发展现状及预测
1941年在美国克利夫兰建成了世界第一套工业规模的LNG装置,液化能力为8500m3/d(立方米/天)。从60年代开始,LNG工业迅猛发展,基本负荷型液化能力在2.5×104m3/d。各国投产的LNG装置已达160多套,LNG出口总量已超过46.18×106t/a(吨/年)。
我国发展现状
早在20世纪60年代,国家科委就制订了LNG发展规划;60年代中期完成了工业性试验,四川石油管理局威远化工厂拥有国内最早的天然气深冷分离及液化的工业生产装置;1991年,该厂为航天部提供30tLNG作为火箭试验燃料。2011年,中国液化天然气行业市场销售CRn (Concentration Ratio,行业集中度指数)约为80%,其中中石油、中石化、中海油三大国企的比重达到近六成,销售地区主要集中在天津、山东、广东、新疆、陕西等地。在LNG进口方面,截至2011年底,中国共投运LNG接收站5座,接收能力合计达1580万吨/年;2014年全部建成后,中国LNG接收能力将达3380万吨/年。
中国天然气地质资源量估计超过38万亿立方米,可采储量前景看好,按国际通用口径,预计可采储量7-10万亿立方米,可采95年,属资源比较丰富的国家。
发展预测
据IEEFA《2024-2028 年全球液化天然气展望》,从2024年底开始,全球LNG市场将迎来前所未有的新液化项目投产潮。IEEFA预计,仅计算正在建设或已获有财力支持者批准的项目,从2024年到2028年,全球液化天然气产能将增长约193公吨/年,从今年年初约474公吨/年铭牌产能增至2028年底的666.5公吨/年。这将是全球液化天然气行业短暂历史上最快的产能增长,在短短五年内增长了40%,超过了国际能源署(IEA)对 2050年的需求预测。
近年来,为优化能源消费结构,实现可持续发展的经济发展战略,全球LNG市场经历了显著增长,液化天然气这种清洁、高效的生态型优质能源和燃料有望在全球清洁能源领域发挥关键作用。