中国LNG产业未来发展策略分析

中国用了30多年的时间走过了发达国家100多年两次工业革命的大部分历程,但同时也付出了巨大的能源和环境代价。由于中国长期执行“以煤为主,重油轻气”的能源战略,错过了20世纪80年代世界终端用能燃料由煤和石油向洁净而廉价的天然气转型的历史机遇。中国只要改变思维定式,在大力发展非化石能源的同时,快速发展天然气,就完全有可能用20年左右时间弥补上30年前向气体燃料转型的欠账,与世界迈入“第三次工业革命”的历史新时期同步前行。

当前中国加速发展天然气除了消除雾霾、减排CO2,促进生态、绿色、低碳发展外,还有3大重任:

①通过全面推广能源利用效率70%以上的天然气分布式冷热电联供,推动全国能源利用效率大幅度提高,降低一次能源总量增幅;

②发电配合电网调峰;

③抓住历史新机遇,发展天然气交通工具(NaturalGasVehicle,NGV),以天然气替代汽、柴油燃料,满足今后快速增长的交通运输燃料增量需求,抑制石油对外依存度增幅过大过快。

1.进口LNG是国内天然气需求的重要补充,掌控国际贸易价格的抓手

因对中国丰富的天然气资源大规模勘探开发起步晚,国内的天然气产量在近十几年内还不能满足快速增长的需求量,需要适当进口补充。地缘条件使中国的天然气进口呈现“左右逢源”的有利格局。西、北、南三面都可借长输管线从资源丰富的产气国进口。以国产气为主,且具有上述“左右逢源”地缘优势的中国能够在相当程度上掌握进口天然气或LNG的价格话语权。具有10~20个接收终端、几百万吨LNG储存能力,并且开设了LNG期货交易中心的世界第二大的中国LNG进口市场,对LNG或管输气的定价都将会有更大的影响。

2. LNG是现阶段中国交通运输能源低碳转型的主力

气候变化促使能源向低碳转型,交通运输能源最终必将走向“无碳化”。但是各个国家根据自己的国情所选择的转型途径则各不相同。LNG作为发动机燃料有很多优点:单位热值(比能量)最高、尾气排放最少,CO2排放仅为同热值汽柴油排放量的3/4,减排PM2.5的效果更佳;LNG价格比柴油低40%而且稳定少波动。因此,LNGV应当作为中国交通运输能源低碳转型在近20年的主要过渡手段。从战略层面讲,发展LNGV是中国弥补由煤向石油的第二次能源转型的不足,跨越多数国家石油作为占第一位的一次能源的历史阶段而直接向低碳转型的战略性举措。特定的历史背景将使中国成为世界上最大的LNGV制造基地和运营市场。

据估算,2020年LNGV的需求量有可能消耗进口LNG和国内小型LNG厂产量的绝大部分。事实上,目前有许多液化天然气工厂就是瞄准这个市场而建设的。不久的将来,中国以LNGV燃料供应为目标的LNG产业将与以下游市场昼夜调峰为目标的LNG产业融为一体,相辅相成,相得益彰,构成一个全世界最大、多货源、多用户的LNG产业链和市场。

3、小型LNG生产和罐装车船运输是中国天然气产业链中游重要的组成部分

中国和美国是世界上最大的两个天然气消费国,但两国中游市场格局完全不同:美国有40万km的完善天然气管网,资源产地相对集中。而中国的现状是:

①管网建设起步晚了30年,目前只有6万km;

②天然气资源地理分布较广,小型资源较多;

③中国已逐渐形成世界上最大的、技术先进、成本低廉的小型LNG生产—罐箱运输—卫星气化站供应链。

目前中国在建和投运的LNG工厂有数十座,据最新统计到2014年底产能将达1亿t/a,卫星气化设施也有数百座。这是中国国情所促成的独特情景,并已被证明是经济、有效、灵活、快速、能同时促进产业链上游及下游发展的手段。因此,断言中国天然气产业因管网比美国少而不能快速发展是极其错误的。LNG物流是中国天然气中游市场的“第二条腿”。

现阶段中国LNG的终端用户主要有三类:未来用量最大的是LNGV和CNGV的加注站及储备罐;其次是城市燃气管网的调峰储罐;以及作为城市管网拓展先锋的小型卫星气化站—局域网或工业用户。LNG物流周转量到2020年有可能占到天然气需求总量的30%左右;LNG罐箱运输,特别是近年来异军突起的LNG集装箱多联运输,将成为沿海LNG接收站和LNG集装箱物流的重要渠道。

4、LNG是中国天然气供需平衡、峰谷差调节的重要手段

在天然气的6种下游用户中,以天然气为燃料、原料的过程工业及基荷发电用户的用气是连续而稳定的,民用气和商用气消耗量则大部分昼多夜少,用于供暖的天然气耗量则随季节更迭而出现大幅度的变化。

天然气季节调峰手段有3类:

①地下储气库占90%,包括枯竭油气田、含水层、盐穴3种;

②用地上0.56MPa球罐或地下11MPa管束气相储存;

③LNG液相储存。

中国城市天然气用户的昼夜调峰策略与日本不同,部分可借鉴美国的经验。主要途径有:

①充分运用城市燃气高压管网容积,利用夜间升高压力储气;

②在全国统一调度之下,夜间停运沿海接收站气化部分设施,缓解主干管网夜间供过于求的矛盾;

③包括城市燃气公司、LNGV供货商、LNG储备和期货经营商等多渠道投资建设能在高峰时段向管网供气的天然气液化和储存设施;

④运用经济手段,提高极端高峰时段调峰气价、降低夜间用气价格,鼓励液化天然气厂、CNG压缩母站等用户在夜间操作。这样一来,LNG产业在天然气调峰领域将起到重要的作用。

5、LNG 冷能利用价值链的巨大潜力、对策与前景

中国LNG冷能利用走出一条独立自主的创新之路,概括起来有以下几项:

1)开发新型低温混合冷媒和换冷、储冷成套设施,替代ORV和SCV。尽可能使全部LNG气化冷能都通过气化换热储存于冷媒中,ORV和SCV仅做备用和平衡、补充。夜间停止气化操作时以冷媒替代LNG维持空分装置连续稳定运行,并可用于挥发气BOG的再液化,节省电力。

2)空分产品的气态氧用于200km距离内沿海石化企业煤气化多联产发电、供热和制氢。液态氮用于以下用途:

①200km内油气田压裂和驱油,提高采收率;

②灌注瓶装车用燃料,在高压下气化膨胀做功,此项技术已经发明,不久将规模化应用;

③废轮胎超低温粉碎制精细胶粉;

④超低温冷库的冷源。

3)C2+含量在10%以上的“湿”LNG,用气化冷能分离出C2+轻烃用作化工原料,余冷梯级利用。

4)LNG卫星气化站的冷能可通过发电与逐级利用系统,用于干冰、冷库、制冰、建筑物空调。

5)以LNG为燃料的车船气化的冷能,用于车(船)载冷藏罐箱保冷,以及车(船)客舱空调。

中国正在进入依靠自主创新推动经济社会发展的时代。上述几项冷能利用技术对化工和暖通专业都是成熟技术,只需通过集成创新移植到LNG产业中来,做好顶层设计和规划,技术的突破和推广都不难。

6、LNG带动一大批新型低碳产业的发展

按照预计的天然气产业规模,可以预测未来10~20年将要规划建设的一系列发展前景:

LNG接收站、液化天然气厂,LNG专用运输罐箱、集装箱、船舶,LNGV制造业的成百万台发动机、燃料箱、车船、加注站;包括LNGV供应链在内的LNG储运物流产业所需的大量维修、运营和管理从业人员;包括副产液态氮气下游产业在内的LNG气化过程冷能利用产业链的规划、建设、装备制造和运营;LNG国际、国内贸易,期货市场开拓等。

以上各项将在中国向低碳转型和第三次工业革命历史进程中形成一个崭新的低碳产业链群。它将创造每年数万亿元的产值,为数百万人提供就业机会;相关的制造业将为中国国际贸易创造出一个新的高端出口品种;LNGV的推广、液氮交通运输工具的发展,将替代上亿吨石油进口量,每年减少10%以上的PM2.5和其他污染排放量,减排数亿吨的二氧化碳排放量;带动空分、冷链物流产业,节约数百亿千瓦时的电力。

当前,LNG产业改革和发展面临着极好的机遇,以新能源和互联网为基础的“第三次工业革命”所推动的新的生产关系,已在处于“第二次工业革命”后期的发达国家萌芽。正在经济转型,绿色、生态、低碳科学发展的中国,为一个举世空前规模的LNG产业提供了无限的商机,中国LNG产业大发展的壮丽前景即将展现。

资料来源于华南理工大学天然气研究利用中心