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天然气能源利用技术在中国的发展战略探讨

日期:2008-01-08    来源:中国燃气网  作者:中国燃气网

国际燃气网

2008
01/08
15:06
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关键词: 天然气 技术 中国

随着人类对生存环境质量和生活质量要求的提高,天然气作为清洁能源和原料,世界各国把推广利用天然气,提高天然气在一次能源消费的比重,作为优化能源结构,实现经济、社会和环境协调发展的重要途径,使天然气成为仅次于石油的第二大能源[1]。
一、中国天然气发展的历史机遇和挑战
1. 从世界和中国能源结构的比较看中国的能源利用与环境和生态的巨大矛盾
随着我国经济持续快速增长,各类能源消费成倍增长,2003年一次能源消费总量达16.78亿吨标煤[2],占世界能源消费总量的11%,使我国成为仅次于美国的第二大能源消费国。在能源消费大国中,我国煤炭比重最高(66.5%),是全球平均水平(20.9%)的3.1倍,而天然气比重最低,仅为2.7%,只是全球平均水平(23.1%)的11%[3]。
以煤为主的能源消费结构给大气和生态环境造成了严重的污染。据世界银行统计,目前空气和水污染造成的经济损失每年大约占我国生产总值(GDP)的8%左右,已经严重威胁到可持续发展战略的实施。另据统计,仅去年我国进口原油9100万吨,对外依存度达36%,预计今年将突破1亿吨。上至最高决策层,下至各级政府部门,都对能源问题极大关注,能源多样化战略和科学发展观问题被我国政府提到了前所未有的高度。
2. 从世界天然气生产、消费增长统计看经济发展
世界天然气资源十分丰富。全球常规天然气储备量为327万亿立方米;截止到2002年末可采储量达到155.78万亿立方米。除了常规天然气之外还有大量非常规天然气资源,按目前的生产开发水平足够全世界使用几个世纪。
在经济全球化和知识经济快速发展的21世纪,一个国家的能源结构必须立足于开放的格局,是资源、环境、国际贸易三维函数。据1998年《世界天然气报告》,全世界使用天然气的93个国家和地区中,天然气消费占一次能源消费结构20%以上的有52个,8%以上的占20个。经济发展状况与能源消费结构密切相关,发达国家和发展中国家的实践证明,天然气消费都是随着经济的发展而大幅度增加,也就是天然气的消费标志着一个国家经济发展水平[4]。
与石油不同,世界天然气市场也完全是买方市场。以日本和韩国为例,这两个国家能源完全依赖进口,国际上50%以上的LNG都被其消费。
3. 中国天然气储量和产量变化和分析
我国天然气资源也十分丰富。我国常规天然气资源量为38万亿立方米,其中陆地为29.9万亿立方米。另外渤海、东海和南海都有天然气资源。除了常规天然气资源,我们还有丰富的非常规天然气资源,如煤层气和天然气水合物等;仅煤层气资源就有30-50万亿立方米,与常规天然气资源量不相上下[5]。
经过40年的勘探开发我国常规天然气已探明储量为3.6×1012m3。其中剩余可采储量1.51×1012m3,其中气层气的储产比达71.4。从天然气的资源蕴藏量上看,我国天然气资源探明程度约为18%,也就是说我国已经具备雄厚的资源基础,潜力巨大,完全有可持续发展的条件[6]。随着科技进步储量还会进一步增加,可以加大开发力度,促进市场应用发展速度是关键。
4. 中国加快发展天然气的压力和对策
21世纪中国经济的快速发展面临着人口、资源和环境三大难题,而能源和这三大难题紧密相关。因此能源发展战略对中国未来发展至关重要。由于天然气具有良好的发展前景,中国和世界许多国家一样,也应大力开发利用天然气资源,并把开发利用天然气作为能源发展战略的重点之一[7-11]。
(1) 经济发展和环境压力要求增加天然气消耗比例,战略上要先下决心。
中国经济的持续高速发展、巨大的环境压力和全面建设小康社会的奋斗目标,从数量和质量上对能源供应提出了更高的要求。我国天然气消费量在一次能源消费结构中仅占2.7%左右,若除了化肥、化工用气外,作为能源消费的天然气只占1%。即使以全部以此计,目前我国年人均天然气消费量也不足23m3,相对发达国家(如美国和英国分别达2300和1500m3/人以上)落后太多,甚至与世界平均水平420m3/人相比也有较大差距。
发展天然气是优化能源结构、缓解能源供应紧张的最佳选择,我国政府目前迫切需要制订天然气产业的中长期发展规划,以进一步加快天然气勘探、开发和利用,优化能源结构,维护国家安全。
(2) 时代的需要为天然气开发利用创造了良机,必须以市场开拓推动开发和引进
我国天然气市场正以超常规的速度发展,西气东输、陕气进京、西气东输、海气登陆、广东福建进口LNG等一系列重大天然气项目的完成和实施,标志着中国将进入一个天然气时代。仅2002-2020年,就将投入2200多亿资金主要用于天然气管线和LNG接收设备的建设[7]。天然气工程是一个上下游一体化发展庞大的系统工程,从终端利用市场的开发与培育、液化—车、船运—汽化和管道输送到上游气田开发、整个价值链中诸多环节密切相关的程度等,都直接关系到末端市场天然气单位成本的高低,而天然气的市场价格反过来又影响终端市场的规模。天然气产业是资金密集型工业,以上下游1:8的资金投入比例,也需要18000亿的资金投入。因末端市场开拓发育不充分导致需求不足,迟迟不能满足管道的最低经济运量,导致陕气进京管线的尴尬,以及俄罗斯对俄—中—韩管线的反悔等等安全不枚胜举,不是良性循环就是恶性循环。
因此,以必须以市场开拓推动开发和引进,促进上下游协调发展,才是实现天然气产业整体发展的关键所在。
(3)市场开拓的关键:如何应对中国天然气价格偏高问题
我国探明的天然气地质储量增长较快,世界天然气市场也完全是买方市场,而天然气利用技术水平却处于起步阶段,因而可以说天然气利用技术发展战略直接决定着我国天然气市场开拓力度,决定着我国天然气产业的发展进程。在当前情况下,如何应对中国天然气所面临的挑战问题,出路有三:一是天然气高效、经济利用,二宏观上统筹规划、优化安排,三是加快经济发展,天然气发展中的主要问题是经济问题。国外的情况说明,一个国家在不同的经济发展阶段有不同的能源对策。
二、大力发展分布式能源
1. 天然气分布式能源的几种类型和环境压力带来的机遇
分布式能源系统(Distributed Energy System,简称DES)与一般意义上的发电厂具有本质的区别,它是一个在有限区域内采用热电冷三联供技术通过管网和电缆向用户同时提供电力、蒸汽、热水和空调用冷冻水服务的综合能源供应系统。目前国外上万个分布式能源站,绝大多数使用清洁能源—天然气作为主要驱动能源。针对我国实际情况,可以建设的分布式能源系统类型可以归纳为以下10种类型[12-14]:
⑴ 城区商业中心型分布式能源站。⑵ 机关团体型分布式能源站。⑶ 新开发小城镇和居民小区分布式能源站。⑷ 离散型工业园区分布式能源站。⑸ 过程工业园区型分布式能源站。⑹ 凝汽式火电厂改造型分布式能源站。⑺ 燃煤热电联产机组改造型分布式能源站。⑻ 柴油机电站改造型分布式能源站。⑼ 燃气轮机电站改造型热电冷三联产分布式能源站。⑽ 采暖锅炉及工业锅炉改造型分布式能源站。
与燃煤电厂相比,以天然气为燃料的分布式能源站对环境的影响也要小得多,其SO2和固体废物排放几乎为零,温室气体(CO2)减少70%以上,NOx减少80%,TSP减少95%,占地面积与耗水量均减少60%以上。此外由于分布式能源站具有启停快,调节灵活,能够在靠近负荷中心满足人们用电、用热、用冷、除湿和其它多方面能量或原料(如化工)的需求,并且可建立在对环境排放要求更严的人口高密度区。因而分布式能源对于提高能源利用效率、改善环境质量、缓解电力紧张、保证供电安全的重要作用,已为世人所公认。发达国家已经建立了数千座分布式能源站。去年美、加东部大停电发生后更加快了发展步伐
同时作为天然气下游市场的重要用户,以及目前电力系统的有益补充,分布式能源的建设无疑是当前中国电力和天然气发展两大能源问题的焦点所在。
2. 分布式能源在电力发展中的重要地位
分布式能源站的一个重要特点是发电并不上网销售,而是在区域内直供,不足部分大网补充。并且依靠大电网的巨大容量保证供电负荷、电压和频率的稳定和作为事故备用电源。而对于大电网来说,分布式能源站不仅仅是减少了它的供电负担,而且也减少了用电制冷空调、加热热水的负荷。换句话说,天然气在联合循环电厂只能以50%的效率发电上网,而用于分布式能源站,则可以近100%的效率节省网电!由于分布式能源站的近距离直供和联产的高效率,总体的投资和运行效益都优于建设大电厂和电网。作为一个重大策略,在未来十年内在全国建设数千万kW的分布式能源来代替同等规模的电厂和电网将凸现出以下重大效果:
①.   节约数千万kVA的110KV以上高压电网和110~10KV的变电站建设费用。
②.   节省数千万kW电力上网的输送损耗和调度费用,从而降低输配电成本。
③.   分布式能源站以冷热电联产形式高效利用数千万吨/年的天然气,有数以十亿元计的社会效益。
④.   数千万kW分布式能源站的投资比大型发电厂建设投资回报更好,设备开工时间长。
⑤.   分布式能源站以大电网作为后备补充,用电可靠性高。电网负担减小,可靠性也改善。
⑥.   带动燃气轮机、余热锅炉、大型制冷机等制造业发展,增加数千亿元/年GDP。
以上总的社会经济效益将达数百亿乃至上千亿元。
3. 分布式能源在天然气下游用户中的地位
DES是天然气下游市场的重要用户,从技术角度讲主要是需要解决好天然气的供应问题。但分布式能源站项目,由于其效率高、经济效益好、投资回收期短,资金密集度相对较低,容易上马。因此,若分布式能源站每年以冷热电联产形式高效利用数千万吨/年的天然气,有数以十亿元计的社会效益分布式能源站是最有力的天然气的买方市场开拓、培育者。
同时DES的建设受到天然气管网敷设到的范围和供需平衡的制约。而液化天然气(LNG)罐箱运输正可以解决这个问题。从数千公里外的新疆运送LNG的成本较高(虽然对深圳燃气和福田电厂来说仍然有巨大的经济效益)。但是,一旦广东、福建和浙江等地引进LNG上岸、管网和汽化站建成后,他们马上就可以转用便宜的管道气。而罐箱公司也可以转而把LNG运到几百公里范围内的其它地区。可以极大地拉动天然气市场的开发与拓展。因此可以说,分布式能源站的发展速度,决定着我国天然气市场发育的进程。
4. 促进和发展分布式能源的政策和策略的关键问题
虽然在国外来说是成熟可靠的,但是在国内还是一个新的事物。尤其是在规划策略、集成设计、运营管理和控制技术需要进一步研究工作。
1)        研究制订大力发展分布式能源冷热电联产的规划和策略
①.   扶植分布式能源相关产业发展,分布式能源站的大力发展必将促进燃气轮机、余热锅炉、汽轮机等相关设备制造商的蓬勃发展,同时产生一批项目建设、运营商。
②.   支持分布式能源按照市场机制在区域内特许经营,实行价格听证,保护各方利益。
③.   天然气规划中给分布式能源站留出相应的配额及相应适合压力的管线路由,并给分布式能源站提供的天然气与联合循环电厂用气同价。
④.   协调分布式能源站与电网关系,切实保障两者之间的互利关系;
2)        分布式能源系统的优化设计研究和模块式集成设计平台的开发
建立包括:(1)用户所在的地域气候、气象变化规律,(2)用户对各种能源的需求以及周期性变化规律,(3)天然气、电的供应条件和价格构成、计算方法(4)各种主要设备的技术、经济参数、供货条件、检修周期等等在内的所有模块及其特性变化参数的系统综合集成模型和相应的计算机并行优化设计和辅助决策平台。对于多变化工况、多周期运行的系统,针对不同的需求给出能在各种变工况下优化运行的、柔性的分布式能源系统,使它在不同的条件下都能获得最大的能源效率和经济效益。
此外,因为多数分布式能源系统用户是建筑物和大工业,因而必须同建筑物能量系统和工业能源管理系统协同优化设计平台相互集成。如果没有这样的系统综合技术,尽管有先进的设备,盲目建设的分布式能源站也不可能有很好的经济和社会效果。
3)        分布式能源运营管理和控制技术平台的研究
在按照柔性优化设计技术设计建造的系统前提下,研究在需求状况和外部条件有突然变化时,能使系统能够得到很好的控制和安全保障,并在付出最小的经济代价下满足舒适度和最大经济效益、社会效益的目标的运营管理方案。实现社会、用户、电网公司、天然气公司多赢的目标。
三、适度发展联合循环电站,尽量联合供冷、供热
通过适度发展联合循环电站,作为发达地区调峰电源和天然气项目初期稳定用户不可避免;该系统能够支撑天然气需求,有助于配送网络的建设,可以利用废热,并能利用减少城市污染。但应尽量与大型工业结合,采取联合供冷、供热应该是天然气应用发展的长期取向。如在新建的过程工业园区或已有的工业园区,由于过程工业特点一天24小时连续生产。可以利用燃气轮机排出的烟气进余热锅炉产生蒸汽供给工业用,24小时高效热电联产或热电冷联产。虽然没有调峰,同样能达到高效用能的效果。在大城市新建的过程工业园区里不可能再用烧煤来提供热电联产,采用燃气轮机的联合循环热电联产将是很重要的一种形式。如适当规模的联合循环电站部分联产潜力分析(深圳月亮湾180MW—蛇口区,南山电站---附近工业,惠州大鹏湾乙烯下游工业园区。没有数据)
四、加快发展以天然气为主的城市煤气
1. 取代油(煤)制气和LPG路线的比较
我国现有能源结构以煤为主,不仅能源利用效率低,而且严重污染环境。为此,国家已做出调整能源结构,推广利用包括天然气在内的清洁能源的战略决策。为实现城市居民燃料结构气体化,迫使我国原油加工产品之一的LPG或油制气大部分进入民用燃料市场,导致我国乙烯工业原料重质化,使乙烯生产能耗和成本长期高于国际水平,使我国有限的石油资源没有得到优化利用,经济损失巨大。
随着天然气的引进与开发,大规模应用于城市煤气,满足民用的需求,不仅清洁,还有其他许多优点。一是比LPG价格低。LPG市场价格与国际原油价格接轨,又与随炼制量的多少而波动,价格机制不稳,近年来,国际油价连续上涨,给用户造成巨大经济负担。天然气和LNG的价格是长期照付不议而且热值也比LPG高(见表1)。二是比LPG更安全。因为天然气比空气轻,故泄漏后容易扩散,而且燃点也高。三是将可使目前数百吨的LPG和部分发电重油回到石油化工原料上去,进一步优化我国石化产品分布结构,降低能耗,提高整体经济效益,为我国石油安全作出贡献。总之,天然气是一种优质、洁净、安全、经济的能源,是世界上最受欢迎的能源,作民用燃气取代LPG和油制气是必然趋势。
北京、天津、重庆等许多已经主要使用天然气的城市正在抓天然气化率提高,上海等许多主要使用煤制气的城市正在抓向天然气转换,深圳、广州等许多城市正在抓引进国外液化天然气,杭州、武汉等许多城市正在迎接西部天然气到来。
2、管网建设的深圳经验,与罐厢运输结合(参见七)
“西气东输”只能解决沿线大中城市,即使按照规划到2010年,全国也只有270个城市采用天然气,年用气量也仅为414亿立方米。由于城市管道供气主气源,由于气源、地理条件的限制,众多远离气源或输气管线,而气量利用效益较差,采用LNG技术是目前实现城镇气化的非管道输送的供气方式,通过汽车、火车将LNG运到用气地区,可以作为过渡气源或永久性气源。
特别是那些地处偏远山区、河网地带的中小城市,修建管道施工难度大,不经济,用LNG小区气化的方式来解决其对天然气的需求,是最为有效可行的方式,可以拓展天然气利用的空间和领域,在更大范围内推动能源结构的调整,改善城市大气环境。与罐厢运输结合,小区气化深圳燃气发展的经验为我们提供了良好的范例。
3、对于农村人口城镇化的意义和发展途径
为解决“三农”问题及社会发展的需求,我国目前正经历一个农村人口城镇化的过程。建设分布式小城镇,是一个必然趋势。在这些新开发的城镇过程中,能源问题是一个迫切的问题,决不应当走烧煤污染环境或用瓶装LPG的老路。在新城区建设规划中可以采用罐厢运输、小区气化、管网建设与热电冷三联产技术相结合的方式来解决,实现可能源、环境、经济和社会持续发展。
五、大力发展LNG交通能源
1、 LNG、CNG与LPG路线的比较;
随着国家清洁汽车行动步伐加快,取代汽、柴油、LPG、CNC等燃料,将是燃料结构调整的发展趋势,LNG将会成为汽车燃料中的主角。根据我国环保部门提供的数据,在北京、上海、广州等大城市,机动车对CO、HC、NOx的贡献率已经超过50%,有的已达到90%以上。这意味着机动车已经成为我国大城市大气污染的主要污染源。控制汽车排气污染已经成为十分急迫的问题。
天然气液化的过程是燃料纯化的过程,更有利于降低汽车发动机的排放。用作汽车加气燃料,与汽油、柴油和LPG、CNC相比,LNG具有辛烷值高、抗爆性好、价格低、充装量大、行驶里程长、尾气污染小等优点,是优质的清洁汽车燃料。与汽油相比,天然气汽车尾气中,CO减少97%,HC减少72%,NOX减少39%,CO2减少24%,SO2减少90%,汽车噪音亦可降低40%,可以说,天然气是汽车最佳的清洁燃料。LNG可以像运输燃油一样使用车船运送,这就为尚无天然气管道资源的城市和地区提供了使用天然气汽车的可能性。开展LNG汽车的应用研究,拓宽我国汽车行业利用天然气资源的领域,具有十分重要的意义。[15]
按汽油3.8元/kg,天然气1.7元/m3计,下表是四种汽车燃料的运行价格比。可见,天然气汽车与汽油汽车相比较,可节省费用约0.41元/km。若将汽油车改装为双燃料汽车所需费用为4000~8000元/辆,正常运行情况下,一年时间即可收回改装费用。
表1. 汽油、LPG、CNG和LNG汽车(以公交车为例)运行价格比较表

燃料
 
热值
 
价格
 
运行里程
 
运行价
 
汽油
 
44 MJ/kg
 
3.8元/L
 
2.7元/L
 
4.8km/kg
 
0.79元/km
 
LPG
 
46 MJ/kg
 
3.6元/L
 
1.8元/L
 
5.3km/kg
 
0.68元/km
 
CNG
 
50 MJ/m3
 
1.8元/Nm3
 
 
 
 
 
4.5km/m3
 
0.40元/km
 
LNG
 
(赖总提供)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. LNG发动机和加气站建设及技术经济分析
目前,我国汽车工业正面临着进入WTO以后的机遇和挑战,大力发展包括燃气汽车在内的清洁汽车技术,实现我国汽车工业和天然气工业的可持续发展已经刻不容缓。为此应加快研究、制订天然气汽车发展战略,制定相关扶植政策:
                                     i.  研究天然气发动机的制造、引进,加气站的建设,安全性保证等有关问题和对策。
                               ii.      研究借鉴国际的成熟经验,制订天然气汽车发展计划。据悉,广州市拟发展液化石油气(LPG)汽车;此举宜审慎考虑。因为虽然LPG有易于运输、储存等优点,但它国内市场价格昂贵且是宝贵的化工原料。因此需认真进行各种方案的技术经济论证。
                                  iii.  研究制订交通能源的技术发展、规模预测、引导性策略和能源供应对策,制订相应的鼓励采用天然气汽车的政策。
LNG与使用传统燃料相比,可使每辆车降低尾气废物排放85%,燃料成本平均减少30%以上,同时比液化石油气(LPG)代用燃料更为清洁和安全。如果全国有100万辆汽车改用天然气,一年大约可以节约500多万吨油料,节省约120亿元的油料费和上亿元的运费。由此可见,“油改汽”可以节约大量具有战略意义的石油和大量经费。
六、第三产业和小型工商用户进行热电冷联产改造是唯一出路
随着经济的快速发展,在长江三角洲、珠江三角洲地区等经济发达地区,工业发达、人口稠密地区,由于能源建设的暂时滞后,为满足经济发展的需求,建起了大大小小的燃煤和燃油锅炉,和小型燃油发电机组,不仅造成了能源效率低下,导致了严重的环境污染,还加剧了经济负担。这些小型工商业用户的出路就在于,进行清洁燃料热电冷联产的改造。主要可以有以下几种模式:
⑴中小型离散制造业工业园区的分布式能源站。这部分用户需要冷,也需要热水和蒸气。现在他们多半是用烧油的小锅炉来提供,能源效率低,生产成本高。环境污染严重。如果在工业集中的一个镇或一个区建立分布式能源站,在燃气轮机发电的同时,用余热向他们提供蒸汽,热水,就可以提供廉价的能源,降低制造成本,同时能量利用效率得到很大提高。这部分估计在珠江三角洲潜在的用户也是成百的。
⑵取代原来的小型柴油机电站。以东莞为例,为了解决经济发展对用电的快速增长需求,建设了一大批小型柴油机发电站,小的有几万kW,大的十几万kW。总的发电装机容量有数百万kW之多。当然,少数柴油机电站对余热也做了部分的利用。但是普遍来说能源利用效率还不高,环境污染严重,柴油价格又较高,不经济。在使用天然气代替柴油改造这些小发电厂的同时,用分布式能源站来代替它,有几大好处:一是顶替出了目前我国油料市场紧缺的柴油。二是天然气比柴油燃烧产物更干净,对环境影响更小。三是效率更高。它完全按照三联产的技术来规划,效率要比柴油机高得多,联产机会也更多。因此,发电厂,用户,政府都会得到经济效益。
⑶原来的燃气轮机电站改造为热电冷三联产电站。以深圳为例,目前深圳的一些燃气轮机电站正在进行这种改造。把原来的联合循环的一部分蒸汽抽出来供应附近的工厂,把原来工厂烧油的小锅炉停掉。这是大系统的用能优化,减轻环境污染,资源优化利用的重要途径。
七、 罐厢运输与管网的协调配合---天然气市场培育和开拓策略;
我国天然气资源远离能源消耗区,往往不能得到有效利用,因此,天然气的运输显得尤为重要。大规模的天然气的供气方式有两种:管道输气和液化天然气(LNG)运输。管道输气的投资较大,适用于稳定气源与稳定用户间长期供气,而以LNG地面机动运输代替地下远距离管道输送,可以节省风险性管线建设,有效利用距离较远的天然气资源。对一个大国来说,根本的途径应解决多气源长输供气和采用地下储气的相结合的方式,才能为能源安全提供更有力的保证,同时将加速清洁能源的推广和普及。为培育下游市场提供范例
LNG输送成本仅为管道输送的1/6~1/7,并可减少由于气源不足铺设管道而造成的风险,且液化前的净化处理使其成为洁净燃料。以LNG40英尺标准罐式集装箱,用火车和汽车联运,不仅具有装卸方便、灵活、可运、可储存的优点,而且可以方便地实现公、铁联运,即使万一出现事故,集装箱体对罐体具有一定的保护作用,降低运输安全风险。此外,LNG在气化态过程中释放出大量的冷能,其制冷量为0.1kWh/L。若将该冷能回收利用,既节约了能源又减少了机械制冷带来的噪声污染,同时又彻底解决了制冷剂泄漏造成的臭氧层破坏,这将LNG罐式集装箱运输,小区气化更具发展潜力。
另外,同所有的大规模管网,包括陕京管网,投用初期一样,“西气东输”目前看来尚未解决好供输平衡问题,气送到以后由于支线管网建设、配套措施、用户开发不足而出现供过于求的现象,将提高初期供气的成本。而罐箱运输项目由于灵活便捷,没有管网资金投入,且“以销定产”——即按用户的需求来供应,因此不存在投资沉淀性的资源浪费问题。它同管网运输不是竞争关系,而是互补关系。虽然罐箱运输的成本较管网运输高。但对于管网达不到的地方,它的价格对于新用户仍然具有竞争力。而当新用户达到一定数量和规模,管网的延伸建设项目“水道渠成”;罐箱运输公司便将这批用户转交给管网,自可再去开发新的用户。
中原油田LNG已经通过汽车运输到广东龙门。新疆广汇公司150万m3/天LNG液化工程也将于2004年4月向广东供气,并与深圳福田燃机电厂和深圳燃气集团公司达成了战略合作协议。汽车罐箱运输不仅是向没有管道地区供应天然气的手段,而且是为天然气管道运输公司开拓和培育市场、逐步延伸管网及服务范围的先锋。因此,罐箱运输是天然气用户市场的培育者和开拓者,是管网运输的伙伴和开路先锋。培育下游是天然气市场发展的重要任务。我国的天然气开发与应用市场已开始启动,其带动经济发展的潜力很大。
因此,发展LNG汽车罐箱运输也应是我国天然气规划的一个重要内容,包括:
(1)       开展LNG汽车罐箱运输的技术经济分析,降低输送成本,总结经验;
(2)       研究罐箱LNG市场开拓运作模式;研究制定总体输送战略方案;
(3)       支持、培育天然气汽车罐箱运输企业成长;
(4)       发展LNG工业,在加快天然气资源开发利用的同时,对拉动新疆运输业、制造业等相关产业的发展,促进深冷科技水平的提高,都将发挥重要的作用,最终培育成新疆经济发展的新的增长点。等等,这都是现在就要研究和规划的课题。
八、地区天然气的供需平衡与用户宏观布局规划;
1、多源引进与应用腹地规划战略研究
近年来虽然天然气工业的蓬勃发展、储量增长快,产量稳步上升,但资源禀赋有限、人均资源量小,而且可采天然气资源主要集中在中西部地区和海域,远离需求中心,都严重制约着天然气市场的进一步发展。虽然我国天然气资源的勘探和开发都有较大的潜力,但积极而适当地引进一部分国外天然气资源作为补充,在我国石油供给矛盾日益突出的条件下,这将不仅有利于我国能源消费结构的改善、有利于我国能源供需状况的改善、有利于城市大气环境的改善,对促进我国西北、东北地区天然气资源的开发利用也具有重要意义。而且已成为解决我国能源问题的重要途径之一,未来将在保证国家能源安全方面发挥越来越重要的作用。如广东、福建和浙江等地LNG工程项目的上马和实施。
从“西气东输”工程和“进口LNG”项目的投资额以及影响面之广,不在三峡工程之下。其经济效益的发挥,能源安全的考量以及当地社会、经济特点及需求,都是天然气引进开发的关键所在。关键取决于从全局整体利益出发,对天然气多源引进与应用腹地规划战略进行深入的定量的探讨与分析,将之纳入到国家能源规划、天然气规划、电力工业建设规划和电网运行规划当中,从系统工程的角度来统筹协调经济和能源发展规划。
2、 五种用户+罐厢运输用户的用气时段平衡研究与规划
天然气的主要用户有五类,用气规律各不相同。(1)联合循环发电是大用户,但是多半用于电网调峰,年运行3,500—4,000小时;调峰季节日运行16小时左右,夜间停机。(2)民用,多为炊事用,用量不大、间断、分散,集中在饭前一段时间。(3)工业及采暖锅炉和直燃式吸收制冷机;除过程工业用户外,也都不是连续运行的,并且效率极低、经济性很差。(4)分布式能源站热电冷联产用户,如果再加上蓄能(冷或热)系统设施,年运行时数可达6,000—7,000小时,并且效率最高,经济性好。(5)发动机燃料。
前述5种利用途径的时间特征各不相同,随着管道燃气事业的发展,城市调峰气源需要量将会越来越大供、用气量的平衡,同时城市管网供气的高峰负荷和事故调峰也都是保证天然气应用经济性的一个重要条件。如何统筹规划它们的规模、布局、运行策略等等,以使从码头、储罐到汽化站、管网、调压站的整个系统,做到操作运行的安全、经济、平稳、可控,也是一个需要超前进行研究和规划的课题。研究制订5种天然气利用途径的比例和布局,促进大系统供需平衡运做的策略,用气峰、谷负荷需求与供气系统能力、特性的平衡匹配研究。
(1)       不同用户各自的用气负荷变化规律及影响因素研究
(2)       对管网系统内不同用户天然气定价策略研究
(3)       天然气管网和电网峰、谷负荷规律及二者间协调配合的研究
(4)       在各种负荷条件下通过实行分时段计价优化管网运行的策略研究(建模和求解方法)
(5)       天然气管网系统内各种用户负荷最优匹配方案研究
九、 经济---能源结构—环境模型建立和决策辅助平台开发
1)        不同地区天然气路线竞争优势,能源结构不同选择
天然气作为一种进入市场的优质气体燃料商品,它与当地社会、经济特点有密切关系,需考虑用户及市场,才能探讨如何利用天然气利用技术开拓用气市场。例如分布式能源用所气,玻璃、陶瓷、食品、轻纺等产业用气,CNG车辆燃料用气等等这些极具活力的市场进行认真细致的调查研究,对具体的需求结构分析,包括按用户类型,按市场类型(传统市场与新兴市场),按用气经济效益情况,从而得出用户发展进程。在各类用户用气承受能力分析上最基本的是燃料替换(计入燃烧效率)燃料支出费用的比较,更深入且全面一些则应进行燃料替换产生的直接和间接经济效益分析。建立模型针对不同地区,不同经济状况确定不同的能源结构,有针对性地发展天然气。
2)        特定地区经济结构决策受能源环境制约分析
随着经济的快速发展,各地区经济结构和发展状况也不尽相同,因此对特定的地区,必须从能源—经济—环境协调可持续发展的高度,考虑能源结构同产业结构的互动关系,统筹规划能源结构和产业结构的调整,仔细分析权衡直接经济效益与同环境相关的社会效益的得失,同时还要定量地研究周边国内外能源供应地区的政治、经济、地理、运输等条件,制订安全可靠、经济合理的供应保障方案。全面科学决策。
3)        地区经济—环境—能源协调规划的制订
以上所有这些措施,首先都必须建立在制订统筹兼顾、高瞻远瞩的全局规划的基础上。由于科技进步加速、经济条件变化也很快,因此规划必须每1-2年一次滚动制订。这就要求首先开发建立一个全国和地方的经济发展—能源保障—环境保护综合集成模型,和相应的基础设施、自然、社会、经济、技术等数据库;在考虑经济现状及结构调整和发展规划与资源、能源、环境之间的互动关联和影响和掌握大量数据的基础上,建立定量的模型,测算在未来各种变化条件下,可能产生的趋势,可供选择的对策、方案以及相应的结果,形成一个虚拟运行与模拟优化的计算机平台,使之成为信息支持系统和辅助科学决策的工具。这是保证能源安全、经济高速发展并稳步改善环境状况,实施可持续发展的关键,也是新世纪社会发展总体战略目标能否顺利实施的关键所在。
 

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