我国政府2004年制定的全面能源发展战略中，一个重要策略就是用好国内外两种资源、两个市场。因为我国人均资源占有量不到世界平均水平的一半，而我国经济总量迅速扩大，长时间大量依靠国外能源将不可避免。我国政府、相关部门和公司在引进国外资源上都做了很大努力，从国外进口石油、天然气（NG）等清洁能源和战略资源。我国第一个引进LNG的深圳大鹏项目已于2004年3月正式开工；与俄罗斯、委内瑞拉等国的能源谈判也正在进行。如何引进并用好能源资源，是必须认真研究的战略问题。
一、国外LNG市场概述
海上LNG市场从上世纪80年代开始，年贸易量超过1亿吨；主要买家有日本、韩国、中国台湾等。2004年开始石油市场新一轮的价格持续高涨，刺激了天然气市场的拓展。美国政府加紧了对世界天然气资源的争夺和控制, 放缓开发本土油气，加紧进口，计划建设40个LNG接受港口终端站；并签署了在卡塔尔建设年产3000万吨LNG生产基地的意向性协议。
中国政府已制订的能源发展战略中，重视了LNG的引进。在2020年计划耗用的2200亿立方米天然气中，进口LNG约1000亿立方米（约1亿吨油当量）。已计划建设7个LNG接受港口终端站。2015年以前，中国将建造30多艘大型LNG船。预计2005年进口LNG将达320万吨，2010年1900万吨，2015年3300万吨，2020年6700万吨[1]。
近几年,世界LNG将在2000年1亿吨的基础上新增1亿多吨生产能力(见表1), 其中相当一部分尚未确定市场目标。估计世界LNG市场将按8%以上的速度发展，单从数量上看, 可以满足中国逐渐扩大的需求。
表1 世界新建扩建的LNG项目
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国 家 |
项目数量 |
投产时间 |
能力(104t/a) |
市场目标 |
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马来西亚 |
1 |
2002年12月 |
600 |
印度、日本 |
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卡塔尔 |
1 |
2003年 |
1000 |
印度 |
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澳大利亚 |
6 |
2004-2005年 |
2500 |
日本、印度、中国大陆及台湾 |
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印尼 |
3 |
2005-2007年 |
2600 |
日本、韩国、中国 |
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俄罗斯 |
2 |
2005年 |
1200 |
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也门 |
1 |
2005年 |
530 |
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埃及 |
1 |
2005年 |
360 |
法国 |
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伊朗 |
1 |
2010年 |
1000 |
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特里尼达/多巴哥 |
1 |
2003年 |
660 |
西班牙、美国 |
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尼日利亚 |
1 |
2002年 |
280 |
西班牙、葡萄牙 |
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安哥拉 |
1 |
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400 |
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合计能力 |
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11130 |
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从储量上看，俄罗斯、伊朗、卡塔耳、沙特、伊拉克、科威特、阿联酋、委内瑞拉、尼日利亚排前9名，应是未来提供LNG的潜力供应商，特别要关注俄罗斯。
但LNG市场也不仅仅是一个贸易问题，既包括各大国之间在经济、政治和军事各方面错综复杂的关系，也包括了在投资、贸易等方面各跨国公司之间的激烈竞争。我们需要用好国外LNG资源，进入国际LNG市场,不是一个简单的问题。
二、天然气产业链与石油化工产业链的关系
从国外购买油气资源不是一个简单的贸易问题。油气资源的开发利用是一个产业链。源头是油气田的勘探和开发。油气采出以后，通过集输和初步分离，主要有3种产品，即原油、凝析油和天然气。“天然气”有两种:一种是含10%～20%的乙烷、丙烷（C2+）的“湿气”，另一种是含甲烷95%以上的“干气”。天然气分离净化后的产业链的发展有两个路线:一个是通过管道或就地液化运输到市场销售；另一个是把湿气中的乙烷和丙烷分离出来，连同凝析油一起就地建设乙烯加工厂，以水蒸气裂解法制备乙烯作为商品销售。因此，以天然气为源头的化工产业链前端包括下列5个环节：1）勘探开采，2）集输净化，3）分离，4）运输（管道或LNG船），5）对碳一化工，是甲烷的转化；对非碳一化工，是C2+裂解制乙烯。中东几乎的全部、美国的3/4乙烯裂解原料是C2+和凝析油等轻烃。
一般的石油化工产业链的前端，是以炼油厂的加工产品，从石脑油到加氢尾油的石油馏分、也包括2碳到4碳轻烃为原料的水蒸气裂解制乙烯和丙烯，占石化工业中端（三大合成和化工中间体）原料资源的70%（另外30%主要是4碳、5碳轻烃和芳烃）。包括聚乙烯、聚丙烯及其它三大合成产品及中间体经后续加工成各种纤维、塑料、橡胶和精细化工产品的是产业链的下游（末端）。因此可以说，乙烷和乙烯是天然气非一碳化工产业链和石油化工产业链的交汇点。
三、天然气中的C2+轻烃是乙烯工业的极好原料
引进LNG对我国整个国民经济特别是石化工业的发展具有重要的战略意义。作为城市燃气、负荷中心的电站燃料、汽车燃料和即将高速发展的“第二代能源供应系统——冷热电联供的分布式能源系统（DES/CCHP）”的燃料，对优化我国能源结构、提高能源利用效率、改善生态和环境，具有十分重要的意义。
与此同时，必须强调指出，天然气特别是含有大量的C2、C3烷烃的“湿天然气”和主要由C3、C4构成的凝析油，都是乙烯工业的极好原料。乙烯工业是石油化工的龙头，是衡量一个国家石化工业发展的重要标志。乙烯成本中裂解原料费用所占比例很大，以石脑油和柴油为原料的乙烯装置原料费用占总成本的70％～75％。用乙烷丙烷代替石脑油为裂解料，投资可节省30％，能耗降低30％～40％，综合成本降低10％。中东以乙烷为原料生产乙烯,其乙烯生产成本低达100 美元/t 。而我国由于原油资源偏重、轻烃收率低，天然气开发利用起步晚，乙烯原料过于依赖国内炼油厂，导致乙烯装置原料品种杂而且偏重；按2002年数据，石脑油占60%、柴油11%、加氢尾油12%，轻烃只占10%，成本高达530美元/a【3】。2003年国内乙烯平均能耗为30.6 GJ/t，几乎高出国外先进水平(17.3GJ/t)的一倍【4】。
我国乙烯工业目前正以极快的速度发展，但自给率仍只有30%～40%左右。表2列出了近年来我国乙烯原料构成的变化情况。1998年以前，我国乙烯原料近半数是柴油及更重组分；与国外比较，直到2002年，我国乙烯原料仍是世界最重的国家；轻烃只占原料构成的1/10（见表2）。这是与我国石油偏重，并采取乙烯原料主要立足于国内炼油企业的策略分不开的。
表2 我国乙烯装置原料构成
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年度 |
乙烯产量 (104t/a) |
原料总量 (104t/a) |
原料构成( ％) |
乙烯耗原料，t/t |
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轻烃 |
石脑油 |
柴油 |
加氢尾油 |
其他 |
||||
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1992 |
200.34 |
694.30 |
10.00 |
35.70 |
52.70 |
1.60 |
- |
3.466 |
|
1996 |
303.67 |
1026.00 |
6.94 |
47.01 |
38.56 |
7.46 |
0.03 |
3.379 |
|
1998 |
377.24 |
1232.64 |
5.51 |
47.51 |
30.22 |
10.87 |
5.89 |
3.267 |
|
2000 |
469.77 |
1504.91 |
5.54 |
61.52 |
12.63 |
11.90 |
8.41 |
3.204 |
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2002 |
541.90 |
1727.45 |
10.61 |
59.97 |
11.37 |
12.17 |
5.88 |
3.187 |
用乙烷生产乙烯装置生产成本为200～240 美元/ t；采用石脑油为原料制乙烯成本约为320～500 美元/ t；而我国的乙烯生产成本更高。按照目前的规划，到2010年中国将增产乙烯约900万吨/年，总产量将达1500万吨，自给率提高到56％。如果按目前的乙烯原料路线，则需新增裂解料2900万吨，折原油约9500万吨/年。中国炼油厂将为此付出沉重的负担，石油对外依存度也进一步加大；给我国能源安全带来更大的隐忧。因此，通过从国内开采和进口的LNG中分离出C2+作为乙烯原料，对保证我国石化工业的原料供应、提高乙烯工业竞争力意义重大[2]。按2010年产乙烯1500万吨计算，如果新增的888万吨乙烯按50％的原料用乙烷、丙烷，则每年大致需从约5000万吨湿天然气中分离出C2+ 700万吨 (包括可以利用油气藏中的凝析油)。若按国产进口各半考虑，国内要从气田产的2500万吨/年（或300亿立方米/年）湿天然气中分离；进口则必须保障每年增加350万吨湿LNG，7年后达2500万吨/年；并且利用到岸LNG的冷量，将C2+高效率、低成本分离出来。如可实现此目标，则：第一，用乙烷丙烷代替石脑油为裂解料，投资可节省30％，能耗降低30％～40％，综合成本降低10％。按照新增的888万吨乙烯的50％用乙烷、丙烷为原料计算，与完全用气体原料比较，可节约投资约1110亿元，利润增加300亿/年。第二，可少进口原油近5000万吨/年，显著降低我国石油的对外依存度。
甲烷是重要的碳一化工原料，主要有合成氨、甲醇、乙炔、氰化物、甲烷氯化物、硝化物和二硫化碳等十几个品种及一些二次加工产品。此外，正在研发的天然气直接转化为合成气技术是比碳一化工更广阔的资源利用途径。有的天然气转化技术，目的产品收率不高，但是如果把化工利用同能源利用集成起来，即令一次转化后的可燃气体进入CCHP系统，总效率就可能很高；并且能够承受比较高的天然气价位①。
另一方面，从进口的LNG中分离出C2+，除上述的解决化工原料方面的需要外，还有重要的经济原因。因为进口LNG的价格远高于煤，如果仅把LNG气化后作为发电或城市煤气的燃料，中国目前的市场是承受不起的。而通过包括LNG冷能在内的能源高效热电冷联供和分离C2+作为化工原料的综合利用，便可以把天然气的终端使用成本大幅度降低。研究表明，LNG的冷能用于C2+分离、和裂解制乙烯装置中的裂解产物深冷分离，是LNG冷量利用的最佳途径。2500万吨/年LNG冷量利用，可创利70亿元；加上分离出来的C2+替代石脑油使其价值得以提升，粗略估计，约可使每立方米天然气成本降低0.3元左右；使得进口LNG的竞争力大大提升。这样，我们才能在更大的程度上用好海外的LNG资源[7]。
四、利用海外LNG中的C2+资源制乙烯的方案选择
根据第三节所述，天然气作为化工原料的产业链主要包括5个环节，因此从海外进口LNG有4种产业链安排方案可供选择。
（1）从产业链末端，即从中东进口液态乙烯，船运回国。中东（如沙特阿拉伯）由于资源丰富，就地开采，就地加工，原料和劳动力等各项成本很低，所以沙特的乙烯为世界上成本最低的。乙烯经液化、船运再汽化的成本远低于国内生产乙烯的成本。目前国际上液态乙烯市场已经有一定规模。但我国尚没有开展进口贸易。
（2）进口LNG湿气，在我国的进口终端站将其中的C2+分离出来，就地或者在附近建厂生产乙烯。LNG沸点温度为－160℃左右，含大量的冷能，将此冷能用于分离湿气中的C2+和分离裂解产物中的乙烯、丙烯，可把天然气液化耗费的大量冷能最充分地加以利用，比国内原有的以石脑油和更重的原料生产乙烯的成本低得多[7]。但有一系列的系统技术问题需要研究，例如包括冷能利用、轻烃分离的优化、轻烃分离和乙烯裂解以后的分离装置之间的集成、终端站供气的调峰和轻烃分离连续生产之间的矛盾、LNG接收站与分离装置、乙烯裂解装置的投资主体，LNG组成的稳定性等商务问题。
（3）直接投资到海外去勘探开发油气田。将开发出来的原油、凝析油和湿天然气分离，湿气就地液化为LNG，分别船运回国。这比途径（2）又往上游走了一步。虽然增加了上游的投资和相应的政治、军事安全风险，但也增加了能源和资源供应的保障。
（4）在（3）的基础上，进一步在当地投资建乙烯厂，进一步从湿天然气中分离出C2+烷烃，与凝析油一起，作为原料生产乙烯。把剩下的干气（甲烷）和产品乙烯液化，用特殊的冷运船运输回国。乙烯沸点为-104℃，甲烷沸点为-162℃。两者分别装运，也可同船分仓装运。而在接受港口的终端站，用LNG汽化的部分冷能提供贮存乙烯所需冷量，可大大降低乙烯贮存成本。此方案需解决LNG和乙烯两者气化时冷量的优化利用以进一步降低成本的问题，因这时已没有分离C2+烷烃和裂解产物要用的冷能了。
五、利用海外市场LNG的战略思考
上述几种LNG产业链各有优缺点，但我们的选择受到客观条件的约束，因为能源是当前国际政治、军事、经济斗争的焦点。在参与国际政治、经济斗争中，必须有全方位的战略。必须同时考虑争夺对象的能源资源的经济策略，即上述的4种选择。我们只能根据所选能源产地的地缘政治、军事和经济状况和最有利的经济路线来做出选择。单从能源和资源保障方面来看，上述4种方案以第（3）、（4）两种最优，因掌握了整个产业链，掌握了从源头到终端所有过程的主动权。唯一的风险就是政治和军事方面的风险，也就是当投资所在地发生战争，或在战争发生的情况下，海运受到其他国家的干扰。而从技术经济方面看，前两种选择除了政治、军事方面的风险外还有经济贸易风险，如第（1）种从中东购买液态乙烯，只运输液态乙烯不如把LNG和乙烯同时集成同时运输经济，但在同一地方同时购买LNG和液态乙烯，市场供货很难保证。第（2）种方案的风险是能否始终买到LNG的湿气。至于第（3）、（4）两种方案哪个更经济，还需进行深入的研究比较；并且还取决于在气田的深冷分离过程和在接收站的冷能利用过程与LNG和/或乙烯裂解分离过程的能量集成程度，以及在不同地方投资和运行成本的比较。
