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- 合肥寶發(fā)動力技術(shù)股份有限公司
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- 所在地區(qū):中國 安徽省 合肥市
為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、提高人民生活水平和保護(hù)環(huán)境,我國正在大力推廣使用天然氣?!拔鳉鈻|輸”、“俄氣南供”及“LNG引進(jìn)”等項目的計劃和實施,為許多城市能夠用上天然氣創(chuàng)造了條件。大多數(shù)城市都已經(jīng)認(rèn)同了天然氣,在國家供氣規(guī)劃中的城市正在積極地為天然氣的到來做準(zhǔn)備,不在規(guī)劃中的城市也希望用上天然氣。
為了能使人們更快地用上天然氣,并為管輸天然氣的到來做好準(zhǔn)備,我們在三年前就引進(jìn)和使用了CNG、LNG非管輸供氣技術(shù),實現(xiàn)了多個城市的天然氣供應(yīng)。
LNG供氣技術(shù)隨著大型LNG接收站及LNG液化站的建設(shè),其應(yīng)用條件已逐漸成熟。我們是否應(yīng)該采用LNG供氣方案,在什么條件下采用LNG供氣方案是應(yīng)該研討的問題。
CNG與LNG非管輸供氣方案從技術(shù)的角度講是成熟的,都適用于不能或暫時無法通過長輸管線供氣的中小城鎮(zhèn),其主要環(huán)節(jié)有:生產(chǎn)、運輸、儲存、減壓或氣化、管道供氣等。在日本,經(jīng)大型LNG船運到東京LNG接收站的LNG部分被分裝,通過LNG低溫槽車、火車或小型LNG輪船運輸?shù)揭?guī)模較小、鋪設(shè)管線不經(jīng)濟(jì)的中小城鎮(zhèn),較好的經(jīng)濟(jì)效果。這里僅從經(jīng)濟(jì)方面對影響方案選擇的主要因素加以探討,管道運輸不經(jīng)濟(jì)的中小城鎮(zhèn),在何種條件下選擇LNG或CNG方案。
一、氣源
CNG的生產(chǎn)是將低壓的天然氣壓縮成高壓狀態(tài)(20-25Mpa),便于運輸。其生產(chǎn)設(shè)備投資成本較小,運行費用較低。CNG供氣方案的這個特性,使著我們能較靈活地在靠近用氣城市的周圍選擇CNG生產(chǎn)地。尤其是對儲量較小的零散氣井的利用,經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢更為突出。對有管道天然氣的城市燃?xì)夤竟?yīng)離市區(qū)較遠(yuǎn)的居民小區(qū)也是較經(jīng)濟(jì)的。
LNG的生產(chǎn)是將氣態(tài)的天然氣冷卻到液態(tài)(-162℃),由于凈化、液化工藝復(fù)雜,導(dǎo)致設(shè)備投資較大,運行費用較高。LNG液化站一般應(yīng)建在氣井處,氣源充足,氣價低,LNG產(chǎn)量大,便于回收投資。LNG供氣方案的這個特性,使著LNG液化站一般距離用氣城市較遠(yuǎn)。在國內(nèi)用于非管道運輸?shù)腖NG有兩種來源。一是即將建設(shè)的深圳、福建等大型LNG接收站,二是以小型零散氣井或放散氣開發(fā)利用為目的的小型LNG站,如濮陽液化站通過汽車運輸,供應(yīng)到了山東淄博、青島、江蘇蘇州、姜堰、浙江余姚、廣東的龍川等城市,供氣半徑達(dá)1500公里以上;新疆廣匯土哈LNG站,計劃用火車運輸,運輸距離達(dá)4000公里等。
由于LNG液化站和大型接收站的投資比CNG壓縮站要大得多,在此不予分析,我們僅對LNG和CNG的氣源地售價(調(diào)查或估算價格)給予比較:
值得說明的是如果是管輸氣作為CNG壓縮站的氣源,則CNG售氣價與當(dāng)?shù)貧庠礆鈨r相關(guān);如果是氣井氣直接做為CNG氣源,則其售價就可能低很多。
因此從氣源的角度看,CNG與LNG供氣方案相比,很難說那個更好,需視具體條件比較而定。
二、運輸
CNG一般采用高壓氣瓶組槽車通過公路來運輸。常用的槽車是由8只氣瓶組成,幾何容積為2.25m3/只,槽車在20Mpa壓力下的運氣量為4550Nm3/輛;LNG一般采用低溫儲罐槽車通過公路、水路、鐵路來運輸。現(xiàn)階段我們低溫儲罐由內(nèi)、外殼組成,采用真空纖維絕熱技術(shù),幾何容積為30-50 m3 (這里按30 m3考慮),當(dāng)容積充裝率為90%時的運氣量為16740 Nm3/輛。
兩類槽車的投資如下表:
比較上表可發(fā)現(xiàn),一車LNG相當(dāng)于3.68車CNG的運輸量,但兩種槽車體積相同,滿載總重量接近,設(shè)備投資相近,,這導(dǎo)致CNG供氣方案的運輸設(shè)備投資及運行成本在相同條件下明顯地比LNG方案大。
不過,運輸距離對設(shè)備投資及運行成本有很大影響,下面我們結(jié)合具體的假設(shè)條件來進(jìn)行分析。
情況1:
假設(shè)LNG氣源地和CNG氣源地與用氣城市距離相同,往返為1000km;城市日用氣量為4萬Nm3/天。
比較兩表中的投資及運輸費用,在長距離運輸條件下,LNG運輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性明顯比CNG好。
情況2:
假設(shè)LNG氣源地與CNG氣源地距離相同,往返為200km;城市日用氣量為4萬Nm3/天。
比較兩表中的投資及運輸費用,在短距離運輸條件下,LNG運輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性也明顯比CNG好。
情況3:
不過,前面已提出,LNG氣源地一般較遠(yuǎn),而CNG的氣源地相對較近。因此在比較中我們應(yīng)充分考慮距離的因素。
假設(shè)LNG氣源地與用氣地的往返距離為1000km,CNG氣源地距離用氣城市往返為200km;城市日用氣量為4萬Nm3/天。則
由兩表可看出,在假設(shè)運輸距離條件下,CNG方案的經(jīng)濟(jì)性要好于LNG。
舉例說明,假設(shè)廊坊到A市的距離為100km,濮陽到A市的距離為500km,CNG與LNG的氣源地購買價均為1.6元,則CNG到A市的價格為1.747元/ Nm3;LNG到A市的價格為1.779元/ Nm3,CNG方案較優(yōu)。另外,如果A市在前期用氣規(guī)模不大的情況下,可適當(dāng)減少CNG車的數(shù)量(例如2輛),使前期投資下降300多萬。在這種情況下,從運輸?shù)慕嵌瓤?,使用CNG供氣方案要優(yōu)于LNG方案。
假設(shè)廊坊和濮陽到B市的距離均為500km, CNG與LNG的購買價均為1.6元/ Nm3,則CNG從廊坊到B市的價格為2.254元;LNG從到B市的價格為1.779元/ Nm3。假設(shè)B市日用氣量為40000Nm3,則采用LNG方式一年的運行費用比CNG要節(jié)省近700萬。
因此從運輸?shù)慕嵌瓤?,如果CNG方案在運輸距離上沒有明顯優(yōu)勢,則采用LNG方案較好。
用氣城市CNG價格=加氣站的氣源價+壓縮費用+運輸費用+卸氣費用
用氣城市LNG價格=LNG成本+運輸費用+汽化費用
從現(xiàn)有的LNG資源分析,濮陽LNG出廠價1.65元/ Nm3、廣匯土哈LNG到達(dá)北京的成本價約1.8元/ Nm3(這里沒有計液化工廠的利潤)、LNG接收站的出廠價格應(yīng)該高于1.65元/ Nm3;CNG的壓縮綜合成本(按滿負(fù)荷計算)約0.12元/ Nm3。
三、儲配站
在儲配站,CNG槽車中的燃?xì)庖话阈杞?jīng)兩級減壓至1.6Mpa左右,然后進(jìn)入儲罐或經(jīng)三級調(diào)壓器輸送至城市管網(wǎng)。CNG在減壓的過程中伴隨著溫度降低的過程,因此必須在兩級減壓前加熱。
LNG槽車中的LNG經(jīng)槽車自身的自增壓系統(tǒng)增壓后,進(jìn)入LNG儲罐。儲罐中的LNG再經(jīng)自增壓系統(tǒng)壓入氣化器中氣化,經(jīng)調(diào)壓計量送入城市管網(wǎng)。由于涉及相變過程,為防止出現(xiàn)超壓現(xiàn)象,還設(shè)置了BOG系統(tǒng)、放散系統(tǒng)、氮氣吹掃系統(tǒng)等。
儲配站涉及了許多投資及運行費用,不容易分析比較。不過,CNG儲配站與LNG的主要差異在于儲罐、減壓、氣化等工藝設(shè)備的投資,所以我們僅對調(diào)壓計量前的工藝設(shè)備投資加以比較。
假設(shè)系統(tǒng)供氣設(shè)計能力為4000Nm3/h,日用氣量為4萬Nm3。設(shè)備折舊10年。
從主要設(shè)備的總投資來看,為達(dá)到相同的能力,LNG方案要優(yōu)于CNG方案。但以下因素可能會導(dǎo)致LNG方案不如CNG方案:
A、CNG方案僅經(jīng)過減壓過程,系統(tǒng)工藝簡單;而LNG方案需經(jīng)過液態(tài)變氣態(tài)的過程,包括放散、BOG、氣化、自增壓、置換等,工藝復(fù)雜。這使著LNG方案在設(shè)計、施工、設(shè)備采購等方面投入的時間、人力和財力都要比CNG方案多,并且由于設(shè)備多、管線復(fù)雜使得儲配站面積增大。
B、LNG氣化操作的復(fù)雜程度比較高,這會導(dǎo)致儲配站運行費用比CNG方案高。
C、如果采用非管輸供氣只是暫時的,在較短時間內(nèi)即可實現(xiàn)管道供氣,那么CNG方案是有利的。因為CNG方案所建的球罐在管道供氣時仍可使用。
四、通過上面的分析可知,CNG方案與LNG方案各有其適用條件,必須以實際條件為前提來選擇。影響方案選擇的外界因素主要有:
A、氣源價格:氣源價格是影響成本的一個主要因素。一般條件下,CNG的出廠成本比LNG低的較多。
B、距離:從上面的分析看,距離是影響方案選擇的一個非常重要因素。運輸距離越遠(yuǎn),LNG運輸越有優(yōu)勢。
C、供氣規(guī)劃:考慮到當(dāng)?shù)貧庠促Y源、氣源價格、運輸費用、用氣規(guī)模、長輸管道供氣的時間因素,應(yīng)適當(dāng)?shù)姆桨阜桨浮9庖?guī)模越大,天然氣的運輸量也就越大,由于CNG、LNG槽車的價格差不多,用LNG方案投資比CNG要小的多,供氣的可靠性也就越強;適當(dāng)?shù)臍庠磧r格、和運輸距離,CNG方案比較經(jīng)濟(jì)、合理;長輸管道 在何時通過也是影響方案選擇的一個主要因素。因為如果在較短的時間內(nèi)即可長輸管道供氣,CNG方案中的球罐可繼續(xù)發(fā)揮作用,CNG系統(tǒng)較簡單,可方便地挪為他用;對于用煤制氣的公司,如果在較長時間內(nèi)仍無管道供氣的可能,LNG是比較適合的。
D、用氣規(guī)模:對于在一定時間內(nèi)有可能長輸管道供氣的城市,暫時采用非管輸供氣,逐年用氣規(guī)模的大小對方案的選擇影響很大。對于剛開發(fā)的且在三、四年內(nèi)能實現(xiàn)管輸供氣的城市,用CNG供氣方案可較快速地實現(xiàn)供氣。盡管CNG運到儲配站的價格可能會高于LNG方案,但由于前幾年用氣量不大,且考慮到初投資及設(shè)備的使用連續(xù)性,選擇CNG方案會更好。對于短期內(nèi)用氣規(guī)模較大的城市,考慮到運行費用的原因,LNG方案可能是較好的選擇。