LNG汽车是什么?适用于哪些运输需求?,

一生要强的清洁能源LNG,到底有多拼?

话题导读

近日,上海LNG(液化天然气)站线扩建项目获得上海市发展改革委和浙江省发展改革委联合核准,距离开工建设又迈进一步。项目新增建设规模600万吨/年,总投资约170亿,包括码头工程、接收站工程和输气管道工程三部分。

据了解,该项目计划“十四五”期间建成码头工程、输气管道工程和4座LNG储罐,力争2030年前全部建成投产。建成后,对于完善上海天然气产供储销建设体系、加强城市供气安全,优化能源消费结构以及提升长三角地区天然气总体保障能力等具有重要意义。

LNG接收站是我国LNG产业链中的重要环节,也是我国接收进口LNG资源的重要中转站,其建设情况将直接影响我国天然气供应安全。此外,从当前的情况看,我国绝大部分的LNG接收站与内陆天然气管网相连接,更凸显其在调峰保供方面快速响应能力的强大优势。

图为LNG储罐

LNG(Liquefied Natural Gas)的中文名是液化天然气,是将气田生产的天然气净化处理后,经一连串超低温液化而获得的常压下液体天然气,被公认是地球上最清洁的化石能源。这可能是LNG最有个性的一点。

尽管与煤炭、石油等同属于化石能源,但LNG偏要做个“清洁能源”,颇有几分魔童哪吒“我命由我不由天”的气魄,而且还真做成了。不过,这个过程可真是充满了艰辛,一步更比一步难。

一生要强的LNG经历了怎样的“九九八十一难”,又是如何最终成就“清洁能源”美名的?

拼了!为了出生苦修万年

通常所说的天然气,是由深埋在地下的古生物在高温、高压下经过各种不同的化学反应后产生的一种可燃性气体。天然气的自然形成其实是极为漫长的,其时间跨度是数十万年甚至是数百万上千万年。

在物换星移的岁月长河里,大量古生物质经过时间的沉淀和复杂的地壳运动后,被掩埋在地壳深处。在压力与地热的作用下,它们才开始慢慢分解,再经过漫长的地质时期,最终演变成了今天的煤炭、原油和天然气等化石燃料。

天然气组分示意

从生物质演变成天然气,天然气的这一出生过程历经了千辛万苦,也算得上是一场跨越千万年的修行。正因如此,天然气也被认为是不可再生资源。

不过,对于LNG来说,这场千万年的苦修只不过是一个开始而已。真正想要发挥出清洁能源的作用,还有很长很长的路要走。一句话,无论多难,拼了。

抗住零下162度的考验

从气态变成液态,是天然气的一次华丽变身,但这华丽的背后是LNG必须完成的又一个挑战。LNG的制造过程就是一次“极端考验”:先将气田生产的天然气净化处理,再经压缩及超低温冷却至其凝点(-161.5℃)温度后变成液体,成为名副其实的“液化”天然气,并储存在零下161.5摄氏度、0.1MPa左右的低温储存罐内。这样做有什么好处呢?

这就不得不说说液化天然气LNG的优势了。

LNG体积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,可以像石油一样安全方便地储存及运输。

LNG储存效率高、占地少、投资省。10立方LNG储存量就可供1万户居民1天的生活用气。

LNG作为优质的车用燃料,与汽油相比,具有辛烷值高、抗爆性能好、延长发动机寿命、燃料费用低、环保性能好等优点。

LNG组分较纯,燃烧完全,燃烧后生成二氧化碳和水,对空气污染非常小,而且释放出的热量大,有利于保护环境,减少污染。

由此可见,LNG是一种比较先进的、非常清洁的能源。作为“对环境友好”的清洁能源,LNG的地位日益上升,市场前景十分广阔。技术的发展也提高了LNG在全球能源市场的竞争力。

金帝联合能源LNG加气站

以LNG汽车为例,具有尾气排放量极低、噪声和震动较低等优点。LNG发动机排放的氮氧化物只有柴油发动机排放的25%,碳氢化合物和碳氧化合物分别只有柴油发动机的30%和12%,颗粒物的排放几乎为0,并且LNG发动机的声功率只有柴油发动机的36%;使用LNG做汽车燃料,其尾气中的二氧化氮、二氧化碳含量比使用燃油燃料降低98%和30%,环保优势显著。

不以万里为远不以江海为阻

与煤炭、原油这些传统化石能源相比,天然气还具有储量较多、开采难度相对低等优点。虽然不如太阳能和风能更环保,但在较长的一段时期内,人类社会还无法完全摆脱对化石能源的依赖,在全球气候变化的大背景下,有清洁能源优势的天然气自然是拥有强劲的市场需求,但传统的管道供应限制了从产地到终端的范围。LNG就很好的解决了这个问题。

LNG的运输除了装载特殊储罐的汽车、LNG运输船,还有大家不太熟悉的铁路运输,直接通过海运、陆运、铁路就能运往世界各地的天然气接收站,再在接收站转化成气体,经由当地的管道输送至终端使用单位。LNG真正实现了让没有天然气的地方也能使用天然气。

图为平湖独山燃气

不过,好事多磨。在送到终端用户前,LNG还得再经历一次“极端考验”:重新由液态转换成气态。在重新气化过程中,LNG会从约零下162度大幅升温到0度以上,再经过计量、加臭(天然气无色无味,需通过添加四氢噻吩增加气味,便于探测气体泄漏)、分析后进入输送系统。

从产地到终端的长途跋涉,LNG就像是一位接受挑战的勇者,先从常规气态冷却到零下162度,又再度气化升温到0度,经历的是冰火两重天。这一趟走下来,满是艰辛。

历经千辛万苦方可担当大用

从化石能源向完全清洁能源转型势不可挡,但短期内很多国家还不具备完全转型的技术和基建。近年来,随着国际油价上涨和环保压力的加大,LNG这种高效清洁的能源受到世界各国的普遍重视。

2021年,全球LNG贸易量以3.723亿吨创新高,较2020年增长1620万吨,展示出明显的后疫情市场需求复苏。

2021年,中国首次以7930万吨的进口量取代日本成为全球最大的LNG进口国,相较于2020年6890万吨的进口量,增长了15%。日本、韩国和印度分别以7430万吨、4690万吨和2400万吨的进口量位居世界第二、三、四位。

需要指出的是,尽管我国LNG进口量总量超过日本,但人均依然很低。我国人口占世界20%,石油、天然气和煤炭储量分别只占世界的2.1%,1%和11%,这三种化石能源的人均占有率也只有世界平均水平的11.1%,4.3%和54%。

全球LNG市场需求规模巨大,但能够大规模出口的国家也不多。截至2022年4月,全球共有19个LNG出口国和40个LNG进口国。其中,排名世界第一的是澳大利亚,出口量为7850万吨。卡塔尔、美国和俄罗斯列世界第二、三、四位,出口量分别是7700万吨,6700万吨和2960万吨位。

作为清洁能源,LNG被世界许多国家重视和推广,其用途也十分广泛。工业上主要用于发电,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。还可以用在玻璃、陶瓷制造业和石油化工及建材业(无碱玻璃布),可极大地提高产品质量和产品档次。

此外,LNG所含的甲烷可用作制造肥料、甲醇溶剂及合成醋酸等化工原料。所含的乙烷和丙烷可经裂解而生成乙烯及丙烯,是塑料产品的重要原料。

超低温的LNG在大气压力下转变为常温气态的过程中可提供大量的冷能,将这些冷能回收,还可用于6种低温用途上:使空气分离而制造液态氧、液态氮,液化二氧化碳、干冰制造,利用冷能进行发电,制造冷冻食品或使用于冷冻仓库,橡胶、塑料、铁屑等产业废弃物的低温破碎处理,海水淡化。

LNG还是汽车的优质代用燃料,以LNG取代燃油可以减少90%的二氧化硫排放和80%的氮氧化物排放,具有明显的环境效益及社会效益。

在民用领域,LNG主要用于家庭、商业及企事业单位的生活场景中,比如做饭、采暖等。

图为金帝联合能源LNG加气站

当前,世界正面临着全球变暖、能源危机和环境保护等诸多挑战,各国正在采取行动谋求可持续发展,LNG将在世界能源转型过程中扮演重要角色,帮助人类朝着实现碳达峰、碳中和的目标向前迈进。

本文参考资料

澎湃新闻:上海LNG站线扩建项目获沪浙联合核准,总投资约170亿元

地球知识局:中国现在非常需要LNG

人民网:LNG接收站对保障我国天然气供应安全有多重要

化工管理、天然气智库:涨知识!LNG在城市燃气中这么多作用,知道吗

新浪网:一文带你了解地球上最干净的化石能源LNG

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2024-05-03

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