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1、CNG 和 LNG燃气气源的经济性分析2011 年 05 月 24 日 星期二 9:26 天然气是一种非常有发展前景的清洁优质能源，计到2010年，天然气在我国城市燃气的比例将目前的33增加到 66。我国天然气有巨大的资源力，仅次于俄罗斯和中东，居世界第三位。一、天然气供应方式天然气一般通过管道向用户供气。30 年来，我国汽管道建设取得了很大的发展，管道总里程数有了明显的增加。在四川，北半环输气干线与南半环输气干线初步形成了我国第一个地区性的输气管网；陕甘线、西气东输干线的投入运行，在我国天然气网络形冲将起着重要的作用。但是，目前全国天然气网络覆盖面还非常小， 许多城镇远离天然气气源或输送管(
2、 如西气东输主干管 ) ，加上投资效益等原因，管网短时间内很难连通，因此，有必要寻求其他途径输送供应天然气。除了管道天然气输送供应外，乍载液化天然气和车载压缩天然气也是两种比较灵活的天然气女应方式。二、液化天然气(LNG) LNG是指甲烷含量一般在90以上的天然气，通过净化处理及制冷工艺， 使天然气中的lP 烷成分液化， 液化后的体积约为气态体积的1600。对于跨越大洋运输天然气而言，船运LNG在经济上几乎是唯一可行的方案。LNG的运输系统包括天然气的液化站、 I NG运输船和 I NG气化站。在运输量比较小、运送距离不长的情况下，也口丁以在天然气气田或主干管附近建立起天然气液化站，用超低温保
3、冷槽车将LNG运送到较远的城镇，经气化、升温后供应用户是非常经济的，是解决城镇燃气气源，实现城镇燃气化的主要途径之一。城镇作为LNG的接收点，需要建立气化站。气化站对于城镇来说，既是天然气供应站，又可作为天然气调峰站和事故备用站。另外，当管道需要维修或事故处理时，为了使管道下游不中断用气，也可以利用车载LNG ，在维修或事故点处将LNG气化后送入管道下游进行临时供气。因此，LNG供应可作为管道天然气供应的过渡方法。 LNG供应流程如下：LNG生产厂或进口码头一LNG汽车槽车一城镇一气化站一城镇天然气管网一天然气用户。目前，山东省淄博市已采用LNG作为城市燃气的气源，通达能源股份公司在广东省龙川
4、县投资的LNG 气化站正在建 - 嫂中。LNG气源目前均来自中原油田的LNG生产 J 一，采用I NG槽车公路运输的方式。LNG槽车的 LNG曰蒸发率小于03，满载时的自然升压速率在环境温度为50C 时小于17kPad，保压时间为 36d。三、压缩天然气(CNG) CNG就是在加乐站内将天然气加压至2025MPa 。 储存在高压容器中， 是一种理想的车用替代能源。随着天然气汽的发展，与之相对应的天然气加气站也墨不断增加。采用专用的高压钢瓶运输车，将在加气站允装的高压天然气瓶运输至较远的城镇，然后在城镇设市的调压站内减压送入城市燃气管网供应用户，这是一种建设刷期短、经营灵活的天然气供应方式。CN
5、G供应流程如下：CNG 加气站一 CNG 汽车槽乍一城镇调压站一城镇天然气管网一天然气用户。通达能源股份公司在山东省莱州市投资兴建的天然气工程，其气源来自距莱州市62km 的昌邑市天然气加气站，采用CNG 槽 1：公路运输的方式。CNG 槽车运输受气温影响比较小。四、 LNG和 CNG 燃气气源的经济性1 LNG 中原油田 LNG工程是 m国家经贸委和中国石化集团公司立项批准的重点工程，日液化能力为215lO4 m3，LNG出厂价为 l_5l元 m3以龙川县为例， 近期天然气日用气量为 0 97X104 m3 ， 从中原油田用槽车运输I NG ， 路程约 1700km，运输时间约为40h，每辆
6、槽车LNG运输能力为37m3 ，折合气态天然气约为2103，一辆车的运输量可维持两天的需用量，运输成本在10 元 m 。左右。如果加上气化成本，则龙川县使用天然气的成本约为28 元 m 。，再考虑城镇燃气输配的成本，可咀将天然气销售价格定为33 元 m3 。龙川县居民使用不同气源的经济性对比见表1。 燃气种类热值 J km。) 销售价 ( 元。 ) 单位热值销售价 (元耵 ) 月费用支出( 兀) LNG 28 5 3 3 0 08571 88 6 瓶装LPG 108 9 4 0 08704 90 5 LPG混空气 45 5 1 0 11333 117 2 由表 1 可以看出，当龙川县的屏民以月
7、消耗瓶装LPGll5 瓶计时，如改用LNG ，则月支出相差无儿，但是，如改削LPG混空气，则经济性较差。瓶装LPG使用不方便，随着城市人民生活水平的提高，城镇燃气管网化是必然的趋势。一般而言，LNG的公路运输距离在200300km间比较合理， 因此，通达能源股份公司。车用 CNG 和 LNG的比较（以 2007 年 11 月价格数据分析）天然气经过压缩到20MPa形成的高压天然气称为压缩天然气（ CNG ），CNG 储存到高压钢瓶中，汽车以此做燃料的称为CNG汽车；天然气经过超低温深冷到-162 形成的液态天然气称为液化天然气（LNG ），LNG储存到低温储罐里，汽车以此做燃料的称为LNG汽车
8、。天然气加工成CNG 、LNG过程不同，以及存在形态上差不同，给 CNG 、LNG加注、储存和供应系统带来了一定的差异，但最终天然气都是以气态方式，经过调压阀调压至0.15MPa进入汽车发动 机燃烧做 功。1、技术成熟度比较1.1 CNG 利用历史长我国于 1988 年建成第一个CNG 加气站，截止 2006 年底，我国已建成天然气汽车加气站730 多座，改装 CNG 汽车近 20 万辆。随着西气东输、 川气东送等多条国家级天然气管道的铺设，合肥、南京、武汉、长沙CNG汽车都在规模发展， CNG加气站和CNG环保汽车更是在全国爆发式的增长。而第一个LNG汽车加气站于2002 年 12 月在北京
9、建成，经过 2 年的发展，目前全国LNG汽车不足 700 辆，仍处于试验阶段。1.2 建站模式CNG汽车加气站主要有标准站和子母站两种形式。标准站建在城市中高压管网首端，运行方便；CNG子站建在离母站几十公里范围内，气源有保障且可灵活布站。 LNG 建站类似于CNG 子母站形式， LNG加气站一般远离“母站”即LNG液化厂，LNG气源目前仅能通过液体槽罐车从数千公里外的LNG液化厂公路运送到LNG加气站为汽车加气， 导致气源安全保障性极差。1.3 建站设备CNG压缩机、售气机、储气瓶等相关设备均国产化并达到国际先进水平，完全能满足行业需求。国内LNG低温设备生产厂家较少，技术不成熟，LNG低温
10、泵、阀门、售气机等都需要国外引进。1.4 建站用地 CNG 加气工艺比LNG复杂，生产设备多， 故占地面积较大，一般LNG加气站用地约10001500m2 , 而 CNG加气站用地面积约为10003000m2 。1.5 建站投资 CNG 加气站工艺较LNG复杂，设备多。 初步估算 CNG 加气标准站投资约600 万元 / 座， LNG加气站投资约500万元 / 座（考虑进口设备成熟）。如果考虑土地价格，则CNG 建站投资更高。1.6 气源运输 LNG 工厂都建在偏远的气田附近，以新疆广汇 LNG为例， LNG工厂离浙江约4000 公里，只能采取公路方式运输。以广汇LNG为例，气源运输有以下缺点
11、：1 ）运输里程长，运输时间要三天三夜，气源连续保障性差；2 ）地域跨越大，气候情况复杂，特别是夏季暴雨和冬季雨雪天气可能导致交通中断；3）司机连续长时间行驶极易产生疲劳， LNG 车辆长途运输中发生事故的报道屡见报道；4）运输槽车每车运输量仅为2.5 万立方米天然气， 不适合天然气日需求量大的加气站行业；5 ）数千公里的路途使得运输费用高昂。故远距离槽车运输 LNG气源，导致运费高昂，且气源保障性极差，极可能导致用户用气中断。 CNG 标准站可以建在城市中、高压天然气管道地带，实现就地取气，具有方便、安全、气源充足的特点。CNG母站一般建在城郊，通过槽车约几十公里就可以快捷运送到子站。1.7
12、储气系统LNG利用中压低温钢瓶储存，CNG 利用高压常温钢瓶储存，其储存方式有以下区别：1）LNG单位体积能量密度大。同样容积的LNG车用储罐装载的天然气是CNG 储气瓶的 3 倍左右，故LNG汽车可以满足长途行驶的需要。2）加注相同体积的LNG时间仅为 CNG 的二分之一不到。3）LNG储存压力为1.6MPa，CNG 储存压力高于LNG ，达到20MPa 。LNG液态储存，优于CNG气态储存，但目前CNG汽车发展已经相当成熟，CNG储气系统完全能满足城市行驶车辆需要。以公交车最大百公里耗气52立方米，最大日行驶 300公里计算，日耗气量 162 立方米。一个270 升（ 158 公斤）低温L
13、NG钢瓶或 6 个 130 升 CNG 钢瓶组（6 个缠绕瓶重552 公斤，6 个普通钢瓶重 996 公斤）都可满足一天的行驶需求，CNG 钢瓶组要比LNG钢瓶重 400850 公斤。LNG 液态储存也有不利影响。LNG液体在长时间储存、运输过程中，会发生分层( 组分密度不一样) 或者漏热产生蒸发气体，目前由于无法回收到城市民用管网或再液化经济性差等原因，采取了直接放空到大气的措施，造成公交车气量浪费，气耗增大。1.8储气瓶的检验LNG钢瓶和 CNG 钢瓶都属于压力容器，需要定期检验。按照 10 年内检验 3 次，每只钢瓶检验费100 元测算， CNG 考虑安装 6 只钢瓶， LNG考虑安装一
14、个钢瓶，CNG 汽车比 LNG汽车每车每年增加钢瓶检验费用150 元。1.9 加气时间 CNG 加注时间较长，充满一台公交车约10分钟；而 LNG充满一台公交车约4 分钟。如果汽车加气时间段较为集中，往往会出现排队等候的现象。可通过增大汽车储气瓶的受气管的通径、增加售气机台数、晚班设专人加气等多种方式解决。2、安全性比较CNG 、LNG都属于中高压、易燃易爆危险品，LNG储存压力达到 1.6MPa，产生的危害同样是致命的。只有建站、生产、储存、运输、使用每个环节都按标准设计、建造，整个系统才能确保安全。2.1 CNG相关技术标准化，安全有保证CNG 汽车所用的配件要求非常高，国家针对 CNG
15、汽车颁布系列的强制技术标准，如：SY0092-98 汽车用压缩天然气加气站 设 计 规 范 、 GB 18047-2000 车 用 压 缩 天 然 气 、GBT19240-2003压缩天然气汽车专用装置的安装要求、 GB 17258-1998 汽车用压缩天然气钢瓶、GB/T 19533-2004 汽车用压缩天然气钢瓶定期检验与评定、SY/T6499-2000泄压装置的检测等，涵盖了加气站设计、储气瓶生产、改车部件制造到安装调试等各个环节。设计上考虑了严密的安全保障措施。对高压系统使用的零部件，安全系数均选用1.5 4 以上，在减压调节器、储气瓶上都安装有安全阀，控制系统中，安装有紧急断气装置，
16、保障在超压或有气体泄漏时，安全装置紧急截断，确保安全。储气瓶出厂前要进行特殊检验。气瓶经常规检验后，还需充气作火烧、爆炸、坠落、枪击等试验，合格后，方能出厂使用。事实证明，中外发展汽车用压缩天然气几十年来，压缩天然气汽车是十分安全可靠的。2.2 LNG 相关技术正逐步实施标准化LNG是高压、低温、易燃危险品，国内正积极准备建立LNG建站、加注等方面标准，以确保系统安全。虽然 CNG压力高达 20MPa ，比 LNG高，但是车用CNG已形成完整的技术标准、规范，只要遵守标准设计施工，按照制度操作，CNG汽车安全性是完全有保障的。终上分析， CNG在汽车领域的相关利用技术要成熟于LNG ，在国内推广应用比LNG普及。但LNG储存优势相当明显：LNG 加气站占地面积小，投资较省；盛装公交车辆一天行驶所需燃料，LNG储罐
