摘要：LNG國際貿易已成為全球能源市場的一個熱點，經過近10年的加速發展，我國小型LNG產業鏈不斷完善，小型LNG項目在我國天然氣供應和使用中的作用尤為突出、地位日益提升。為此，綜述了迎向“十二五”中國LNG的新發展：①首先根據國內外的市場現狀與發展趨勢，論述了向天然氣轉型已是世界潮流，同時認為未來一段時間中國無論是管道天然氣還是沿海LNG接收站的天然氣供應量都會大幅度增長，中國LNG產業前景光明；②進而剖析了我國小型LNG產業的構架，匯總了中國現有的小型LNG工廠——其多建在小規模氣源所在地且以本國或本地區用戶為主要客戶對象，比較我國小型LNG物流模式后認為，采用罐式集裝箱用于鐵路、公路、海上運輸的聯運，可以充分發揮各種方式的優點；③還分析了我國小型LNG的市場狀況，目前LNG多被用作城鎮應急調峰儲備、運輸工具的替代燃料、城鎮居民燃氣以及一些工業領域(分布式能源系統、工業爐窯、焊接切割)；④最后對“十二五”期間我國小型LNG產業發展進行了展望：繼續發展小型天然氣液化廠、建設一批中小型LNG應急儲備設施、建立數個小型LNG接收站。結論認為：小型LNG在我國天然氣供應格局中的定位應是作為管道天然氣的有益補充，實現與管道天然氣供應方式的優勢互補，以最大限度的滿足國內市場對天然氣的使用需求。
關鍵詞：中國LNG產業鏈；小型LNG產業；儲備調峰；清潔燃料；工業應用；分布式能源系統；展望
由于進口LNG有助于能源消費國實現能源供應的多元化，保障能源安全；而出口LNG有助于天然氣資源國有效開發生產天然氣，增加收入，促進國民經濟的發展。因此LNG國際貿易已成為全球能源市場的一個熱點，其貿易量也連年高速增長，LNG已成為全球增長最迅猛的能源產業之一。
就全球LNG產業而言，大型LNG項目基本都建在沿海地區，并以大宗出口為主要客戶對象，形成以基地生產型的大型LNG工廠和進口LNG接收站為主要環節的產業鏈；而小型LNG項目則主要建在小規模氣源所在地，以本國或本地區用戶為主要客戶對象。小型液化天然氣廠分為生產型和調峰型兩種。小型LNG儲備站(可帶液化設施，也可不帶)是天然氣事故調峰的重要手段，對保障能源供應安全具重要意義。
我國能源中長期發展規劃明確指出：“十二五”期間，大力發展天然氣，2030年天然氣將占到一次能源的10%，成為我國能源發展戰略中的一個亮點和綠色能源支柱之一。在我國，作為對管道天然氣的有益補充，液化天然氣產業的發展在優化國家能源結構、促進經濟持續健康發展、實現節能減排和保護環境方面都發揮著重要作用。
經過近10年的加速發展，我國小型LNG產業鏈不斷完善、商業運營模式日趨成熟、應用領域不斷擴大、市場需求量快速增長、商業投資和商業推廣應用活動日趨活躍，由此在改善偏遠地區居民生活燃料結構、提高居民生活質量、降低車輛燃料成本、緩解城市空氣污染、保障城市能源安全穩定供應等方面取得了立竿見影的效果。小型LNG項目在我國天然氣供應和使用中的作用尤為突出，其地位日益提升。
近兩三年來，很多非常規的LNG裝置，包括一些使用非常規天然氣資源(頁巖氣、煤層氣等)的裝置和建造在海上的浮式LNG裝置項目都正在籌劃中。這些項目大多采用小型LNG裝置，以適應分散的非常規天然氣資源以及海上平臺有限的空間。隨著全球經濟的不斷復蘇以及近年來對非常規天然氣的逐步重視，相信這些小型LNG裝置也將會很快發展起來。
1 向天然氣轉型是世界潮流
全球LNG容量的變化情況如圖1所示[1]。從圖1中可看出，全球LNG工業發展始于20世紀70年代，在當時的能源危機中由日本所驅動，年增長率相對平穩(2.5%)。到了21世紀初，由于環保的原因，全球LNG容量年增長率介于4%～5%，在美國，緣于其大力推進聯合循環發電，使得天然氣需求量大增。
2003年全球天然氣消費量為2.6×1012m3/a，至2006年持續以1.8%的比例增加，其后又以每年2.8%的比例增長，預計2025年全球天然氣消費量將達5.1×1012m3/a。在天然氣貿易量中有7%是通過LNG的方式來進行的，表1反映了世界LNG進出口國家和地區的進出口量[1]。
日本是目前世界最大的天然氣進口國，2010年6月，日本近3年來首次更新能源戰略計劃，重新定義了國家能源政策核心目標，其中包括減少溫室效應氣體排放的目標。新修訂的計劃著重提到天然氣的優點，天然氣被確定為快速建設低碳社會的重要能源構成，強調加快向天然氣的轉型。具體表現為對城市燃氣產業提出了5個關鍵措施[2]：①以燃氣作為能源的燃料電池系統的推廣應用，對民用住宅同時供電和供熱；②在商業設施中燃氣空調系統的推廣應用；③在工業生產中天然氣作為替代燃料的推廣應用；④大力推廣熱電聯產系統；⑤實現IT集中能源管理系統。
2010年末在臺北舉行的GASEX2010會議上，西太平洋地區以日本為首的多國都提出“向天然氣轉型”的能源目標。
美國是目前世界上最大的天然氣消費國，每年消耗世界上1/4的天然氣產量。上世紀除了國內生產的天然氣外，加上從加拿大管線進口的天然氣，供需基本持平；但進入本世紀，情況則發生了變化，供應量跟不上需求量的增長速度，不得不考慮從北非、中東進口部分LNG，以滿足其20%的需求量。美國從天然氣少量出口國變為了進口國，計劃要建的LNG接收站多達50個。上世紀LNG產業僅限于調峰，相對規模較小。隨著基地型應用進口LNG，所有的商業機會將被打開，每個接收站年稅收額達45億美元。美國至今約有100個調峰LNG裝置，大多建在天然氣消費中心的附近，它們提供了必不可少的儲存功能[1]。
美國的小型LNG裝置多用于為高峰時期供氣，液化裝置生產出的LNG被儲存在大的LNG儲罐中。當供氣不足時(例如在冬天)，就將儲罐中的LNG氣化并提供給用戶。這些裝置的液化能力介于15×104～60×104m3/d，儲罐內的LNG能滿足150～200d的供氣需求。
美國近些年在非常規天然氣(頁巖氣、煤層氣和致密砂巖氣)的開發利用上顯示出突飛猛進的態勢，據報道2010年其產量已占全國燃氣消耗量的20%，預測2011年將有可能達到40%。
我國將天然氣發展視為一項能源結構調整和大氣環境改善的重要舉措。中國城市燃氣進入了天然氣階段，20世紀90年代末至21世紀初，中國建設了一批天然氣輸送工程，推動了城市燃氣的發展——城市燃氣普及率提高、燃氣結構發生了很大變化(表2)[3]。
未來的一段時間里，將是中國城市燃氣產業的大發展階段，并逐漸從大城市往小型城鎮發展轉移，同時人們將特別關注燃氣的供應保障和安全供應。目前在天然氣供應保障中的主要問題包括：①天然氣供應量不足，仍未解決季節調峰問題；②單管網 單氣源的供應方式，輸送風險很大；③缺乏完善的配套儲存設施，沒有應急氣源。這些都是必須引起高度關注和需要逐步解決的問題。
2 我國小型LNG產業的構架
2.1 我國的小型液化天然氣工廠
2.1.1 LNG工廠的氣源概況
我國已建LNG液化廠主要氣源來自于國內陸上和海上零散的小型氣田、煤層氣以及新興的煤制氣。以小型氣田為氣源的有新疆廣匯LNG、中原油田LNG、新奧燃氣潿洲島LNG；以海洋天然氣為氣源的有福山LNG和珠海海油LNG；以煤層氣為氣源的有山西晉城港華LNG、陽城煤層氣LNG等。
我國煤炭資源豐富，隨著煤制氣工藝技術水平的逐步提高，“十二五”期間在新疆、內蒙古、山西、陜西、遼寧、山東等煤炭資源豐富省區將陸續上馬多個煤制氣項目。2015年煤制氣液化能力將達到140×104～280×104t/a，2020年有可能達到220×104～700×104t/a。與此同步，我國的煤層氣也將得到進一步開發和利用，頁巖氣將被重視，開發和利用的前景被看好。這些非常規天然氣將為小型LNG工廠提供豐富的氣源。
2.1.2 LNG工廠建設概況
中國LNG工廠，從上世紀末開始經歷了一個從無到有、從小到大、艱難曲折的發展過程。首先由上海引進了法國索菲公司技術，建成了一座生產規模為10×104m3/d的LNG工廠，它以海上氣田生產的天然氣為氣源，只作為城市調峰。2001年9月，國內首座商業化運行的LNG工廠——河南中原液化天然氣工廠試投產運行，生產規模15×104m3/d，LNG年產量為4×104t。2004年9月，新疆廣匯LNG工廠投產，年產LNG 40×104t，是目前國內投產的生產規模最大的LNG工廠。
近年來我國小型LNG工廠發展迅速，截止到2010年1月，我國已經運營的小型LNG裝置有30多座。這些小型LNG工廠分布在新疆、四川、江蘇、山東、山西、廣東、內蒙古等省區，總規模近1000×104m3/d，年產量超過260×104t。國內I.NG工廠一覽表如表3、4所示[4]。
另外，在建和擬建設的LNG液化項目還有30座左右，近一兩年將陸續投入運行，而且單座容量都有增大的趨勢，設計規模介于200×104～300×104m3/d。
2.1.3 LNG工廠工藝技術和裝備現狀
我國的LNG產業從無到有，在液化工藝技術、相關裝置和設備等方面都取得了長足進步，我國參照國外的專利技術還開發了自己的液化天然氣流程。但較之于國外技術，國內在流程優化方面還有所欠缺，尤其是效率相對較低、設備的可靠性也不高。此外，利用管道天然氣自身膨脹液化生產LNG適合于壓差較大的調壓站，我國也已經有了多個應用實踐，工藝成熟。
2.1.3.1 LNG工廠的工藝
我國已建成投產的LNG工廠中，一部分采用了國外的流程工藝技術，如美國的B&V、Salof、ACPI，法國的Sole，德國的Linde等；另一部分則采用了國內自行開發的技術，如河南中原綠能高科有限責任公司、成都深冷空分設備工程有限公司、中國科學院理化技術研究所等的流程工藝。目前，國產液化工藝包日趨成熟，單條生產線的規模可達60×104m3/d(LNG年產量為16×104t)。國內已投產的小型天然氣液化裝置的工藝流程技術統計情況如表5所示[4]。
2.1.3.2 LNG工廠的設備
國內已建和擬建的小型LNG液化工廠，有些工廠的配套設備國產化率已達到60%。處理規模為30×104m3/d及以下生產線的液化廠，從工藝包到有關設備選擇的集成技術可以完全實現國產化。根據具體情況，還可以采用國產設備和進口設備相結合的方式。
目前，在液化廠主要設備中，離心式壓縮機基本上靠進口，活塞式壓縮機一般采用國產設備；冷箱以從國外引進為主；膨脹機一部分采用國產設備，另一部分則靠進口；低溫泵，尤其是大型潛液泵，主要依靠進口；容量1×104m3以下的儲罐以國產為主，而容量1×104m3以上的大型儲罐，國內尚未突破關鍵技術，基本上仍采用國外技術。
另外，國內企業和研究機構在設計和建設符合國情的、效率更高的小型LNG站方面已取得了新的理論和實踐成果，已有多家設計院能承擔小型LNG項目工程的設計工作，上海交通大學、中國科學院等研究機構已取得能應用于工程的研究成果。其中前者在液化流程工藝優化方面擁有獨到的優勢和經驗，已為多個工程項目提供了幫助。
2.2 我國小型LNG物流模式
小型LNG的運營模式是把液化廠生產的LNG或由接收站進口的LNG通過專用汽車、火車或內河沿海的小型船舶運輸到使用天然氣的末端用戶。
2.2.1公路運輸
我國小型LNG工廠大都建于內陸地區，LNG主要靠陸路運輸，運輸設備為LNG罐式集裝箱和運輸槽車。隨著小型LNG行業的持續發展，LNG運輸需求也在不斷增加。目前我國正在運行的LNG運輸車約1300輛，其中以新疆廣匯、新奧燃氣、內蒙古鄂爾多斯的運輸車輛最多(均超過100輛)，車型以北方奔馳、陜西重汽、東風天龍居多。
由于公路運輸LNG成本高，運輸半徑有限，對市場開拓影響較大。使用公路運輸LNG，全國沒有統一標準，甚至部分高速公路對LNG車輛禁行，造成運輸成本升高、運輸效率降低。公路運輸作為短途運輸中比較經濟的運輸方式，其在小型LNG的運輸環節是無法替代的——即使鐵路運輸和內河運輸大行其道，公路運輸作為上述二者的有效補充仍不可或缺。隨著我國天然氣管網數量的不斷增加和海氣上岸規模不斷擴大，公路運輸仍有較大的市場需求量。
2.2.2鐵路運輸
鐵路運輸的優點在于運輸成本較低、運送能力大，幾乎不受天氣影響，計劃性強，安全準時。當輸運規模較大時，采用鐵路運輸可有效降低公路槽車的密度、增加公路的安全性。考慮到鐵路運輸相對于公路運輸的成本優勢，在鐵路較發達而又不具備管道運輸條件的地區，用鐵路運輸LNG是一個很好的選擇。
鐵路運輸LNG的缺點：①初始建投資大、建設時間長；②始發與到站作業時間長，不利于近距離的運輸業務；③受軌道限制，靈活性較差；④路基、站場等建筑工程投資大。另外由于鐵路一次運載量大，其危險性也高，這對安全系統提出了較高的要求。基于以上原因，新疆廣匯在本世紀初曾經作過較大努力，希望改變這一格局，但結果還是未能如愿。
國外已有使用鐵路運輸LNG的先例：日本在2000年就開始采用火車輸送LNG，2003年勇浮工廠開始采用公路、鐵路配送LNG集裝箱系統，2004年大阪煤氣集團開發了應用于鐵路運輸的罐式集裝箱；挪威MARINTEK公司在2003年提出了一種小規模LNG的分配方案——小型LNG輸送船、小型儲存設施、LNG鐵路公路輸送網絡成為LNG分銷鏈的關鍵環節；澳大利亞CNGI公司在其LNG鐵路配送環節中使用專用列車進行輸送。
2.2.3 內河和近海船舶運輸
國外已有使用內河和近海船舶運輸LNG的先例：2003年，日本建造了第一艘容量為2500m3的小型LNG船，目前日本已擁有3艘容量在10×104m3以下的小型LNG船；德國喬特波公司設計了可以裝載LPG、液態乙烯或者LNG的液艙支持系統；而荷蘭和波蘭則分別建造了船容為1100m3和7500m3的小型LNG船。目前，我國也開始了對小型LNG船舶的研究和開發，例如江蘇圣匯、浙江臺州船廠受挪威斯考根公司的委托就已建和在建多艘萬方級的小型LNG運輸船舶，但均為出口產品。
現階段在國內開展內河和近海船舶運輸LNG仍存在很多制約因素：①根據《液化天然氣碼頭設計規范》(JTS 165-5-2009)，LNG接收站碼頭選址、建設要求較高，規范復雜，而且建造成本也高；②小型LNG船舶受吃水限制、航道要求，運輸范圍較小，而且對船的前后間距、與其他船的運輸間距都有嚴格要求；③小型LNG船對現有大中型LNG接收站停靠的適用性，需要船和碼頭的設計單位進行技術論證；④目前國內的LNG接收站不具有裝船功能，如果要進行LNG分銷轉運，則需要進行裝船功能改造；⑤LNG船是易燃易爆的危險介質，屬于特殊類船只，營運受海事部門的嚴格監管，管理較為復雜。
由于LNG工業的迅速發展、海上油氣田的開發及LNG物流范圍的拓展，LNG內河和近海運輸的需求開始出現。我國天然氣消費市場主要集中在沿海、沿江城市，而這些城市恰恰離天然氣氣源較遠，也是天然氣管網無法覆蓋的盲區。憑借國內天然的航道，利用小型LNG船在近海和內河進行LNG水運，運輸量大、成本低，是較為理想的新型LNG物流模式。同時小型LNG船也可用于回收海上油田伴生氣的輸運。
國外的實踐經驗證明，采用液化天然氣船運輸LNG可以從不同的產地裝貨，具有更自由、靈活的特點。今后從沿海的LNG接收站，用小型LNG船向沿海中小城市或內河沿江城市輸送LNG，將是一種很有前途的發展方向。
2.2.4各種運輸方式的比較
2.2.4.1 經濟運輸規模
借鑒LPG運輸的數據進行推算，當電價為0.5元/kWh，管道單位建造費(萬元/t)與電價(萬元/104kWh)之比為3時，相比于管道運輸，公路、鐵路和船舶3種LNG輸運方式在一定的運輸成本下的經濟運輸規模如表6所示[4]。
2.2.4.2 合理運輸半徑
根據相關資料，在公路、鐵路與船舶3種LNG運輸方式可實現聯運的情況下，各種運輸方式的合理運距如表7所示[4]。
2.2.4.3 運輸能耗
根據相關資料測算，得到各種運輸方式在不同運輸距離下，輸送單位質量LNG的一次能源(換算成天然氣)消耗量如表8所示[4]。
結合上面的分析結果認為：若采用罐式集裝箱用于鐵路、公路、海上運輸的聯運，可以充分發揮各種方式的優點；與低溫液體槽車相比，罐式集裝箱具有更好的機動性；同時，罐式集裝箱具有結實可靠的框架結構，對低溫液體儲罐具有良好的保護作用，使儲罐避免受到直接的撞擊而發生意外，提高了低溫液體運輸的可靠性。
2.3 我國的小型LNG市場
低碳經濟正成為國人關注的焦點，而作為優質清潔能源，天然氣將是發展低碳經濟、優化能源結構的必然選擇。LNG產業前景一片光明。
2.3.1用于城鎮應急調峰儲備
目前我國天然氣應急調峰儲備方式主要有兩種：①地下儲氣庫方式；②LNG儲存。
2.3.1.1 地下儲氣庫方式
目前，中國石油天然氣集團公司在天津大港擁有國內已建成的最大規模的地下儲氣庫——大港儲氣庫群，包含6個儲氣庫，設計總庫容為30.3×108m3。
2.3.1.2 利用LNG作為城市應急調峰儲備氣源
應根據其供氣規模、運輸距離，選擇其儲存天數，一般小型LNG應急調峰儲備站的儲存天數為5～7d。截至目前，我國已投入運行的大型LNG儲備、應急項目主要有上海五號溝LNG安全應急項目和深圳LNG應急儲備項目；城市自建天然氣液化裝置的儲存應急項目有南京LNG項目和合肥LNG項目。另外，我國已有30多個城市在規劃或建設LNG儲存氣化項目。這類LNG儲備應急站具有如下功能：①當門站發生異常現象并造成城市天然氣供應不足時，提供應急供氣；②當次高壓管線發生事故工況下，為城市補充應急供氣；③滿足城市天然氣小時調峰的需要，保證穩定供氣；④具備裝車功能，可通過汽車槽車為城市其他獨立組團、LNG汽車加氣站或小型LNG氣化站提供非管道運輸供氣服務。
小型LNG用于調峰有較強的靈活性，不僅適用于季節性調峰，也適用于日調峰。而且它對選址沒有太多的限制，可根據供氣調峰和應急供氣的需要建在供氣管網的合適位置。小型LNG特別適用于城市調峰的各項要求，城市有了自主的小型LNG，就有了調控優勢和儲備優勢，可以變被動為主動，同時也減輕了天然氣供應商的壓力和責任。
目前我國小型LNG用于天然氣應急調峰還處于初級階段，制約因素很多：①在小型LNG來源方面，對一些大城市、特大城市要獲得較大的LNG調峰能力，能否建設自主LNG接收裝置尚存在制約；②在儲備模式上，推薦的儲備模式為政府儲備與商業儲備相結合；③在儲備調峰氣價上，LNG的價格應該維持在比管道氣稍高的基礎上，只有多元化的LNG來源才能有利于價格的降低；④在投資渠道上，儲備建設的資金來源應以政府投資為主，但政府部門和企業間很難磋商，往往因此而擱淺；⑤缺乏有關小型LNG利用的法規和標準。這些因素都對小型LNG用于天然氣應急調峰有所制約。
小型LNG用于天然氣應急調峰儲備是緩解城市天然氣安全供氣的重要途徑。應爭取在近幾年內使建設的儲氣庫工作容量保持在國內天然氣總消費量的10%～15%，使之達到或超過國際平均容量11%的水平。尤其在一些特大或大型城市的附近，應適當建立必要的安全應急戰略儲備氣庫。小型LNG的靈活性對城市日調峰能起到關鍵性的作用。
2.3.2 LNG作為運輸工具的替代燃料
在國內，以LNG為燃料的汽車及相應的加氣站已初具規模，而火車與船舶尚無以LNG作為燃料的商業化運行實例。
2.3.2.1 LNG用作汽車燃料
LNG被公認為理想的清潔能源替代燃料之一。與柴油相比，有以下兩大優勢：
1) 環保優勢。LNG發動機排放的氮氧化物只有柴油發動機排放的25%，碳氫化合物和碳氧化合物分別只有32%和12%，顆粒物的排放幾乎為零，LNG發動機的聲功率只有柴油發動機的36%；據有關資料介紹，使用LNG作發動機燃料，尾氣中有害物質的含量比使用燃油燃料其二氧化碳、二氧化氮含量分別降低98%和30%，更有利于環保。
2) 經濟優勢。相同功率的發動機，基于目前市場上的柴油及LNG價格計算，使用LNG燃料比使用柴油可節省燃料費用30%。因此將LNG作為替代燃料應用在汽車、船舶等交通運輸領域，對國家實現節能減排戰略目標具有重要意義。
近年來，我國LNG燃料汽車已進入了快速發展通道，在短短的3年時間內，國內已經有新疆、山西、內蒙古等地的LNG重型卡車及北京、杭州、深圳、烏魯木齊、昆明、海口、湛江、張家口等城市LNG公交相繼投入了運行，而且這一城市群體還在迅速擴大，充分說明了LNG燃料汽車的技術已經完全成熟、節能減排優勢明顯。表9、10分別反映了最近3年內國內LNG燃料汽車的發展情況及未來3年汽車市場需求情況[5]。
為了實現“十二五”節能減排的戰略目標。國家已經規劃在“十二五”期間重點發展清潔能源汽車，以逐步替代現有的燃油汽車。國家工業和信息化部裝備工業公司在《節能與新能源汽車產業發展規劃(2011—2020)》中明確了2015年的階段目標：“車用燃料結構得到優化，替代燃料占車用燃料消耗的比例達到10%以上，天然氣汽車推廣規模達到150萬輛以上……”
對LNG燃料汽車發展進度影響最大的是配套LNG加氣站的建設。目前，我國3大能源企業(中石油、中石化、中海油)及新疆廣匯、新奧燃氣、中國港華燃氣、華潤燃氣等一批公司相繼進入了LNG替代汽柴油用于新能源汽車的研究領域，并相應作出了3～5年建設LNG汽車加氣站、生產LNG公交汽車和重型卡車的規劃。表11、12分別是最近3年內國內LNG加氣站的發展情況及未來3年的市場需求情況統計[5]。
2.3.2.2 LNG用作火車燃料
1993年，美國莫里森一努遜(MK)公司推出了首臺完全以LNG為燃料的調車機車。據測定，該機車是在相同功率等級機車中，N0x的排放量最低——僅為0.3mg/kJ。在給定的同一運行條件，該機車性能較之在其他功率較大內燃調車機車的性能高出不少。隨后GM下屬的EMD公司及GE公式分別開發了燃用LNG和傳統燃料的雙燃料的干線機車。
與作為汽車的替代燃料相同，用LNG替代鐵路內燃機車燃料的優勢主要體現在LNG價格及環保方面。用LNG作為內燃機車的燃料，可以節省大量的燃料費，還能大量減少有害氣體、C02、微粒等污染物的排放量。
然而，電氣化的鐵路網絡制約了LNG機車的應用規模，為了少量的LNG機車新建一批加氣站是不經濟的。由于LNG密度小且儲罐需要良好的隔熱措施，因此其體積會比原來的燃料箱大許多，這對機車的改裝提出了較高的要求。以東風4D型內燃機車為例，其燃料箱容量為9m3，若改為純LNG機車，則需搭載約16m3LNG，而實際儲罐的體積還會更大。
因此，列車機車采用LNG作為燃料的前景尚不明朗。
2.3.2.3 LNG用作船舶燃料
2000年1月，挪威生產了世界上第一艘以LNG為燃料的渡輪，也是世界上環保性能最好的船舶之一。此船的造價約比傳統的以柴油為燃料的渡輪高出30%。盡管建造費用很高，但如果能實現批量制造，由其帶來的環境效益將非常顯著，同時造價也可相應降低。
內河船舶用LNG替代燃料的優勢也主要體現在經濟性與環保性兩個方面：①經濟性，天然氣價格要比傳統燃料低很多，若再考慮到天然氣良好的燃燒性，其效率較高，則可節約更多的燃料成本；②環保性，據分析，純LNG驅動船舶與傳統燃料的船舶相比，C02排放量減少約20%、氮氧化物排放量減少約90%、顆粒排放可以忽略不計、硫含量為零，而且采用LNG作為船舶燃料在水體保護、降噪等方面也有一定的作用。
然而，LNG船舶的經濟性會受到當地天然氣價格的影響，其用戶規模會受航道沿線加注站密度的制約。我國LNG船舶的發展尚處于起步階段，尚未建立LNG船舶加注站，這在一定程度上制約了LNG船舶的發展。鑒于此，我國可先在小型漁船和載重船舶上推廣LNG燃料。由于漁船大都集中停泊在相對固定的港口，因此只需建設少量的加注站即可滿足較大區域的LNG船舶的燃料需求；對于載重船舶，其燃料一般只用于提供推進動力，因此其一次加注的行駛距離大，對LNG加注站的密度要求相對較低。另外，LNG還可作為小型旅游船只、游艇的替代燃料。這種船只的工作區域一般為環境相對脆弱的公園湖泊，采用LNG作為燃料正好發揮了LNG在環保方面的巨大優勢，而且旅游景點的船只非常集中，加之其價格承受能力也較強。
2009年4月，全球首套LNG船用燃料儲存供氣系統由張家港富瑞特種裝備股份有限公司下屬的控股子公司張家港韓中深冷科技有限公司研發試制成功并順利交付客戶挪威漢姆沃斯公司。同時，在國內LNG船舶油改氣項目也有了長足的發展。截至目前，已經先后有湖北西籃、北京油陸、桂林新奧燃氣、新疆廣匯、福建中閩等多家能源企業為了搶占LNG在船舶領域的應用市場而開展了船舶燃料油改氣示范項目的運作(表13)。
2.3.3城鎮居民燃氣化的應用
近10多年來，我國城鎮化進程不斷加快，城鎮居民數量不斷增加。1990年，我國城鎮人口僅有3億，占全國人口總數的26%；到2000年城鎮人口比重已經達到36.2%；到2009年，我國城鎮人口數量已經超過6.2億，城鎮人口比重也達到46.6%；城市人口比重平均每年增加1個百分點，如果這個增長速度繼續保持10年，可以預見，到2020年我國的城市化水平將可能達到58%。而目前我國城市平均氣化率程度僅為30%，管道天然氣普及率就更低了，有些地區還不到10%，市場遠未飽和。可見，今后隨著我國城鎮化進程的加速和城市家庭構成的小型化趨勢，城市用天然氣的人口和人均天然氣消費量還將不斷增加，特別是二線城市的城鎮化和工業化。這對大力發展天然氣提出了更高的要求。
根據小型LNG的特點，對于居民氣化，主要適用于以下3種情況：①在氣源地附近，或可在因地制宜、配送方便、價格經濟的地區優先氣化；②對于距離城市較遠、不能通過城市管道輸送天然氣的鄉鎮、新城市的氣化；③對管網已覆蓋的地區用作調峰和管網氣化的補充用氣。
可見，城鎮居民尤其是偏遠地區居民選擇小型LNG的供氣模式是適合的，也是經濟可行的。中國天然氣需求潛力巨大，LNG氣化站以其靈活性強的優點今后將繼續為中國的天然氣市場培育作出貢獻，發展前景光明。
2.3.4 LNG的工業應用
小型LNG項目應用于工業方面主要在燃氣空調和分布式能源供應方面發揮著重要作用。
2.3.4.1 分布式能源系統
分布式能源系統，是相對于能源集中生產(主要代表形式是大電廠+大電網)而言的，它主要是通過外部輸入的一種或幾種一次能源，然后將生產得到的二次能源(電、熱、冷)分散輸送到一個相對獨立的區域(如企業、社區、學校、醫院等)。其能源利用率遠遠高于多數國家依靠大型主要電站將電力從發電廠向終端用戶單向傳輸的集中供電系統。城市內分布式能源系統主要以天然氣為燃料。推廣利用分布式能源系統的目的是改善區域環境、提高人民生活水平、節約水資源、增強電網調峰能力。
據國際分布式能源聯盟的統計結果，截至2004年底，美國分布式供能系統裝機容量占國內總裝機容量的7.8%。歐洲分布式供能發展水平世界領先，尤其是丹麥、荷蘭、芬蘭等國，其分布式供能發電量分別占到國內總發電量的52%、38%、36%，遠遠高于世界平均水平。在日本能源供應領域中，熱電(冷)聯產系統是僅次于燃氣、電力的第三大公益事業。
與發達國家相比，我國分布式供能技術尚處于起步階段，差距較大。我國在技術、經濟、政策法規等方面還存在諸多需要完善之處。近幾年在上海、廣州和北京已經建成了10多座分布式供能系統，用于醫院、機場、商業中心等場合。但我國的分布式能源系統普遍存在微小型燃氣輪機依賴進口、動力余熱缺乏高效的利用手段、低溫余熱利用不充分、節能率不高、經濟性不夠理想等問題。
由于分布式能源系統的初期投資大，所以首先要用好燃料；同時要有比較穩定的冷、熱、電用戶——主要是第三產業和住宅用戶；另外還要求具有較好的環保性能等，因此其在我國比較適合應用的地區顯然是經濟較發達地區。其他地方，例如在天然氣產地附近、天然氣價格特別便宜的地方，分布式能源系統的應用也可能會是適合的。分布式能源系統是能源利用的一個新的發展方向，但在可預見的較長一段時間內，大電廠與大電網仍是我國電力供應的主力。
2.3.4.2 工業爐窯
工業爐窯是指以燃氣作為能源，用于熔煉、加熱、熱處理、焙燒、干燥等工藝過程的工業化應用，比如天然氣制陶瓷等。通常，工業爐窯采用的能源有4種：電、煤、油、氣。以電為能源的工業爐窯，其加熱方式是將電能轉換成熱能來實現的；以煤、油、氣為能源的工業爐窯，其加熱方式是將煤、油、氣作為燃料，使燃燒產生的火焰和高溫煙氣對物料進行加熱來實現的。主要設備有天然氣熱處理爐、天然氣鍛造加熱爐、天然氣陶瓷窯、天然氣銅鋁熔化爐和天然氣熱風機等。
為保證陶瓷質量，清潔能源是其首選燃料。在LPG價格居高不下的情況下(正常情況下比天然氣價格高30%)，LNG就成了高檔陶瓷工業的唯一選擇，其提高了陶瓷產品的綜合競爭能力。目前陶瓷工業相對集中，單窯用氣量大(一般每日用氣量在5000～8000m3)且建設費用低、周期短。
2.3.4.3 焊接切割
切割與焊接是各行各業廣泛采用的金屬加工形式。其中，氣割與氣焊是利用可燃氣體燃燒時所放出的熱量加熱金屬或進一步實現對金屬進行切割或焊接的一種氣體火焰加工方法。由于氣割和氣焊具有設備簡單、使用靈活方便、比其他焊割方式(如機械切割)效率高、能在各種部位實現焊割作業等優點，目前應用十分普遍，特別是廣泛用于鋼板下料、鑄件冒口切割、較薄工件及熔點較低有色金屬的焊接。在氣體焊、割中，傳統的氧-乙炔焰切割與焊接技術目前在我國還占據著90%以上的市場，但是由于乙炔是由電石與水反應所生成的，而生產電石要消耗大量電能和其他一些貴重工業原料，加之乙炔還是重要的化工原料，可以進一步合成多種化工產品，因此將乙炔作為工業燃氣燒掉不僅對資源是一種浪費，而且對環境也有著嚴重污染。因此，如果能用天然氣代替乙炔進行火焰切割和焊接，不僅切割質量更高、節約能源、降低成本(80%以上)，而且還有利于資源的合理利用和環境保護，也更加安全可靠。不久的將來，天然氣將逐步替代乙炔和液化石油氣作為切割或焊接氣。并廣泛應用于油田、鑄造、機械、建筑等行業的大批量切割或焊接加工。
3 迎向中國小型LNG的新發展
3.1 充分認識小型LNG(行業)在我國天然氣供應格局中的作用和地位
1) 為了改善國內能源結構、緩解國內能源供應緊張局面、確保國家能源供應安全，近些年，國家加大了跨國天然氣管道和沿海進口LNG接收站的規劃建設規模。因此，未來5年，中國無論是管道天然氣還是沿海LNG接收站的天然氣供應量都會有大幅度的增長。
2) 與此不相適應的是，受經濟性和建設進度等因素限制，管道天然氣和進口LNG接收站供應的目標市場現在還主要集中在管道沿線和接收站周圍的大中型城市，能覆蓋的區域和人口數量極為有限。而我國多數城市天然氣儲備調峰等基礎設施都沒有得到配套同步建設，隨著管道天然氣用量的擴大，城市天然氣季節性調峰問題也表現得愈發突出。另外在我國中西部廣大偏遠地區，許多縣市、鄉鎮以及管道天然氣覆蓋不到的居民聚居點，還處于無氣可用的局面。這不僅影響到人民生活水平的提高，也不利于當地社會的和諧穩定。
3) 小型LNG與管道天然氣相比，在建設方面，具有占地少、投資小、建設周期短、受地形條件限制少的特點；在應用方面，具有貯存運輸便捷、供應靈活、使用方便、經濟適用、適宜中小規模用戶使用的特點。這些特點恰好彌補了管道天然氣的不足，既可以作為臨時性過渡方案，也可以作為長期性解決方案，滿足管道天然氣暫時無法通達的偏遠縣市、鄉鎮的居民用氣和工業用氣問題，也可以滿足管道天然氣的城市調峰應急需要，還可以替代汽油、柴油，發展天然氣汽車和船舶。
4) 另外，對于規劃中管道天然氣計劃通達的中小城鎮，也可以把小型LNG作為過渡性方案，先用小型LNG開發培育燃氣用戶市場，等到管道天然氣通達，再把小型LNG供氣方式轉為管道天然氣供應方式。當大、中、小城市都實現了天然氣供氣一體化時，小型LNG氣化站又可作為天然氣管網供氣高峰負荷和事故調峰的備用氣源站。這樣，既滿足了市場迫切的用氣需求，又提高了未來天然氣供應的保障水平，同時還不會造成未來小型LNG資產的閑置浪費。
5) 總之，小型LNG在我國天然氣供應格局中的定位應是作為管道天然氣的有益補充，實現與管道天然氣供應方式的優勢互補，最大限度滿足國內市場對天然氣的使用需求。小型LNG能為改善人民生活條件，實現經濟又好又快發展，促進節能減排、保護環境作出貢獻；而且小型LNG市場的繁榮，有助于帶動我國機械制造業、汽車工業以及低溫制造業、鋼鐵工業和物流運輸業的發展，加速我國能源經濟建設和環保革命的進程，促進經濟持續健康發展。
3.2 “十二五”期間我國小型LNG產業發展展望
3.2.1繼續發展小型天然氣液化廠
以解決陸上邊際氣田、海上小氣田以及小規模的瓦斯氣、煤層氣等零散天然氣資源的利用和外輸為目標，因地制宜、科學規劃，在氣源富集地適度發展小型LNG液化廠，提高天然氣回收利用效率。
在“十二五”期間，我國LNG總液化能力將達到430×104～500×104t/a；其中，煤層氣液化能力“十二五”期間將達到140×104t/a(約合500×104m3/d)；煤制氣液化能力在“十二五”期間達到200×104～280×104t/a(約合500×104～1000×104m3/d)。
3.2.2建設一批中小型LNG應急儲備設施
以市場需求為基礎，調峰與戰略并重，國家儲備與企業儲備結合，全面布局與重點建設統籌，近期任務與長遠目標兼顧，重點解決主要城市、區域的應急調峰問題，提高國際應對突發供氣中斷事件的綜合能力，保障天然氣穩定供應和確保安全。
“十二五”期間，我國將集中建設3個國家級儲備基地，滿足中部、南部調峰、應急需求，新建LNG儲備150×104t/a；結合中東部重點城市用氣情況，在廣州、潮汕、南京、安慶、武漢、膠東、天津等沿江沿海城市和地區布置一批中小LNG應急儲罐，合計規模在25×104t左右。
到2020年，新建LNG儲備規模達300×104t，分散建設44個16×104m3LNG大型儲罐。根據城市用氣情況，結合LNG大型儲罐建設，靈活建設一批中小型LNG城市應急儲罐，新增LNG規模50×104t左右。
3.2.3建立數個小型LNG接收站
依托大型LNG接收站資源，在沿海沿江經濟比較發達、天然氣市場需求較大、運輸條件方便、管線難以到達地區，開展建設小型LNG接收站試點，待條件成熟，可擴建成大型LNG接收站。
在“十二五”期間，在廣東省及其周邊、長江三角洲、環渤海地區開展小型LNG試點工作，擬布置多個小型LNG接收站，每個接收站規模為5×104t/a，增加儲存能力和補充市場。
3.3 創建小型LNG物流運輸的新模式
小型LNG公路、鐵路和船舶3種主要運輸方式在經濟運輸規模、合理運輸半徑和運輸能耗方面各有優勢。因此，在運輸條件比較好、選擇比較多的情況下，可采用罐式集裝箱用于3種運輸方式的聯運，以充分發揮各自的優點。
同時，小型LNG浮式液化天然氣接收及儲存終端(FSRU)作為大型LNG浮式終端的一種補充，其技術在國際上已很成熟，具有較好的安全可靠性和經濟可行性。浮式終端具有建設費用低、建設周期短、能在不同的地點多次利用、接收儲存成本低、終端操作人員少、對當地環境無負面影響、易擴容及改造、環境敏感度低等優點，比較適合于缺乏天然港口或港口規劃不易變更的地區。
參考文獻
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[5] 富瑞特裝工程技術中心.中國LNG燃料汽車及船舶的發展趨勢[R].上海：上海交通大學 張家港富瑞特裝工程技術中心，2011.
(本文作者：顧安忠 上海交通大學)
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