天然氣儲(chǔ)運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)問(wèn)題之研究

摘 要：近年來(lái)，低碳經(jīng)濟(jì)模式實(shí)現(xiàn)了全面發(fā)展，天然氣能源因其污染小且安全性能較高備受人們認(rèn)可與關(guān)注。其中，天然氣是燃?xì)庵?，綠色環(huán)保與安全可靠特征明顯。伴隨天然氣工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，天然氣儲(chǔ)運(yùn)的重要性也逐漸突顯出來(lái)。基于此，文章將天然氣儲(chǔ)運(yùn)作為研究重點(diǎn)，闡述了其關(guān)鍵技術(shù)與相關(guān)問(wèn)題，希望有所幫助。

關(guān)鍵詞：天然氣儲(chǔ)運(yùn)；關(guān)鍵技術(shù)；相關(guān)問(wèn)題；研究

伴隨天然氣能源的普遍應(yīng)用，其在能源結(jié)構(gòu)中的地位不斷提升。然而，很多天然氣資源分布地理位置相對(duì)較遠(yuǎn)，對(duì)于天然氣能源的需求量隨之增加，所以天然氣儲(chǔ)運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)的作用不容小覷。其中，天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)在天然氣工業(yè)發(fā)展中占據(jù)基礎(chǔ)地位，特別是天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)選擇，會(huì)對(duì)實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)直接的影響。伴隨天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的成熟化發(fā)展，天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的科學(xué)化運(yùn)用也成為亟待解決的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，深入研究并分析天然氣儲(chǔ)運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)與相關(guān)問(wèn)題具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、常見(jiàn)的天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

（一）管道儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

天然氣的陸上運(yùn)輸主要依靠管道儲(chǔ)運(yùn)形式，所以其管道系統(tǒng)將對(duì)天然氣生產(chǎn)以及應(yīng)用效果產(chǎn)生直接的影響。其中，天然氣管道輸送系統(tǒng)當(dāng)中所涵蓋的采氣、凈氣、輸氣、儲(chǔ)氣以及供氣環(huán)節(jié)存在緊密的聯(lián)系且互相影響，屬于密閉型的水動(dòng)力系統(tǒng)，集中了天然氣生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸以及銷(xiāo)售等多個(gè)環(huán)節(jié)。在管道儲(chǔ)運(yùn)方面，能夠結(jié)合天然氣實(shí)際需求量完成調(diào)峰，并在用氣的低峰階段保存多余的氣體，以保證高峰期將儲(chǔ)存氣體全部釋放出來(lái)。另外，管道儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的運(yùn)輸距離很長(zhǎng)，實(shí)際的運(yùn)輸量也較大，能夠承受較大的壓力，一般會(huì)建設(shè)于地下，實(shí)際的污染不大且具有理想的安全性。

（二）液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

借助低溫技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)天然氣的液化，而甲烷是天然氣的主要成分，在使用液化天然氣的過(guò)程中要求重新完成氣化[1]。所謂的天然氣液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，具體指的就是儲(chǔ)運(yùn)液體形式天然氣。通過(guò)液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)天然氣方式的運(yùn)用，使得天然氣的運(yùn)輸效率以及實(shí)際運(yùn)輸量顯著提高，為天然氣能源貿(mào)易的全面可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段，液化天然氣一般會(huì)選擇管道輸送、車(chē)運(yùn)或者是船運(yùn)等方式完成運(yùn)輸，而船運(yùn)的頻率最高，車(chē)運(yùn)次之，管道輸送液態(tài)天然氣的技術(shù)仍有待完善。

（三）壓縮儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

所謂的天然氣壓縮儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，具體指的就是對(duì)天然氣進(jìn)行壓縮，并將其裝入到20-25兆帕的高壓氣瓶當(dāng)中，亦或是將天然氣充到由高級(jí)鋼管制作的管束容器當(dāng)中，在公路、鐵路與航空運(yùn)輸?shù)姆绞较峦瓿商烊粴獾膬?chǔ)運(yùn)工作。在管道儲(chǔ)運(yùn)方面，受管道技術(shù)的制約與影響，難以全面覆蓋中小城鎮(zhèn)區(qū)域，而天然氣壓縮儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)也能夠有效地彌補(bǔ)這一缺陷，與中小城鎮(zhèn)對(duì)于天然氣的需求相適應(yīng)。但需要注意的是，天然氣壓縮儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)對(duì)于儲(chǔ)存的容器要求很高，氣瓶相對(duì)輕盈且方便，但實(shí)際的制作成本很高。雖然管束容器相對(duì)笨重，但是制作的工藝十分簡(jiǎn)易而且成本不高。

（四）天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)之下，天然氣水合物屬于籠形結(jié)晶化合物，一立方米的飽和天然氣水合物即可適當(dāng)164立方米的甲烷氣體，而其他的非傳統(tǒng)能源能量密度僅僅是天然氣水合物能量密度十分之一。由此可見(jiàn)，天然氣水合物儲(chǔ)存技術(shù)的密度性高而且十分安全。

二、天然氣儲(chǔ)運(yùn)工藝的對(duì)比分析

（一）技術(shù)對(duì)比

首先，天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)與工業(yè)應(yīng)用要求相適應(yīng)，但仍需成熟化發(fā)展，目前正處于發(fā)展與研究階段。由于國(guó)內(nèi)天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的發(fā)展時(shí)間步長(zhǎng)，尚未被應(yīng)用在水合物運(yùn)輸方面。

其次，液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的造價(jià)不高且難度偏低，理論方面已經(jīng)趨于成熟。但是，在儲(chǔ)運(yùn)天然氣過(guò)程中，陸地運(yùn)輸距離較長(zhǎng)，很難保證運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>

再次，壓縮天然氣的生產(chǎn)與輸送的主要特征就是成熟度較高且技術(shù)難度不大，可以保證儲(chǔ)運(yùn)的安全，也能夠在使用地區(qū)周邊建立[2]。

最后，管道輸送技術(shù)的發(fā)展最成熟，但在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，還會(huì)受到距離、氣源與投資等多種因素的影響，要想實(shí)現(xiàn)越洋運(yùn)輸具有較大的難度，輸送壓力也相對(duì)較大，要投入大量維護(hù)的費(fèi)用。

（二）經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

將估算成本的條件確定為運(yùn)輸距離2000千米，天然氣的年產(chǎn)量為4×104m3，進(jìn)而將天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)與壓縮天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)三種不同儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)所需費(fèi)用予以顯示。其中，天然氣水合物的儲(chǔ)運(yùn)整體費(fèi)用是850萬(wàn)元，而液化天然氣的整體儲(chǔ)運(yùn)費(fèi)用是1050萬(wàn)元。此外，壓縮天然氣的儲(chǔ)運(yùn)費(fèi)用支出是1200萬(wàn)元。由此可見(jiàn)，在整體投資方面，天然氣水合物方案的費(fèi)用最具經(jīng)濟(jì)性。

正是因?yàn)橥顿Y主體存在差異，所以在對(duì)總投資進(jìn)行估算的過(guò)程中，并未綜合考慮輸配站投資問(wèn)題。對(duì)于儲(chǔ)配站的投資，三種儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)間的差異較為明顯，但天然氣水合物的儲(chǔ)存形式為固態(tài)，要保證可靠性的同時(shí)更具安全性，只有這樣才能夠節(jié)省實(shí)際的維護(hù)費(fèi)用。

（三）安全性對(duì)比

在天然氣儲(chǔ)運(yùn)方面，通過(guò)對(duì)管道輸送方式的運(yùn)用能夠彰顯出極大的優(yōu)勢(shì)。天然氣生產(chǎn)與輸送方面，壓縮天然氣的危險(xiǎn)性極高，所以常溫高壓儲(chǔ)存已經(jīng)成為壓縮天然氣的主要存儲(chǔ)方式。

對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)與生產(chǎn)來(lái)講，液化天然氣危險(xiǎn)程度極高。究其原因，存儲(chǔ)的溫度不高，一旦發(fā)生泄漏，必然會(huì)出現(xiàn)爆炸云團(tuán)的情況。分解天然氣水合物的時(shí)候，要借助大量熱能，最主要的原因就是水分子為重要組成，以水分子為主體所形成的空穴會(huì)對(duì)氣體分子與固體化合物進(jìn)行吸附。除此之外，固體化合物本身具有一定的絕熱效應(yīng)，能夠暴露于大氣當(dāng)中，在天然氣水合物分解的過(guò)程中受熱并傳導(dǎo)。而且，釋放氣體速率會(huì)隨之下降，被點(diǎn)燃燃燒速度十分緩慢，受天然氣泄漏影響所引發(fā)爆炸事故的幾率就會(huì)被抑制。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伴隨人民群眾生活水平的提高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快，為進(jìn)一步優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，受?chē)?guó)產(chǎn)石油供給不理想情況而引發(fā)的負(fù)面影響，價(jià)值環(huán)境保護(hù)與低碳經(jīng)濟(jì)的大力倡導(dǎo)，天然氣的社會(huì)需求量顯著增加。要想保證天然氣供應(yīng)的充足性，就必須保證天然氣生產(chǎn)的良好性，以達(dá)到天然氣儲(chǔ)運(yùn)的順利與安全。在此過(guò)程中，應(yīng)通過(guò)對(duì)科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，充分發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，對(duì)新型天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)予以充分發(fā)揮。在此基礎(chǔ)上，要結(jié)合用戶(hù)與氣源的具體情況，考慮既有天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)模型，進(jìn)而為天然氣未來(lái)供應(yīng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)上文對(duì)天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)與各種儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的對(duì)比分析，以期為天然氣儲(chǔ)運(yùn)提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]談碩，茍文廣.天然氣儲(chǔ)運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)研究及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016，36（10）：106-107.

[2] 歐海.油田天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用分析[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2017，37（14）：179-180.

作者簡(jiǎn)介：代林（1968-），男，漢族，四川瀘州人，大專(zhuān)，工程師，研究方向：天然氣儲(chǔ)運(yùn)及應(yīng)用。