淺談LNG在城市供氣中發(fā)揮的作用

陳良若 王廣遠 李彬源 劉紅軍 陳洪英

(廣元市天然氣有限責(zé)任公司，四川 廣元 628017)

0 引言

城鎮(zhèn)燃氣主要用于居民生活用氣、居民非生活用氣、公福和商業(yè)用氣、工業(yè)用氣等，天然氣用量隨著城市氣候、生活時段、節(jié)假日的不同，存在較大的不均勻性，特別是冬季需要天然氣采暖的地區(qū)，用氣不均勻性更加嚴(yán)重，國家為確保天然氣安全平穩(wěn)供應(yīng)，下發(fā)了《關(guān)于加快儲氣設(shè)施建設(shè)和完善儲氣調(diào)峰輔助服務(wù)市場機制的意見的通知》，要求縣級以上地方人民政府到2020年至少形成不低于保障本行政區(qū)域平均3天需求量的儲氣能力、城鎮(zhèn)燃氣企業(yè)到2020年形成不低于其年用氣量5%的儲氣能力，明確要求必須建設(shè)儲氣調(diào)峰設(shè)施，因此，合理預(yù)測城市發(fā)展及天然氣用量，建設(shè)必要的儲氣調(diào)峰設(shè)施，緩解天然氣供需不均衡帶來的安全隱患，確保安全平穩(wěn)供氣，是非常必要的。

1 儲氣調(diào)峰現(xiàn)狀

目前，全球共有地下儲氣庫715座，其中66%儲氣庫工作氣量主要分布在北美、歐盟等發(fā)達國家，工作氣量一般占年消費量的13%～27%；我國累計建成地下儲氣庫庫容432億方，2018年有效工作氣量為93億方，僅占消費量的3.5%，與世界平均水平相比，我們儲氣庫建設(shè)仍處在初級階段，建設(shè)相對滯后，區(qū)域發(fā)展不平衡，呈現(xiàn)“南多北少、東多西少”現(xiàn)象，調(diào)峰供需矛盾依然突出，且區(qū)域性不平衡現(xiàn)象突出。近年來，每遇迎峰度冬，頻繁出現(xiàn)“氣荒”，供需季節(jié)性矛盾日益突出，天然氣的需求急劇增加，預(yù)計到2020年，中國天然氣消費量將達到3000億方，缺口1400億方。目前，我國地下儲氣庫工作量僅為全國天然氣消費量的3%，國際平均水平為12%～15%；國內(nèi)各地方基本不具備日均3天的儲備能力。

2 儲氣調(diào)峰的方式

2.1 管道儲氣

管道儲氣主要是利用管道自身余量，通過增加壓力等方式儲存天然氣，但由于管道本身是用于輸氣，儲存量有限，企業(yè)一般不可能再花費大量投資建設(shè)管道用于高峰時節(jié)的儲氣調(diào)峰，而且管道儲氣受上游氣源供應(yīng)、管道壓力上限、管道長度、直徑的制約嚴(yán)重，因此，只能作為儲氣設(shè)施的補充。

2.2 儲氣罐儲氣

儲氣罐是目前城鎮(zhèn)燃氣企業(yè)應(yīng)用最為廣泛的儲氣設(shè)施，設(shè)計壓力一般在3MPa以內(nèi)，目前儲氣罐絕大多數(shù)用于儲存壓縮天然氣，受儲氣罐設(shè)計壓力、上游氣源供應(yīng)、儲罐大小等的影響較大，特別是對上游氣源的依賴性較大，當(dāng)上游氣源不足時，無法及時補充，儲氣調(diào)峰能力較弱，且施工費用及后期運營維護費用高，企業(yè)一般不會建設(shè)大規(guī)模的儲氣罐用于儲氣調(diào)峰。同時，儲氣罐屬于重大危險源，對建設(shè)環(huán)境要求較高，僅能用于儲氣設(shè)施的補充。

2.3 地下儲氣庫儲氣

地下儲氣庫儲氣是利用枯竭油氣田、地下含水層、地下鹽穴和廢棄煤礦井等地區(qū)儲氣，地下儲氣庫有儲氣容量大、占地面積小、安全性高等優(yōu)點，特別是枯竭油氣田儲氣以其投資和運行費用低、建設(shè)周期短而應(yīng)用最為廣泛，但地下儲氣庫要受地質(zhì)構(gòu)造限制，大多數(shù)城鎮(zhèn)燃氣企業(yè)無法通過地下儲氣庫儲氣。

2.4 LNG儲氣

LNG儲氣是采用將天然氣低溫液化的方式儲存天然氣，由于LNG體積是常態(tài)天然氣的1/600，采用LNG儲存可大大提高天然氣的儲存量，是目前城市燃氣企業(yè)可利用的最有效的儲氣調(diào)峰方式之一，且LNG儲氣可不受上游氣源供應(yīng)及管道輸氣能力的影響，可利用槽車循環(huán)加注增加調(diào)峰量。

3 選擇LNG儲氣作為儲氣調(diào)峰的優(yōu)勢

3.1 方便快捷

LNG儲氣站可直接與燃氣企業(yè)中壓管道連接，在城市供氣高峰時節(jié)，可將LNG氣化后直接輸入中壓管道，隨時根據(jù)管網(wǎng)壓力和調(diào)峰需求實時增減進氣，實現(xiàn)天然氣管網(wǎng)的動態(tài)調(diào)峰。

3.2 安全可靠

LNG儲氣站就是一個穩(wěn)定的氣源點，在用氣高峰時節(jié)和上游氣源發(fā)生故障時，可作為氣源供應(yīng)點，為用戶提供不間斷用氣，提高氣源供應(yīng)及管網(wǎng)運行的可靠性和安全平穩(wěn)性。

3.3 一站多用

LNG站除了可在用氣高峰時節(jié)進行調(diào)峰以外，還可與LNG加氣站合建，減少LNG儲氣調(diào)峰站作為不盈利項目的后期運行維護的經(jīng)濟壓力。

4 LNG在城市供氣中發(fā)揮的作用

4.1 使用LNG作為儲氣調(diào)峰用氣，可減輕燃氣企業(yè)在供氣高峰時節(jié)的調(diào)峰壓力

選擇占地面積小、儲氣量大的LNG作為儲氣調(diào)峰用氣，在距離燃氣企業(yè)中壓管道距離較近的合理位置建立儲氣站群，在燃氣企業(yè)供氣緊張期間將LNG氣化后不間斷輸入中壓管道，既符合國家關(guān)于儲氣調(diào)峰設(shè)施建設(shè)的要求，又能確保用戶能不間斷使用天然氣，保障天然氣的安全平穩(wěn)供應(yīng)，提升企業(yè)競爭力，減少企業(yè)調(diào)峰壓力。

4.2 LNG儲氣調(diào)峰可增加城市燃氣企業(yè)氣源點，提升供氣保障能力

目前，城市燃氣一般由高壓管道輸送，通過門站調(diào)壓后送到千家萬戶，由于高壓管道建設(shè)前期投入大，投資回收期長，一般燃氣企業(yè)很少建設(shè)復(fù)線用于供氣保障，若突遇地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致管道損毀或上游供氣企業(yè)停氣檢修，極易造成大規(guī)模停氣，建設(shè)LNG儲氣調(diào)峰站，作為突發(fā)事件處理期間的臨時氣源點，通過外購LNG向中壓管網(wǎng)供氣，減少停氣波及面，降低大規(guī)模停氣帶來的負(fù)面影響，提升區(qū)域供氣保障能力。

4.3 利用LNG儲氣站供氣，可拓展供氣范圍，提高天然氣氣化率

對距離城市較遠，建設(shè)長距離輸氣管道投資過大，用戶較少，長時間無法收回成本的地區(qū)，可通過建設(shè)LNG儲氣站，采用點供方式向周邊用戶提供天然氣服務(wù)，擴大供氣范圍，提高天然氣氣化率，減少企業(yè)投資壓力。

5 示例

廣元燃氣作為一家城鎮(zhèn)燃氣企業(yè)，其下?lián)碛?2萬用戶，據(jù)測算，未來5年，用戶數(shù)將以2萬戶每年的數(shù)量增長，用氣量也將以2000萬方每年的數(shù)量增長。用戶的增多，用氣量的增大，必將導(dǎo)致儲氣調(diào)峰需求的快速增長，到2030年，儲氣調(diào)峰需求將達2500萬方，小時調(diào)峰需求50萬方，但目前廣元燃氣僅具有兩個設(shè)計規(guī)模3000m3的儲氣球罐，儲氣調(diào)峰能力嚴(yán)重不足。

為緩解企業(yè)儲氣調(diào)峰壓力，廣元燃氣擬對季節(jié)儲氣調(diào)峰需求通過購買服務(wù)的方式解決，但由于LNG運輸、氣化及管道輸送均有一定時間差，反應(yīng)速度較慢，不能滿足小時調(diào)峰及應(yīng)急需求，因此，廣元燃氣擬在中心城區(qū)投資建設(shè)水容積分別為500m3和350m3的儲氣庫，并根據(jù)用戶集中程度距離城區(qū)較遠的地區(qū)建設(shè)一批水容積為60m3的儲氣站，最終形成有效儲氣調(diào)峰能力超過80萬m3的儲氣調(diào)峰站群，在用氣高峰時節(jié)將LNG氣化后輸入中壓管道，可有效解決廣元燃氣供區(qū)小時調(diào)峰問題，確保安全平穩(wěn)供氣。同時，在每年上游供氣企業(yè)進行管道降壓檢修時，可通過槽車不間斷向LNG儲氣站輸氣，減少停氣波及范圍，確保不中斷用戶正常用氣。

6 結(jié)語

綜上所述，利用LNG儲氣，建設(shè)LNG儲氣調(diào)峰站，既符合國家天然氣利用政策及對儲氣調(diào)峰設(shè)施建設(shè)的要求，又能保障天然氣安全平穩(wěn)供應(yīng)，拓寬天然氣供應(yīng)市場，對優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，促進天然氣綜合利用，具有十分重要的意義。