天然氣管輸與海運之最

　　天然氣國際貿(mào)易指天然氣在國家之間的商品交易。這種國際貿(mào)易是通過陸地管道輸送和海運液化天然氣來進(jìn)行的，但最終只能通過管道輸送到用戶。由于天然氣進(jìn)入市場必須通過輸送管道，所以天然氣市場不會像石油市場那樣發(fā)達(dá)，覆蓋面那樣大，因此天然氣國際貿(mào)易表現(xiàn)出很強的地區(qū)性。2016年天然氣貿(mào)易量有所增加，但也僅占全球總產(chǎn)量的30.5%，而石油國際貿(mào)易量占全球總產(chǎn)量的73.5%。

　　管道輸送

　　管道運輸是一種以管道輸送貨物的方法，而貨物通常是液體和氣體。凡是在化學(xué)上穩(wěn)定的物質(zhì)都可以用管道運送。當(dāng)今世界，石油天然氣推動著世界各國的經(jīng)濟發(fā)展，而管道是輸送石油天然氣最經(jīng)濟的重要途徑。

　　進(jìn)程

　　▲中國是最早使用輸氣管道的國家。最早用木竹管道輸送天然氣。木竹管作為特殊運輸工具是沿用秦漢時期（公元前200余年）輸送鹵水的竹木筧而發(fā)展起來的。

　　▲1821年威廉·哈特（William Hart）在美國賓夕法尼亞州弗里多尼亞當(dāng)?shù)氐男∠獪线吷⒉剑l(fā)現(xiàn)水面上冒出汽泡，于是在附近鉆了一口9米深的井，成功地取得了較大氣流的天然氣。接著幾年接通管道，照亮了附近的住家和商店。最先使用的是木管，1825年改用鉛管，并建立了弗里多尼亞天然氣照明公司（Fredonia Gas Light Company）。一般將這1821年作為現(xiàn)代天然氣工業(yè)的開始年。

　　▲美國工業(yè)家所羅門·羅伯特·德雷瑟（Solomon Robert Dresser，1842～1911年）是世界上輸氣管道的先驅(qū)者。1890年，S.R.德雷瑟研究天然氣輸送技術(shù)獲得重大突破，他發(fā)明了防漏管線連接技術(shù)。盡管材料和施工技術(shù)仍然較復(fù)雜，但是已經(jīng)可以輸送到離氣源地160公里的地方。

　　▲1958年在四川盆地鋪設(shè)了第一條輸氣管道，長20公里，管徑159毫米，從永川黃瓜山氣田輸氣到永川化工廠。

　　1963年四川石油管理局建成全國第二條輸氣管線，從巴縣石油溝輸氣到重慶，管徑426毫米，全長54.7公里，管道首次穿越長江。標(biāo)志著向工業(yè)城市供氣的發(fā)展階段。

　　長度

　　▲2013年世界管線長度為3 559 186公里，其中天然氣輸送管線占世界管道總量的80.5%，而原油輸送管線只占8.4%。

　　▲世界上輸氣管道最長的國家是美國。美國天然氣管線有1 984 321公里，占世界天然氣管線總量2 863 207公里的69.3%。如取赤道周長為40 075.04公里，美國的天然氣管線可繞地球13圈半。

　　▲2016年俄羅斯天然氣管線為171400公里，占世界輸氣管道的6%。

　　▲世界上最長的輸氣管線——中亞至中國管線（Central Asia–China gas pipeline）。中亞輸往中國的有四條支線——A、B、C、D。起點都在土庫曼斯坦，經(jīng)過烏茲別克斯坦和哈薩克斯坦抵達(dá)中國邊境霍爾果斯（huoergusi），或者經(jīng)過烏茲別克斯坦、塔吉克斯坦和吉爾吉斯斯坦抵達(dá)中國邊境烏?。╓uqia）。2016年后涌往這條絲綢之路的天然氣最高可達(dá)年輸850億立方米。如果計算從土庫曼斯坦到上海，境外管線長度為1833公里，境內(nèi)干線全長4859公里，管線總長8653公里。

　　▲亞馬爾-歐洲輸氣管線（Yamal–Europe pipeline）是歐洲最長的輸氣管線，長度4196km，鋼材用量803.3萬噸，有一座天然氣凈化廠，34座壓氣站。將把西伯利亞亞馬爾半島的天然氣經(jīng)由白俄羅斯、波蘭輸往德國東部，并與西歐的天然氣管網(wǎng)聯(lián)通。1997年竣工。1999年10月新干線貫通白俄羅斯，同時波蘭的支線建成，形成330億立方米/年的輸氣能力。

　　▲世界上最深的海底輸氣工程是2005年底建成的從俄羅斯穿越黑海至土耳其的“藍(lán)色溪流（Blue Stream）”輸氣管線，全長1213公里。淺水區(qū)為380米，深水區(qū)達(dá)2150米。年輸氣160億立方米。

　　▲根據(jù)美國中央情報局報道，中國2015年天然氣管道70000公里、原油管道22900公里、成品油管道25500公里，輸水管道710206公里。中國油氣管道總計118400公里。

　　根據(jù)中國統(tǒng)計局《中國統(tǒng)計年鑒》的報道，2015年油氣管道長度為10.87萬公里，2016年為11.34萬公里。

　　▲世界上最大的輸氣管網(wǎng)是俄羅斯統(tǒng)一輸氣管網(wǎng)。主干線和支線共長158200公里，218個壓氣站，俄羅斯境內(nèi)2808公里，境外3251公里，有6個天然氣凈化加工廠，25個地下儲氣庫。

　　▲世界最長的海底管道——北溪天然氣管道（Nord Stream）。由Nord Stream AG負(fù)責(zé)營運，從俄羅斯維堡（Vyborg）起到德國格賴夫斯瓦爾德( Greifswald)。 該項目包含兩條平行管道。1號管道于2011年5月鋪設(shè)，2011年11月8日正式投入使用。2號管道于2011年至2012年間鋪設(shè)，2012年10月8日正式投入使用。管徑1220毫米，管道總長度1222千米（759英里）。

　　▲世界第二長的海底管道——蘭格勒德管線（Langeled pipeline）。將挪威天然氣輸送到英國的海底管線。全長1166公里，年輸氣量255億立方米。

　　▲1994年中國建成第一條海底輸氣管線——崖13-1—香港海底輸氣管線，全長778公里。

　　儲氣庫

　　▲從1915年加拿大首次在威倫（Wellland）氣田開展儲氣試驗到現(xiàn)在，全球已建成715座地下儲氣庫（Underground Gas Storage），共計23007口采氣井，總工作氣量為3930億立方米，平均每小時產(chǎn)出2.35億立方米天然氣。

　　▲北美洲儲氣庫數(shù)量最多，有480座，工作氣量為1488億立方米，占全球工作氣量的37.8%。

　　▲在4種類型地下儲氣庫中，氣藏型地下儲氣庫工作氣量最大，約占總工作氣量的75%，含水層型地下儲氣庫占12%，鹽穴型地下儲氣庫占7%，油藏型地下儲氣庫6%。

　　▲地下儲氣庫最多的國家是美國。擁有有411座，容氣總量2500億立方米天然氣，其次為前蘇聯(lián)，有47座，總?cè)輾饬?93億立方米天然氣。

　　▲地下儲氣庫最多的前五位公司依次為俄羅斯天然氣股份公司，儲氣量為390億立方米，有21座儲氣庫；烏克蘭天然氣公司儲氣量310億立方米，有12座儲氣庫；意大利阿吉普公司儲氣量為129億立方米，有8座儲氣庫；美國壓縮天然氣輸送公司儲氣量109億立方米，有13座儲氣庫；法國天然氣公司儲氣量86億立方米，有20座儲氣庫。

　　管輸貿(mào)易

　　▲管輸天然氣國際貿(mào)易最早的年代是1946年蘇聯(lián)首次以工業(yè)方式生產(chǎn)天然氣，從秋明氣田輸氣至華沙，翻開了國際天然氣管道貿(mào)易的新篇章。

　　▲2016年全球管輸天然氣進(jìn)出口貿(mào)易達(dá)7375億立方米，進(jìn)口最多的國家是德國達(dá)993億立方米，占全球總量的13.5%，其次是美國為825億立方米、意大利為594億立方米，荷蘭和中國為380億立方米，居全球第四位。

　　▲世界上最大的天然氣銷售公司——俄羅斯天然氣出口公司（Gazprom Export LLC），1973年成立，設(shè)在圣彼得堡。目前出口到西歐25個國家，2016年出口管輸天然氣1908億立方米和液化天然氣140億立方米共計2048億立方米，占世界天然氣總貿(mào)易量的18.9%。

　　▲挪威是后起的天然氣出口大國，2015年出口為1095億立方米，到2016年增至1908億立方米，與俄羅斯出口量平行。

　　特殊管道

　　▲世界上最早建成的氫氣管線——萊茵-魯爾氫氣管道。氫氣管道輸送是將氫氣通過管道運輸?shù)叫枨蟮氐幕A(chǔ)設(shè)施，輸送成本類似于壓縮天然氣（CNG）。1938年建成的萊茵-魯爾（ Rhine-Ruhr）160公里氫氣管道至今仍然在運行。截至2004年，美國有1400公里低壓氫氣管道和歐洲有1500公里的低壓氫氣管道在運行。

　　▲氨管道最長的國家——俄羅斯→烏克蘭。氨是劇毒物質(zhì)，通常不采用長距離管輸，因此不常見。目前的氨管線是從俄羅斯 TogliattiAzotfacility連接到烏克蘭 Transammiak，輸送到黑海出口港—敖德薩。

　　▲世界上運行的最長的液硫輸送管線有：⑴ 加拿大艾伯塔省從天然氣加工廠輸送到海邊到液硫運輸船上。直徑200毫米，41公里長，埋于地下，蒸汽夾套伴熱。⑵ 美國懷俄明州卡特溪（carter creek，wyoming）有一條液硫輸送管線，直徑150毫米，33公里長。管道架在地面上，1983年竣工投產(chǎn)。⑶ 沙特阿拉伯朱拜勒（Jubail，Saudi Arabia）有一條液硫輸送管線，直徑250毫米，24公里長，管道架在地面上，1983年竣工投產(chǎn)。

　　液化天然氣貿(mào)易

　　LNG是天然氣的一種價廉的國際貿(mào)易方式，它將海外如卡塔爾、澳大利亞等閑置的天然氣，經(jīng)由液化加工，用LNG專用運輸船運輸?shù)叫枨蟮膰摇?/p>

　　進(jìn)程

　　▲世界上最早的LNG貿(mào)易是在1959年英國氣體局（英國天然氣公司的前身）將船裝載2000噸LNG的“甲烷先鋒號（Methane Pioneer）”，從美國路易斯安娜州查爾斯湖出發(fā)，橫跨大西洋運輸?shù)接┪钍亢涌诘目簿S島，供國營北泰晤士燃?xì)夤芾砭质褂谩＿@種獨特的貨物安全地橫渡海洋是世界海運史的首例，標(biāo)志著液化天然氣準(zhǔn)備進(jìn)入了商業(yè)化國際貿(mào)易階段。

　　▲世界第一家商業(yè)液化天然氣生產(chǎn)廠是阿爾澤液化天然氣生產(chǎn)廠（Arzew LNG），裝置名稱Arzew GL4Z，1964年在阿爾澤建立。氣源來源于哈西魯邁勒氣田。

　　▲1917年美國從天然氣中提氦，從而在西弗吉尼亞州建造了世界上第一座天然氣液化工廠。

　　▲LNG價格最低廉是在剛出口的時期，那時采用固定價格。1969年日本進(jìn)口美國阿拉斯加的液化天然氣時，其價格是按向工程項目投資額為基礎(chǔ)計算出來的，為固定價格52美分/百萬英熱單位。后來，文萊、阿布扎比也在初期采用固定價格，但是1973年第一次石油危機后，仿效油價高漲，液化天然氣價格也隨之上揚。第二次石油危機后的1979年以來，采用原油等價方式，即根據(jù)政府原油出售價格（GSP）100%相關(guān)聯(lián)等價熱量來決定液化天然氣價格。

　　生產(chǎn)

　　▲中東波斯灣有個世界上最大的氣田—南帕爾斯/北部穹窿凝析氣田（South Pars/North Dome Gas-Condensate field），擁有可采儲量35.66萬億立方米，是世界上最大的LNG生產(chǎn)基地，可供應(yīng)大西洋市場和太平洋市場。

　　▲世界上最大的LNG生產(chǎn)公司是卡塔爾液化天然氣有限公司（Qatar Liquefied Gas Company Ltd.，Qatargas），也是卡塔爾國有的天然氣公司。在近海生產(chǎn)天然氣供應(yīng)給在萊凡角的LNG工廠，于1984年11月1日成立。利用世界最大的南帕爾斯/北部穹窿凝析氣田（South Pars / North Dome Gas-Condensate field），生產(chǎn)和銷售液化天然氣和天然氣凝液。

　　貿(mào)易

　　▲2016年1月全球LNG生產(chǎn)能力為310.5MT，在建生產(chǎn)能力為141.5MT，擬建890MT，2020年全球LNG貿(mào)易量將增加46%。

　　▲2016年全球LNG貿(mào)易總額明顯增加，達(dá)263.6MT，比2015年增加7.5%。在貿(mào)易總額中有74.6MT屬于現(xiàn)貨和短期貿(mào)易，占28.3%。

　　▲亞洲對LNG需求最大，占全球LNG需求的73%，

　　▲全球LNG供應(yīng)最多的是卡塔爾，占30%；來自太平洋盆地供應(yīng)的LNG占45%。

　　▲2016年新增4個LNG進(jìn)口國，現(xiàn)達(dá)到39個進(jìn)口國。

　　▲2016年底出口國達(dá)19個，全球天然氣液化能力增加了36TM，達(dá)到340 MTPA.

　　▲2016年底全球總氣化能力達(dá)830MT。在建的氣化能力達(dá)86MT，其中70%即60MT在亞洲。

　　▲2016年全球LNG貿(mào)易量達(dá)到263.62MT，亞洲4個國家：日本、韓國、中國和印度等進(jìn)口為191.57MT，占全球總貿(mào)易量的72.7%。

　　▲卡塔爾是世界上最大的LNG出口國，2016年出口量1044億立方米占全球出口總量3466億立方米的30.1%，其次是澳大利亞16.4%、馬來西亞9.3%。

　　▲日本是世界上最大的LNG進(jìn)口國，2016年進(jìn)口量達(dá)1085億立方米，占全球總量的31.3%。其次是韓國12.7%和中國9.9%。

　　造船

　　▲2016年有478艘LNG運輸船在航行，其中船艙容量在90000～170000立方米居多，占總量的73.0%。

　　▲世界上最大的液化天然氣運輸船是Q-Max型。Q表示卡塔爾（Qatar），Max表示能夠靠近卡塔爾碼頭的最大尺寸，船長345m，寬53.8m，高34.7m。薄膜型，艙容>250000立方米。航線從卡塔爾至英國和美國。2017年有14艘Q-Max型LNG運輸船在航行，均由三星（Samsung）和大宇（Daewoo）制造。其次為Q-Flex 型液化天然氣運輸船，有30艘在航行。

　　▲建造液化天然氣運輸船最多的國家是韓國。2015年5月建造已經(jīng)建造了259艘，占全球總量的63%，還有64艘正在建造。

　　▲建造液化天然氣運輸船最多的前三個公司均在韓國：三星（Samsung）、大宇（Daewoo）和現(xiàn)代（Hyundai）。2016年5月交付240艘，正在建造56艘。

　　▲LNG船舶圍護(hù)系統(tǒng)主要有兩類：獨立球型(Moss Rosenberg)和薄膜型（Membrane）。其中薄膜型居首位。2016年占LNG船舶圍護(hù)系統(tǒng)總數(shù)的70.5%。中國建造的LNG運輸船均為薄膜型。

　　▲第一艘Q-Max型LNG運輸船——Mozah于 2008年9月29日交付，船舶圍護(hù)系統(tǒng)為薄膜型，倉容267335立方米，由三星（Samsung HI）建造，卡塔爾天然氣公司（Nakilat）管理。2009年1月11日開往西班牙畢爾巴鄂港，交付第一批266000立方米的液化天然氣。

　　▲船齡多數(shù)在38～40年之間。“SCF Arctic”號 1969年建造，2014年退役，船齡45年。目前已退役的液化天然氣運輸船有34艘。

　　▲“大鵬昊（Dapeng Sun）”號和“大鵬月（Dapeng Moon）”號是中國建造的最早的運輸船。由滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司建造，GT NO96薄膜型。隨后又建造了大鵬星（Dapeng Star）、閩鷺（Min Lu），并承擔(dān)外國公司液化天然氣運輸船的建造。

　　▲世界上最重要的海運峽口是霍爾木茲海峽。世界上液化天然氣貿(mào)易量約34%必經(jīng)霍爾木茲海峽，到東亞必經(jīng)馬六甲海峽；到美國和英國必經(jīng)曼德海峽、蘇伊士運河和直布羅陀海峽。

　　接收站

　　▲2016年新建了11個LNG接收站，全球現(xiàn)有124個LNG接收站，其中亞洲有67個，占全球總量的54%。

　　▲世界上LNG接收站最多的國家是日本，有34座LNG接收站分布在沿海，西海岸居多。

　　▲平澤LNG接收站（Pyeong-Taek LNG Terminal）是當(dāng)今世界上最大的LNG接收站，平澤市位于韓國西海岸地區(qū)，在首爾以南60公里， 總面積451.38平方公里。平澤LNG接收站1986年建成，業(yè)主和操作者均為韓國天然氣公司（KOGAS），擁有23個LNG儲罐，可儲存3 360 000立方米液態(tài)LNG；有39個氣化器，每年可以氣化輸送519億立方米天然氣。1987年建成98公里長的高壓輸氣管道，連接平澤接收站和仁川（Incheon）接收站（首爾北邊）。1988年，首爾7個城市配氣公司建造了1900公里配氣管網(wǎng)。

　　▲袖浦LNG接收站（Sodegaura LNG Terminal）是日本僅次于韓國平澤LNG接收站的第二大LNG接收站。業(yè)主和操作者均為東京電力（Tokyo Electric ）和東京燃?xì)猓═okyo Gas），1973年建成，擁有35個LNG儲罐，可儲存2 660 000立方米液態(tài)LNG；有39個氣化器，每年可以氣化輸送404億立方米天然氣。

　　▲中國現(xiàn)有運行的接收站有15座。其中兩座在臺灣。有53個儲罐，氣化能力達(dá)806億立方米。

　　▲ 2016年底全球有浮式LNG儲存再氣化裝置（FSRU）船24艘。處理總量達(dá)360萬立方米。FSRU船訂單9艘，其中6艘于2017年交付。

　　▲中國第一座離岸的浮式LNG儲存再氣化裝置在天津，有4個儲罐，可儲液145130立方米，有3個氣化器，設(shè)計能力為30億立方米/年，2013年竣工。

　　▲1944年10月20日美國俄亥俄州克里夫蘭（Cleveland），屬東俄亥俄州天然氣公司的LNG陸上儲罐發(fā)生泄露，其原因是那時鋼材含鎳量非常低，這種脆性鋼材暴露在極冷的液化天然氣中時，發(fā)生裂縫引發(fā)著火。儲罐周圍 沒有設(shè)置擋土墻，蔓延到城市下水道系統(tǒng)，沖擊面廣，爆炸劇烈，造成128人死亡，200～400人燙傷。

　　單位換算

　　LNG單位換算

　　中國天然氣計價單位采用立方米，而國外通用熱量單位如MBtu、GJ、kWh或Gcal計價。

　　LNG熱量單位換算

　　【龐名立，曾在中國計量科學(xué)院（北京）和中石油（四川）工作 著有多本石油和天然氣書籍】