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发展之路上遇到阻碍的液化天然气
来源: | 作者:emma | 发布时间: 2024-03-04 | 1333 次浏览 | 分享到:



          能源领域是受 covid-19 影响最大的行业之一。在疫情之前,液化天然气(lng)的需求在不断增长,而 lng 的供应量则增加更多,从而造成了供大于求的现象。当 covid-19 发展成为流行病之后这一情况变得更糟。该行业的供应链遇到了巨大的裂口。然而,从长期来看天然气作为煤和可再生能源之间的过渡能源并未遭到质疑。随着市场的回暖,天然气特别是 lng 的需求将持续增长,以 lng 作为能源的船只、lng运输车、浮式液化天然气(flng)以及船 - 船加注等均出现了上涨的趋势。

   甚至在新型冠状病毒疫情之前,石油和天然气行业就已经供过于求了。lng 的现货价格在2020 年时达到了历史最低位。美国页岩油气田的增产导致了这种供大于求的局面,但其过剩产量的大部分被2019年后期全球的经济增长消化了。当 covid-19 于 2020 年 1 月下旬在全世界范围内蔓延开时,这一轻微的不平衡发展全面崩溃。油气价格直线下跌,货物被取消且项目被延缓并停滞。与所预测的结果相比,lng 的需求预计将下降 8%。生产成本相对较高的美国页岩气受到的影响最大;相反,像卡塔尔这样的国家受它的影响将不会太大。除了需求的减少,造成衰退的因素还包括在工作场所需要保持物理距离以及全球供应链的断裂。加拿大和澳大利亚已经宣布将推迟一些项目;俄罗斯和美国也可能同样受到影响。

图 1 wärtsilä 20df 引擎为双燃料船用发动机带来了燃料灵活性

   现在还不能清楚地预判市场形势。在短期内需求将仍保持微弱,这是因为公共区域的封闭以及北半球夏季的到来。病毒有可能会影响到供应,同时还会影响到需求。然而,随着北半球冬季的到来以及对冠状病毒的有效控制,事情有可能会回归到接近正常的状态。根据 shell 的数据,2019 年全球 lng 的需求增长了 12.5%。若想再恢复到这样的增长率还需要很多年的时间,但是作为化石燃料和可再生能源之间相对清洁的过渡能源,天然气显然并不会被淘汰。

图 2 最新的迪士尼游轮是由 lng 作为燃料的

图 3 位于 hackberry, louisiana 的 cameron 的 lng液化设施的一期工程

   然而石油和天然气由于补贴的原因均受到了争议,批评者们认为这些补贴如果用于正在发展的可再生能源会起到更好的效果。在 lng 应该被当作一种过渡性能源还是仅仅是另外一种过时的石化燃料这一问题上出现了两极分化的观点。欧盟是应该在波兰建设一座新的 lng 接收终端还是用一个波浪发电项目来替代?目前还没有欧盟国家计划逐步取消所有的化石燃料补贴。欧盟委员会能源董事会的 florian ermacora 承认天然气是一个“恐龙”,但(她相信)这是目前所必需的。

图 4 美国德克萨斯州自由港的 lng 液化项目

   lng的大部分市场(发电站、船、车及采矿业)已经被 covid-19 病毒摧毁。然而,随着国家将能源从煤炭转移至天然气,lng 的主要市场仍然为发电站。一个支持天然气作为过度燃料的论据是天然气管道在今后可以被用于运输氢气。现在已经可以将氢气注入到天然气管道网络中了。covid-19 已经深深地影响了采矿业,很多项目已经减缓了进度或者暂时停业。然而,由于要从更深的地方来开采矿物,因此从长期来看该行业将需要更多的能源。需要将水注入泵中来提取矿物。最近的一个案例是澳大利亚的 kirkalocka 金矿决定使用 evol lng 作为它的能源。bhp 最近决定使用 lng 作为燃料的船来运输其铁矿石。以上这些是 lng 用量增长的主要领域。然而在陆地上作为石油替代品的除了 lng,还有电能、氢能、生物燃料及 png,但对于船只来说作为柴油的接替者的则毫无疑问地只有 lng。尽管以 lng 作为燃料的船只的建造由于 covid-19 病毒的原因而进展缓慢,但作为柴油和 lng 船替代品的双燃料船则仍会保持上升趋势。将现有船只改造为可以使用 lng 的船是无法实现的,这是因为 lng需要更大的空间以及一个特殊类型的发动机。因此市场对新船的需求仍可能保持上涨。一月份shi 为 teekay 交付了四艘穿梭油轮中的一艘,该油轮以 lng 作为主要燃料,由 lng 和回收挥发性有机化合物(vocs)所组成的混合物作为次要燃料。越来越多的渡船、油轮、化学品船以及货船正在转向使用双燃料系统作为其动力源。从2016 年开始,carnival 和 disney 游轮公司开发了以 lng 为动力的大型游轮。

图 5 2016 年在芬兰建造的北极星号破冰船是第一艘安装了双燃料发动机的破冰船,其燃料包括低硫船用柴油和lng。这艘船有三个由 abb 提供的全回转推进器

   以下的项目信息是撰写本文截止日(5 月 25日)时所获得的,但随着项目的进展其信息会有所变化。

   (1)出口

   美国已成为一个主要的出口方。仅在去年德克萨斯州的自由港和路易斯安那州的 cameron 就分别进行了两个项目的试运行。同样,埃克森美孚公司和卡塔尔石油公司宣布在墨西哥沿岸开始建设工厂;在 7 月份宣布了为 plaquemines lng工厂注资;baker hughes 公司在路易斯安那州的calcasieu 正在对一个新设备进行测试;matrix 公司将在北卡罗来纳州的 robeson 县建设工厂;卡塔尔石油公司和埃克森美孚公司最终决定向德克萨斯州的 sabine pass 项目投资;并为阿拉斯加州qilak 的一个设备签订了一系列协议。中美洲和加勒比海地区的一些项目也有一定的进展。abs在巴拿马的 lng 中心已经开始运行;mcdermott获得了在阿根廷的 vaca muerta 页岩田建设一座生产液化气工厂的合同,尽管病毒给这整项工程带来了质疑;巴西的 acu 港口正在建设一套设备。近年来澳大利亚完成了大量 lng 工厂的建设,同时还在不断地开发其近海的资源以为这些工厂提供原料。著名的 mcdermott 已被要求为 equus工程提供包括液化工厂在内的基础设施。在非洲,mauritania 和 senegal 的 greater tortue flng 和同样要生产液氦的南非的第一座 lng 工厂已经获得了合同。关于扩大尼日利亚的 eni 工厂和anadarko 的 mozambique 一区 lng 项目的最终投资决定已经确认。在亚洲,马来西亚特别积极,这是由于其国有公司 petronas 的推动。该国现已建成了其第二座 flng,即 pflng dua。

   technipfmc 将为俄罗斯 novatek 公 司的 arctic 二号 lng 项目建造三辆 lng 列车。gazprom 更新了它的 baltic 的 lng 项目的计划,该项目将在 ust-luga 港建设并会有国际合作者参与。然而俄罗斯的疫情非常严重,因此项目进展有可能会放缓。

   (2)lng 运输船

   covid-19 加剧了 lng 的供应过剩,从而减缓了 lng 的海运。货物被取消、推迟发运并被改变路线。

   俄罗斯正在利用其地理位置的优势来发展破冰船,这种破冰船可以穿越北极来运输 lng。将为北极 2 号 lng 项目建造一个试气运输船以适应北极的条件,它可以破碎厚达 2.1m 的冰层。实际上所有在建的运输船均采用双燃料设计,并且可以轮换使用柴油和蒸汽作为动力。shi 为total 建造的新运输船就是这样设计的。此外,沪东 - 中华造船厂和 dnv 开发的运输船将创造一个纪录:270000m3 将成为全球最大运量的lng 运输船。

 图6 沪东 - 中华造船厂与 dnv gl 已经签订了一个协议以共同开发运量为 270000m3 的 lng 运输船,这是目前这种类型船中吨位最大的

图 7 由 sovcomfl ot 运营的 lng 运输船 grand aniva 建造于2008 年。它有四个 moss 型球状罐以及 145000m3 的运量

   (3)其他船只

   除了大量正在建造的运输船,我们可能还会发现由陆地转移到海洋的趋势:船 - 船加注、浮式液化天然气装置(flng)和浮式储存气化装置(fsru)将使 lng 的运输和加工变得更加便利和安全。我们现在有可能会增加一个 lng 浮式发电厂:川崎重工正在建设这种可移动的、分布式的联合循环电厂,该电厂可作为用电高峰时的能量源或者与可再生能源配合使用。

   (4)进口

   主要的进口市场是欧洲和亚洲。在欧洲,希腊、塞浦路斯、波兰、克罗地亚和爱尔兰已计划建设新的终端。在中国,曾经以惊人速度增长的进口 lng 已经出现缩减现象,且其与供应商的关系也已经中止。在唐山,第一阶段项目已经启动,之后还有两期项目。俄罗斯的诺瓦泰克天然气公司正在日本和越南分别建设一座终端,日本气体公司正在为菲律宾建造一座工厂。

图 8 gtt 最受欢迎的 mark ⅲ lng 运输船储罐保温系统采用不锈钢结构

   (5)材料

   lng 的液化、运输、储存以及再汽化过程中所存在的低温条件需要能够承受低温和温度波动的材料;这也就是说这些材料需要具有一定的韧性。目前规范中所列的材料包括镍基合金、奥氏体不锈钢、9% 镍钢以及铝(用于船载储罐)。不锈钢被用于广受欢迎的由 gtt 生产的低温lng 罐的 mark ⅲ膜密封系统,该系统将被安装在正在由沪东 - 中华造船厂制造的巨型运输船上。采用 1.2 mm 厚的波纹状 304l 不锈钢制作初级不锈钢膜。最近引起轰动的一个材料是由浦项开发的高锰钢(hms)。2018 年 12 月国际海事组织(imo)认证通过了该材料可被用于 lng 运输船和以 lng 为动力的船只上的低温 lng 存储和燃料罐。它还可被用于陆上的存储罐。它可以代替镍基合金从而节省成本,并且它更容易焊接。该材料含有 22.5%~25.5% 的锰并可承受 -196℃的低温,该材料已通过韩国标准认证。


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