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LNG冷能利用产业发展形势分析论文

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  关键词:LNG;冷能利用;发展现状;发展机遇;挑战与对策

  0引言

LNG冷能利用产业发展形势分析论文

  液化天然气(Liquefied natrual gas,LNG),是我国天然气安全稳定供应的重要气源之一,含有大量冷能,回收利用这部分冷能能够减少机械制冷大量的电能消耗,具有可观的经济效益和社会效益。现阶段,我国冷能利用技术研究成果丰富,一些研究成果也转化为实际工程产出,随着LNG行业的发展,冷能利用作为LNG附加值势在必行。把握好市场机会能够促进LNG冷能利用技术产业升级发展,推动我国“双碳”目标实现。因此,有必要对LNG冷能利用产业的发展形势开展研究分析,从而加深全社会对LNG冷能利用产业的了解,挖掘LNG冷能的潜力,最大程度发挥LNG优势。

  1 LNG冷能利用技术发展现状

  LNG冷能利用主要依靠LNG气化过程中对相变吸热和膨胀对外界做功,并将其回收。按照利用方式分类,可将LNG冷能利用分为直接利用和间接利用两种方式:直接利用方式包括冷能发电、液化空气分离、液态二氧化碳或干冰制备、低温冷库、海水淡化、数据中心供冷等;间接利用主要有低温破碎和轻烃分离两种方式。以上不同工艺适用于不同的温度范围,而LNG温度为-162℃,并且需要吸热升温至5℃以上才能供应给下游用户。因此LNG冷能释放过程中温度跨度大,需适配多个工艺满足需求。表1统计了LNG气化过程中冷能可利用的工艺。

  LNG冷能温度越低,冷能品质越高,对外做功能力越高,因此,如果仅对LNG冷能单一利用,会造成浪费,且单一利用也对中间冷媒流量控制有较高要求。因此,LNG冷能利用工艺流程应该坚持“温度对口、梯级利用”的原则,将不同温区的工艺进行联合生产。研究中一般将LNG气化过程中的温度分为深中浅三个利用温区,分别应用于不同地方。深冷区可以用于空气分离、低温粉碎、冷能发电和轻烃分离,中冷区可以用于液态CO2或干冰制备、低温冷库、海水淡化,浅冷区可以用于制冰、空调系统供冷。

  2 LNG冷能利用产业发展现状

  我国LNG基础设施日臻完善,LNG冷能利用作为配套产业适逢其时,获得了快速发展。我国LNG冷能利用的发展可以追溯到“十一五”时期,“十一五”规划提出了我国要加强资源节约和综合利用的要求,自此我国开始着力研究LNG冷能利用相关技术[1]。2007年9月,我国第一套LNG冷能利用装置落子福建莆田,应用于液态空气分离,随后又陆续建设了低温粉碎等装置。经过十多年的发展,我国建立了多个示范型LNG冷能利用项目。表2统计了我国截至2020年底投产且配套冷能利用产业的LNG接收站。

  由表2可知,国内LNG冷能用于空气分离的项目开展最多。分析其原因,一方面与我国在冷能空分方面的技术攻关密不可分,另一方面可能是因为福建莆田空分项目在国内起到了较好的示范作用[2]。此外,由于空气分离项目的大力开展,低温破碎项目也得到了发展。这些示范项目中,大多数项目将LNG冷能按“深冷+中冷”进行梯级利用,但将深中浅三个温区的冷能都充分利用的项目还很少,仍需进一步研究和发展。

  根据表2,截至2020年底,我国已经投运且配套冷能利用产业的LNG接收站接收能力约8 930×104 t/a。当LNG在1个标准大气压下从-162℃气化到5℃时,释放出的冷量约为230 kW·h/t[3]。那么,若将表2接收站LNG全部投用至冷能利用中,能释放出冷量203.55×108 kW·h/a。若冷能按70%利用,制冷机组COP按3.0计算,那么可节省用电量47.50×108 kW·h/a。由此可见,LNG冷能利用带来的社会效益和经济效益非常显著。

  3 LNG冷能利用产业发展机遇

  3.1供需市场增长空间

  LNG的生产和供应是LNG冷能利用的上游产业,LNG的市场空间对LNG冷能利用的影响至关重要。首先,从市场来看,我国用气需求较大。为满足我国的用气需求,《“十四五”现代能源体系规划》提出了完善LNG储运体系以及推进LNG接收站等储气设施建设的要求。其次,从LNG供给来看,我国LNG供应能力安全可靠,预计到“十四五”规划结束时,我国LNG进口量将超过1 100×108 m3[4]。

  LNG冷能的需求市场主要为商业用冷和工业用冷。在商业用冷方面,需求持续增长,一方面是由于国家全面推动冷库建设从数量到质量的提升;另一方面是尤其受新冠疫情影响,卫生防疫部门积极加快医用冷链运输。因此,长期来看,无论食品还是医药都保持较高用冷需求。在工业用冷方面,国家对大型工业项目以及企业减税降费等一系列政策的支持,我国工业得到较好恢复,工业用冷也保持稳定的需求[5]。

  总之,LNG冷能利用产业上游供应充足,下游需求旺盛,市场容量可观。

  3.2政策优势

  LNG冷能利用产业的相关政策涵盖范围广,包括LNG供应相关政策以及绿色低碳用冷相关政策。

  LNG供应方面,国家出台了一系列利好政策。国家发展改革委印发的《能源生产和消费革命战略》提出,2021—2030年,天然气占比将达到15%左右,新增能源需求主要依靠清洁能源满足。《天然气利用政策》提出,提高天然气利用效率,鼓励应用先进技术和设备,最大限度发挥天然气利用效率。《“十四五”现代能源体系规划》提出要不断完善天然气储运与管网体系建设,到2025年,全国集约布局储气能力达到550×108~600×108 m3,优先推进重要港址已建、在建和规划的LNG接收站项目。

  从下游需求侧来看,我国正在推动工业低碳转型,《“十四五”工业绿色发展规划》要求实施园区节能环保提升工程,实施绿色高效制冷行动,更新升级制冷技术设备,优化负荷供需匹配。而LNG冷能的回收利用符合绿色、零碳、高效等多项要求,由此可见,工业绿色发展的支持政策对LNG冷能利用形成利好。

  4 LNG冷能利用产业面临的挑战与对策

  4.1产业资源整合程度低,冷能利用效率和收益较低

  现阶段,接收站LNG冷能利用范围较单一,导致冷能利用效率较低,企业收益也较低。建议加大产业资源整合力度,一方面对LNG冷能进行梯级利用,另一方面将LNG冷能与其他新能源结合利用,形成优势互补的混合能源系统。这样不仅能使LNG冷能得到充分利用,还能显著提高各类能源供给可靠性,同时拓展了产业的增值空间,增加综合收益。

  4.2价格机制不统一,市场推广存在难度

  LNG冷能应用场景广泛,不同技术应用温区不同,而市场上并未对冷源按使用温度和使用量等进行统一定价,这大大降低了企业的用冷意愿,不利于LNG冷能利用的市场推广。建议政府和社会资本方形成合力,共同推动LNG冷能商业模式和价格机制进一步完善,并充分完善反映冷能多重价值的市场价格机制,真正实现按效果付费[6]。

  4.3产业链中投资主体多,投融资体系亟待完善

  投融资体系的完善程度是新兴技术能否成功产业化的关键因素。LNG冷能利用产业依托于LNG接收站或气化站而发展,产业链中涉及多个投资主体,不同投资主体关注的收益和风险不同,从而不利于产业园内部资源整合。针对此问题,建议建立多元化产权制度,通过投资入股和技术入股等方式让相关单位以及企业员工参股,既提供了政策保证,又满足了科技成果转化的资金需求,还能有效融合技术,积极实现成果转化和生产率保证。项目还应建立灵活的资金进退机制从而保证入股资金的安全与升值[7]。

  5结语

  “十四五”及未来一段时间内,国内LNG市场增长空间很大,推动LNG冷能利用产业进一步发展,有助于充分发挥LNG在推动我国能源向低碳、零碳演进的支撑作用,获取最大综合效益,推动我国节能减排和“双碳”目标的实现。

  参考文献:

  [1]刘小慷,汪月圆.LNG冷能利用国内外发展现状及前景分析[J].石化技术,2019,26(5):27-28.

  [2]涂亚明.LNG冷能发电技术发展现状与展望[J].化工管理,2023(11):56-58.

  [3]徐士元,张双超.舟山LNG产业发展研究[J].江苏商论,2020(9):119-121.

  [4]华贲.大型LNG接收站冷能的综合利用[J].天然气工业,2008(3):10-15,133-134.

  [5]王明乾,杨萍,韩景霖.“十三五”我国制冷行业发展概述与市场分析[J].冷藏技术,2021,44(2):1-5.

  [6]丁怡婷.如何更好推动储能规模化、产业化、市场化发展[N].人民日报,2023-02-09(11).

  [7]刘帅.科研院所高新技术产业化相关探讨[J].产业创新研究,2023(4):35-37.

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