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液化天然氣(Liquefied Natural Gas,簡稱LNG),主要成分是甲烷,被公認(rèn)是地球上最干凈的化石能源。無色、無味、無毒且無腐蝕性,其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/625,液化天然氣的質(zhì)量僅為同體積水的45%左右。
其制造過程是先將氣田生產(chǎn)的天然氣凈化處理,經(jīng)一連串超低溫液化后,利用液化天然氣船運送。液化天然氣燃燒后對空氣污染非常小,而且放出的熱量大,所以液化天然氣是一種比較先進(jìn)的能源。
液化天然氣是天然氣經(jīng)壓縮、冷卻至其沸點(-161.5℃)溫度后變成液體,通常液化天然氣儲存在-161.5攝氏度、0.1MPa左右的低溫儲存罐內(nèi)。其主要成分為甲烷,用專用船或油罐車運輸,使用時重新氣化。20世紀(jì)70年代以來,世界液化天然氣產(chǎn)量和貿(mào)易量迅速增加,2005年LNG國際貿(mào)易量達(dá)1888.1億立方米,最大出口國是印度尼西亞,出口314.6億立方米;最大進(jìn)口國是日本763.2億立方米 [1] 。應(yīng)用編輯
世界上環(huán)保先進(jìn)國家都在推廣使用LNG.除了用作發(fā)電廠、工廠、家庭用戶的燃料外,其中所含的甲烷可用作制造肥料、甲醇溶劑及合成醋酸等化工原料;另外其所含的乙烷和丙烷可經(jīng)裂解而生成乙烯及丙烯,是塑料產(chǎn)品的重要原料。
此外,超低溫的LNG在大氣壓力下轉(zhuǎn)變?yōu)槌貧鈶B(tài)的過程中,可提供大量的冷能,將這些冷能回收,還可以利用于6種低溫用途上:使空氣分離而制造液態(tài)氧、液態(tài)氮,液化二氧化碳、干冰制造,利用冷能進(jìn)行發(fā)電,制造冷凍食品或使用于冷凍倉庫,橡膠、塑料、鐵屑等產(chǎn)業(yè)廢棄物的低溫破碎處理,海水淡化。
在生態(tài)環(huán)境污染日益嚴(yán)重的形勢面前,為了優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu),改善大氣環(huán)境,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略,人們選擇了天然氣這種清潔、高效的生態(tài)型優(yōu)質(zhì)能源和燃料?,F(xiàn)在,無論是工業(yè)還是民用,都對天然氣產(chǎn)生了越來越大的依賴性。液化天然氣(LNG) 是天然氣的液態(tài)形式,在某些情況下,選擇液化天然氣比選擇氣態(tài)天然氣具有更多的優(yōu)點。LNG的應(yīng)用實際上就是天然氣的應(yīng)用,但由于其特性,LNG又比天然氣有著更廣泛的用途。
1、發(fā)電
LNG使用高效,經(jīng)濟(jì),在發(fā)電中,天然氣的熱能利用率可達(dá)55%,高于燃油和煤,尤其是對調(diào)峰電廠而言,天然氣取代燃油的優(yōu)勢非常明顯?用于發(fā)電是目前LNG的最主要工業(yè)用途。
日本一直是世界上LNG進(jìn)口最多的國家,其LNG進(jìn)口量的75 %以上用于發(fā)電,用作城市煤氣的占20 %~23 %。韓國也是LNG 進(jìn)口大國,其電力工業(yè)是韓國天然氣公司( Kogas) 的最大用戶,所消費的LNG占該國LNG進(jìn)口總量的一半以上。
世界上已建有不少以天然氣或液化天然氣為燃料的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站。1999 年到2020 年期間,美國計劃新增發(fā)電量中約有90%是天然氣發(fā)電,屆時,美國天然氣發(fā)電量的比重將達(dá)到33 %。20 世紀(jì)80 年代興起的聯(lián)合循環(huán)電站,發(fā)電量以燃?xì)廨啓C(jī)為主(約占總電量的2/ 3),電站純效率已達(dá)50 %以上,而常規(guī)的燃煤蒸汽輪機(jī)電站效率只有30 %~35 %。燃?xì)廨啓C(jī)電站和聯(lián)合循環(huán)電站不僅效率高,而且機(jī)動性好,從機(jī)組起動到滿負(fù)荷運行時間短,既可作基本負(fù)荷運行,也能作調(diào)峰運行。此外,聯(lián)合循環(huán)電站污染小、可靠性高。
目前,我國“西氣東輸”等大型天然氣輸配工程已經(jīng)全線貫通;廣東液化天然氣站線項目一期工程正式啟動;建設(shè)總規(guī)模為500 萬t/年、一期工程總投資超過220 億元的福建LNG 項目也正式啟動。這些項目的投產(chǎn)和啟動為發(fā)展我國的天然氣發(fā)電提供了必要的物質(zhì)保障,必將對緩解我國能源供需矛盾、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)起到重要作用。
2、陶瓷、玻璃等行業(yè)
一些能源消耗很大的企業(yè)往往距城市或天然氣管道很遠(yuǎn),或者根本得不到管道輸送的天然氣,這種情況下LNG的優(yōu)勢更明顯,最典型的是陶瓷廠,使用LNG可以使產(chǎn)品檔次提高,成本下降? 用在玻璃、陶瓷制造業(yè)和石油化工及建材業(yè)(無堿玻璃布),可極大地提高產(chǎn)品的質(zhì)量或降低成本,從而因燃料或原料的改變,而成為相關(guān)企業(yè)新的效益增長點。
近年來,隨著居民生活水平的提高,中小城鎮(zhèn)居民更希望能用潔凈的能源, LNG作為清潔能源現(xiàn)備受關(guān)注,天然氣燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳和氮氧化合物僅為煤的50%和20%,污染為液化石油氣的1/4,煤的1/800?由于管道鋪投資設(shè)費用大,LNG氣化站具有比管道氣更好的經(jīng)濟(jì)性,在中小城鎮(zhèn)可采用LNG氣化站作為氣源供居民使用,此外還可用于商業(yè),事業(yè)單位的生活以及用戶的采暖等。
LNG作為調(diào)峰的備用氣源
作為管道天然氣的調(diào)峰氣源,可對民用燃料系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)峰,保證城市安全、平穩(wěn)供氣。在美國、英國、德國、荷蘭和法國等國家,將LNG 調(diào)峰型裝置廣泛用于天然氣輸配系統(tǒng)中,對民用和工業(yè)用氣的波動性,特別是對冬季用氣的急劇增加起調(diào)峰作用。我國在上海已建成并投入使用?
車用LNG燃料
LNG作為可持續(xù)發(fā)展清潔能源,具有明顯的環(huán)境效益及社會效益,以LNG取代燃油后可以減少90%的二氧化硫排放和80%的氮氧化物排放,環(huán)境效益十分明顯,是汽車的優(yōu)質(zhì)代用燃料?可以預(yù)見,城市在汽車燃料方面逐步用LNG或天然氣代替燃油,近年來,它已被世界許多國家重視和推廣?俄羅斯在將 LNG 用于汽車運輸,鐵路運輸,水上運輸和空中運輸方面積累了許多經(jīng)驗?英國的運輸公司大部分采用LNG為車用燃料?
按照天然氣的儲存方式不同,天然氣汽車大致分為CNGV(壓縮天然氣汽車),LNGV(液化天然氣汽車),和ANGV(吸附天然氣汽車),目前在國內(nèi)大量使用的是CNG型汽車,正在推廣的是LNGV型汽車,ANGV正處在研制階段,隨著LNG的大量普及,LNGV型汽車會逐步向重型車發(fā)展,并會部分取代小型CNG型汽車及公交車,現(xiàn)國內(nèi)建成的LNG公交車示范站有新疆的烏魯木齊市、北京市、長沙市,正在籌備建設(shè)的有北海市、湛江市等?目前全國已改裝的CNG型汽車已達(dá)數(shù)萬輛,但用LNG作為汽車燃料特別值得推廣,在建造LNG加氣站的同時兼顧C(jī)NG(壓縮天然氣)加氣站,能滿足目前及今后的需求?