浮式犔犖犌气化和接收终端的发展及其对我国犔犖犌进口的启示

书书书　第６０卷　增刊　　化　　　工　　　学　　　报　　　　　　　　Ｖｏｌ．６０　Ｓｕｐｐｌ．　２００９年１２月　　ＣＩＥＳＣＪｏｕｒｎａｌ　　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２００９檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐殐殐综述与专论　　　浮式犔犖犌气化和接收终端的发展及其　　　对我国犔犖犌进口的启示叶东升，贾铁英，牛东翔（广东大鹏液化天然气有限公司，广东深圳５１８０４８）摘要：对浮式ＬＮＧ气化和接收终端的发展和已运营项目的现状做了介绍，并根据浮式ＬＮＧ气化和接收终端的特点，提出我国可运用浮式终端技术，满足部分市场的短期和季节性需求的探讨意见。关键词：ＬＮＧ；接收和气化；终端；浮式中图分类号：ＴＥ０　　　　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　　　　文章编号：０４３８１１５７（２００９）Ｓ１０２２０５犘狉狅犵狉犲狊狊狅犳犔犖犌犳犾狅犪狋犻狀犵狊狋狅狉犪犵犲犪狀犱狉犲犵犪狊犻犳犻犮犪狋犻狅狀狋犲狉犿犻狀犪犾犪狀犱狋犺犲狉犲狏犲犾犪狋犻狅狀狅狀犆犺犻狀犪犔犖犌犻犿狆狅狉狋犢犈犇狅狀犵狊犺犲狀犵，犑犐犃犜犻犲狔犻狀犵，犖犐犝犇狅狀犵狓犻犪狀犵（犌狌犪狀犵犱狅狀犵犇犪狆犲狀犵犔犖犌犆狅犿狆犪狀狔犔狋犱．，犛犺犲狀狕犺犲狀５１８０４８，犌狌犪狀犵犱狅狀犵，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｈｅａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＬＮＧｆｌｏａｔｉｎｇｓｔｏｒａｇｅａｎｄｒｅｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｒｍｉｎａｌａｎｄｕｐｄａｔｅｓｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ．ＩｔｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｍａｋｅｆｕｌｌｕｓｅｏｆｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＣｈｉｎａｔｏｍｅｅｔｔｈｅｓｈｏｒｔｔｅｒｍａｎｄｓｅａｓｏｎａｌＬＮＧｄｅｍａｎｄ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ＬＮＧ；ｒｅｃｅｉｖｉｎｇａｎｄｒｅｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｔｅｒｍｉｎａｌ；ｆｌｏａｔｉｎｇ　　２００９－１２－０７收到初稿，２００９－１２－２８收到修改稿。联系人：贾铁英。第一作者：叶东升（１９６６—），男，硕士。　引　言近年来由于对清洁能源天然气的需求增大，ＬＮＧ产业获得了快速发展。过去１０年中，全球ＬＮＧ产量上涨了７０％，气化和接收能力也大幅提高。传统的ＬＮＧ气化和接收终端一直受项目审批时间长、投资大、建设周期长及地理条件要求高等因素的制约，尤其是近年来随着人们的环保意识增强，在沿海陆地建设ＬＮＧ气化和接收终端受到的限制越来越大。特别是在美国和欧洲，许多计划中的终端项目遇到许可上的障碍，不得不延迟甚至取消。为突破陆地建设ＬＮＧ气化和接收终端的限制，浮式ＬＮＧ气化和接收终端（ｆｌｏａｔｉｎｇｓｔｏｒａｇｅａｎｄｒｅｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｒｍｉｎａｌ，ＦＳＲＴ）很快就从概念设计进入实际开发阶段，并在过去几年中获得了相当的发展。自２００５年首个浮式终端在美国建成投入使用以来，已经有６个ＦＳＲＴ在美洲和欧洲陆续建成并投入使用。运营实践证明ＦＳＲＴ技术已走向成熟，而且具有成本低、建设周期短、灵活性高等优点。浮式终端作为ＬＮＧ气化和接收的新型解决方案，密切关注和了解其发展，探讨其实现的可行性，将对我国ＬＮＧ产业的发展提供新的思路。　　犚犲犮犲犻狏犲犱犱犪狋犲：２００９－１２－０７．犆狅狉狉犲狊狆狅狀犱犻狀犵犪狌狋犺狅狉：ＪＩＡＴｉｅｙｉｎｇ，[e-mail]　１　浮式ＬＮＧ气化和接收终端的产生和发展　　目前已实施的和建设中的ＦＳＲＴ大致可分为两种：船舶式和重力结构式。船舶式是以ＬＮＧ船舶为基础，在原有储罐设施的基础上增加气化装置，从而实现ＬＮＧ的接收和气化功能。船舶式通常保留船舶的运输功能，可以实现ＬＮＧ的装载、运输、储存和再气化。重力结构式是在混凝土或钢制矩形结构上安装ＬＮＧ储罐和气化装置，固定在海上某个地点使用。目前应用最广泛的为船舶式，也是本文介绍的重点。１１　第一个浮式犔犖犌气化和接收终端ＥｘｃｅｌｅｒａｔｅＥｎｅｒｇｙ公司是最早开发浮式ＬＮＧ气化和接收终端并将其投入运营的公司。２００５年２月ＥｘｃｅｌｅｒａｔｅＥｎｅｒｇｙ和其合作伙伴Ｅｘｍａｒ从韩国Ｄａｅｗｏｏ订购的第一艘带有气化装置的ＬＮＧ船“Ｅｘｃｅｌｓｉｏｒ”交付。在传统的１．３８×１０５ｍ３的薄膜型ＬＮＧ运输船的基础上，“Ｅｘｃｅｌｓｉｏｒ”加装了气化装置，可实现１００００ｔ·ｄ－１的气化能力，最大气化能力可达到１４０００ｔ·ｄ－１。ＥｘｃｅｌｅｒａｔｅＥｎｅｒｇｙ公司把这种新型船舶命名为能源桥梁气化船（ｅｎｅｒｇｙｂｒｉｄｇｅｒｅｇａｓｖｅｓｓｅｌ，ＥＢＲＶ），并用它在美国墨西哥湾建成了世界上第一个浮式ＬＮＧ气化和接受终端（ｇｕｌｆｇａｔｅｗａｙ）。能源桥梁气化船停泊在墨西哥湾中部距离海岸约２００ｋｍ的深海上，与海底转塔系统相连，海底转塔系统由一系列锁链和锚固定在海底，实现能源桥梁气化船的系泊。同时气化后的天然气也通过海底转塔系统预先安装的管汇，进入海底外输管线输送到岸上（见图１）。图１　ＥＢＲＶ和海底转塔系统Ｆｉｇ．１　ＥＢＲＶａｎｄｓｕｂｍｅｒｇｅｄｔｕｒｒｅｔｌｏａｄｉｎｇｂｕｏｙ　ＧｕｌｆＧａｔｅｗａｙ项目总投资约为７千万美元（合５．４１亿人民币）。２００５年３月１７日开始气化首船ＬＮＧ，每天可向管网提供约１．４×１０７ｍ３天然气。ＥｘｃｅｌｅｒａｔｅＥｎｅｒｇｙ公司原计划以ＦＯＢ的方式购买ＬＮＧ，由能源桥梁气化船运输至ＧｕｌｆＧａｔｅｗａｙ，气化后送入美国ＧｕｌｆＣｏａｓｔ市场。自２００５年３月投入运营以来到２００９年５月，利用四艘能源桥梁气化船：Ｅｘｃｅｌｓｉｏｒ、Ｅｘｃｅｌｌｅｎｃｅ、Ｅｘｃｅｌｅｒａｔｅ和Ｅｘｐｌｏｒｅｒ，ＧｕｌｆＧａｔｅｗａｙ项目共接收和气化了１５船ＬＮＧ。１２　犈狓犮犲犾犲狉犪狋犲犈狀犲狉犵狔公司已建成的其他项目１．２．１　ＴｅｅｓｉｄｅＧａｓｐｏｒｔ项目　继ＧｕｌｆＧａｔｅｗａｙ项目成功实施后，ＥｘｃｅｌｅｒａｔｅＥｎｅｒｇｙ公司两年后在英格兰北部的ＴｅｅｓｉｄｅＧａｓｐｏｒｔ实施了第二个浮式气化和接收终端项目。与ＧｕｌｆＧａｔｅｗａｙ项目所不同的是，ＴｅｅｓｉｄｅＧａｓｐｏｒｔ的能源桥梁气化船不是停泊在远离岸边的深海，而是停靠在码头上。气化后的天然气通过码头管汇处注入氮气，调节气体质量后，输入岸上管网。ＴｅｅｓｉｄｅＧａｓｐｏｒｔ项目第一次实现了ＬＮＧ的船对船输送。２００７年２月，在英国苏格兰东北海岸奥克尼群岛（ＯｒｋｎｅｙＩｓｌａｎｄｓ）的斯卡帕湾（ＳｃａｐａＦｌｏｗ），ＥｘｃｅｌｒａｔｅＥｎｅｒｇｙ公司的另一艘ＬＮＧ船“Ｅｘｃａｌｉｂｕｒ”成功将１．３３×１０５ｍ３的ＬＮＧ输送到能源桥梁气化船“Ｅｘｃｅｌｓｉｏｒ”上，完成了世界上首次商业性的船对船ＬＮＧ驳载（见图２）。船对船驳载对浮式气化和接收终端技术有重大意义，它给利用浮式终端实现连续供应提供了技术保障。能源桥梁气化船可以停靠在任何合适的港口或水域，像传统终端一样进行连续接收和气化。图２　Ｅｘｃａｌｉｂｕｒ和Ｅｘｃｅｌｓｉｏｒ的船对船驳载Ｆｉｇ．２　Ｓｈｉｐｔｏｓｈｉｐｕｎｌｏａｄｉｎｇｏｆｅｘｃａｌｉｂｕｒａｎｄｅｘｃｅｌｓｉｏｒ　１．２．２　ＮｏｒｔｈｅａｓｔＧａｔｅｗａｙ项目　自２００５年６月开始，ＥｘｃｅｌｅｒａｔｅＥｎｅｒｇｙ公司即向当地政府申请在马塞诸塞州海湾１３ｋｍ外的水域建设浮式气化和接收终端。２００７年２月，项目获得批准。经过一年施工后，２００８年２月，美国第二个浮式气化和接收终端ＮｏｒｔｈｅａｓｔＧａｔｅｗａｙ开始试运营。ＮｏｒｔｈｅａｓｔＧａｔｅｗａｙ有两套转塔系统，可同时停泊两艘能源桥梁气化船。与ＧｕｌｆＧａｔｅｗａｙ采用开放式的海水气化系统所不同的是，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＧａｔｅｗａｙ则使用燃烧天然气的封闭式气化系统，以避免排放低温海水对周围海洋环境的影响。ＮｏｒｔｈｅａｓｔＧａｔｅｗａｙ约需消耗１％～２％的ＬＮＧ，用以加热汽化器的热水。２００８年５月，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＧａｔｅｗａｙ接收了能源桥梁气化船“Ｅｘｅｌｌｅｎｃｅ”运自特立尼达的第一船ＬＮＧ。为测试卸载和管线系统，仅１／３的ＬＮＧ被气化，剩余ＬＮＧ被运往其·３２·　增刊　　叶东升等：浮式ＬＮＧ气化和接收终端的发展及其对我国ＬＮＧ进口的启示他高价市场。由于当时国际ＬＮＧ市场供应紧张，ＥｘｃｅｌｅｒａｔｅＥｎｅｒｇｙ公司原计划供应ＮｏｒｔｈｅａｓｔＧａｔｅｗａｙ的ＦＯＢ货物被转运到其他高价市场。ＮｏｒｔｈｅａｓｔＧａｔｅｗａｙ直到２００９年２月才接收第二船来自埃及的ＬＮＧ，由能源桥梁气化船“Ｅｘｐｌｏｒｅｒ”运输并进行气化。１．２．３　ＢａｈｉａＢｌａｎｃａ项目　能源桥梁气化船技术的逐步成熟，为新兴ＬＮＧ进口国提供了新思路。阿根廷国家能源公司Ｅｎａｒｓａ为满足冬季天然气需求高峰，决定利用ＥｘｃｅｌｅｒａｔｅＥｎｅｒｇｙ公司的能源桥梁气化船，建设国内第一个ＬＮＧ气化和接收终端。利用已有的码头进行改造，加装卸料臂和输气管线，ＢａｈｉａＢｌａｎｃａ项目在不到一年的时间内建成。ＢａｈｉａＢｌａｎｃａ为双面码头设计，能源桥梁气化船停靠在码头的一边，传统ＬＮＧ运输船停靠在码头的另一边，通过码头的管汇进行船对船的驳载。作为调峰供应，ＢａｈｉａＢｌａｎｃａ项目计划每年冬季（阿根廷地处南半球，冬季为６～８月）投入使用，２００８年共运营３个月（６～８月），接收７船ＬＮＧ。２００９年５月开始运营，由于今年国际ＬＮＧ市场供应充足，价格偏低，预计今年的运营时间将增加。１３　致力于犔犖犌贸易链中游发展的犌狅犾犪狉犔犖犌公司ＧｏｌａｒＬＮＧ公司是ＬＮＧ业界最大的船东和船舶运营公司之一，有３０多年的从业经验，目前有１５艘ＬＮＧ船舶为其服务。立足于ＬＮＧ运输所积累的丰富经验，ＧｏｌａｒＬＮＧ近年来一直致力于拓宽其在ＬＮＧ中游的业务范围。通过改建传统的ＬＮＧ运输船，ＧｏｌａｒＬＮＧ开发了浮式ＬＮＧ电厂、浮式ＬＮＧ液化厂和浮式ＬＮＧ气化和接收终端。图３　ＧｏｌａｒＬＮＧ改建的球罐型浮式ＬＮＧ气化和接收船总布置图Ｆｉｇ．３　ＬａｙｏｕｔｆｏｒｍｏｓｓＬＮＧＦＳＲＵｂｙＧｏｌａｒＬＮＧＧｏｌａｒＬＮＧ最早选择改建的ＬＮＧ船是１９８１年交付的舱容为１．２９×１０５ｍ３的球罐型ＬＮＧ船“ＧｏｌａｒＳｐｉｒｉｔ”。气化装置被加装在船的前部，控制中心、公用设施和船员生活设施在尾部，见图３。２００７年１０月，“ＧｏｌａｒＳｐｉｒｉｔ”进入新加坡的Ｋｅｐｐｅｌ船厂开始改建，２００８年７月世界上第一艘由ＬＮＧ船改建的ＬＮＧ浮式气化和接收船顺利交付。ＧｏｌａｒＬＮＧ第一批计划改建４艘ＬＮＧ船，分别是ＧｏｌａｒＳｐｉｒｉｔ，ＧｏｌａｒＷｉｎｔｅｒ，ＧｏｌａｒＦｒｅｅｚｅ和ＧｏｌａｒＦｒｏｓｔ。１．３．１　ＧｏｌａｒＬＮＧ实施的第一个浮式终端Ｐｅｃéｍ　ＧｏｌａｒＬＮＧ和巴西国家石油公司Ｐｅｔｒｏｂｒａ紧密合作，用改建后的ＧｏｌａｒＳｐｉｒｉｔ（见图４）给巴西建设了第一个ＬＮＧ接收站Ｐｅｃéｍ。Ｐｅｃéｍ接收站与阿根廷的ＢａｈｉａＢｌａｎｃａ接收站相似，通过对已有码头改建，实现ＬＮＧ气化和接收船和传统ＬＮＧ运输船的双边靠泊。通过卸料臂和码头管汇，ＬＮＧ从传统运输船被卸载到ＬＮＧ气化和接收船，整个靠、离泊和卸载的过程约需２４ｈ。气化后的ＬＮＧ通过管线输入岸上的管网系统。ＧｏｌａｒＳｐｉｒｉｔ的气化能力约为１２０００ｔ·ｄ－１，约１０ｄ完成一船ＬＮＧ的气化。图４　运营中的ＬＮＧ接收和气化船ＧｏｌａｒＳｐｉｒｉｔＦｉｇ．４　ＬＮＧＦＳＲＵｕｎｄｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎＧｏｌａｒＳｐｉｒｉｔ　“ＧｏｌａｒＳｐｉｒｉｔ”在特立尼达的液化厂完成装载后，于２００８年７月２２日到达巴西北部的Ｐｅｃéｍ，进行了为期４周的试运营。作为调峰使用，Ｐｅｃéｍ终端的主要运营时间为巴西的旱季５～８月，Ｐｅｃéｍ负责为附近的３家燃气电厂提供天然气供应，以满足水电供给的缺口。Ｐｅｔｒｏｂｒａ分别与ＢＧ和壳牌签订了供应合同，但由于技术和许可的原因，Ｐｅｃéｍ终端直到２００９年１月才开始正式投入运