能源结构调整下LNG发展优势及趋势分析

侯国忠

(中海油石化工程有限公司， 山东 青岛 266100)

LNG(Liquid Natural Gas)，即液化天然气的英文缩写。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分为甲烷，LNG是常压下气态的天然气冷却至-162℃凝结成的液体。天然气是一种优质、清洁、高效的能源，对环境污染很小，这在世界各国普遍开始重视环境保护的背景下受到了越来越多的青睐，而LNG作为天然气的主要形式，在能源市场上受到了极大欢迎。同时随着 LNG相关技术的进一步发展，使之可以像石油一样安全方便的储存、运输及再气化，极大的提高了天然气在全球的竞争力。

1 全球能源结构调整需求

根据国际能源机构统计，随着人口不断的增长和世界各国人民对生活品质的不断提高，全球的能源需求预计从2016年到2040年将增长30%。而根据目前的能源结构(80%由石油、天然气和煤炭构成)，能源消耗的越多，意味着二氧化碳产生的越多，温室效应越严重，二氧化硫及粉尘排放也就越多，大气污染影响越大。

2015年12月联合国气候会议在巴黎召开，与会各国领导人达成一致意见：把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2℃以内，并为把升温控制在1.5℃之内而努力，全球将尽快实现温室气体排放达峰，本世界下半叶实现温室气体“净零”排放。2016年10月国际海事组织伦敦会议作出决定：自2020年开始实施0.5%的全球硫限制，即要求在硫排放控制区以外航行的所有船舶使用硫含量不高于0.5%的燃油，对比目前的船舶燃油而言，LNG的硫含量几乎为零。

根据中国“十三五”规划纲要，到2020年末，地级及以上城市空气质量优良天数的比率要由2015年的76.7%提高到80%以上，细颗粒物未达标地级及以上城市浓度累计下降18%，二氧化硫排放量降低15%，同时期望地级及以上城市重度及以上污染天数比例下降25%[2]。要完成不断提升的能源需求，又要降低能源消耗的碳排量，同时还要解决城市里侵蚀着成百上千人民生命健康的空气污染问题，这是全球各国面临的挑战性难题。当然，该问题并非不可解决，在提供更多能源同时减少温室效应和空气污染影响，就必须减少碳排放和空气污染物排放，反应到能源上就是调整其供应结构。在产生同样效果的基础上，减少污染物排放物较多的能源组成，增加清洁高效能源组成是必然的选择，寻找这类的能源成为各国改善环境的迫切需求。

2 LNG发展优势分析

在全球各国进行能源结构调整的大背景下，天然气是这场能源结构变革的关键。对于大多数能源组成而言，天然气是极少的可经济适用的能源原料，从发电到加热，再到运输燃料，其用途呈多样化，不仅可替换卡车柴油，还可以替换远洋轮船的重油。同时，天然气又是最纯净的碳氢化合物，其释放的温室气体相比其他化石燃料少很多。处在能源结构调整和能源价格波动的环境下，各个能源需求国倾向选择灵活的供应方式，运输弹性更高的LNG便成为天然气能源供应的代表。

对比传统的燃煤电厂，先进的燃气发电厂花费不到三分之一的时间就能达到满负荷运行。这种灵活性使其对比可再生能源，例如太阳能和风能也具有较大的优势，风能和太阳能容易受气候影响，需要足够的条件才能确保可靠运行。在投资上，无论是建造投资成本还是日常的运行维护成本，燃气电厂相比其他能源发电都具备相当优势，例如，从投资建厂上燃气电厂比煤炭发电厂节约成本60%以上，运行维护成本节省约50%，相比风能、地热、核能发电，燃气发电的成本优势更加明显，具体对比见图1[1]。

图1 天然气在建造维修费用方面与其他能源对比(单位：美元)

在温室气体和大气污染物排放上，天然气相比其他化石燃料排放要少的多。同样产生1兆瓦时的电量，正常消耗情况下天然气比煤炭少排放61%的二氧化碳，即使和超临界燃煤发电相比，其产生的二氧化碳量也要少58%，LNG 经过液化-运输-再气化后，仍然比煤炭发电少释放40%的温室气体。大气污染物主要是二氧化硫、氧化氮和PM2.5颗粒，对比超临界煤炭锅炉发电，天然气发电几乎不排放二氧化硫和PM2.5颗粒，氧化氮的排放也仅为煤炭发电的10%左右，见图2[1]。因此，无论从成本角度还是从环保角度，LNG都具有绝对优势，可以预见其将通过替换煤炭在发电领域保持重要地位。

图2 煤炭和天然气发电污染物排放对比

如今的可再生能源地热、风力和太阳能等主要生产电力，大概满足全球18%的电力需求。然而并非所有的能源需求都能用电力解决，例如工业生产中炼钢等需要极高温度的地方，化工行业中电力无法代替的碳氢化合物原料等。这就意味着，在未来很长一段时间，天然气持续弥补可再生能源的不足，在工业生产和建设中扮演十分重要的角色。

随着对环境的重视，各国政府已经意识到天然气可以降低温室效应、提高空气质量的优点。中国2016年3月份确定的十三五规划，确定增加450亿标方天然气需求，这比整个荷兰的总需求都高，主要用来改善空气质量。2017年1月，中国国家能源局发布取消或暂停超过100座的煤炭发电厂建设，比德国现有煤炭发电厂2倍还要多。2016年欧洲的燃煤发电已经降至94太瓦时，而燃气发电则升至101太瓦时，这种改变主要基于环保政策，例如，英国政府将二氧化碳的价格定为18英镑每吨。跟2015年相比，欧洲用天然气代替煤炭进行发电已经有效降低了4.5%的二氧化碳排放。

由此可见，无论是基于全球温室效应控制的需求，还是各国对于环境污染的控制，以及能源使用的经济性，LNG已经成为能源结构调整首要选择。

3 LNG需求发展趋势

过去十年里天然气已成为增长最快的碳氢能源，2000年起每年需求增速为2%，而其中LNG形式的需求每年增长则为6%，2016已经达到2.65亿吨，足够5亿个家庭用电耗能。今后LNG仍以较快速度增长，预计到2020年，全球LNG市场较2014年增长50%，主要来自于目前已投用或即将投用的装置。对于更远期的预计，全球对于LNG的需求从2016年到2030年预计以每年4-5%的速度递增，到2030年预计增长45%，相比其他能源结构如可再生能源、煤炭和石油增长速度都要快的多，见图3[1]。

图3 全球能源需求增长率(单位：十亿立方)

图4 区域天然气需求增长率(单位：十亿立方)

随着LNG浮动存储再气化船的投用，供应时间已经大大缩减，而一些新兴国家国内能源产量不断降低，替换意愿增加，提升了对LNG需求的增长。接下来的20年里，随着越来越多的国家拥有LNG终端的基础设施或者浮动存储再生装置，当国内资源出现短缺时，LNG会迅速弥补。2015年，哥伦比亚、埃及、牙买加、约旦、巴基斯坦和波兰都开始进口LNG，使进口LNG的国家从本世纪初的10家增至35家。到2016年，埃及、巴基斯坦和约旦都进入全球LNG进口增长最快的5个国家行列，这些国家均由于当地气源短缺，利用了LNG供应良好弹性，3个国家一年共进口了1390万吨LNG。中国和印度是另外两个增速最快的国家，2016年进口增长了1190万吨，使中国的LNG进口达到2700万吨，印度达到2000万吨，中国对天然气的需求增长十分明显，预计从2016年的2000亿立方米增至2030年的4500亿立方米。由于亚洲新兴国家的强劲增长，到2030年，亚洲仍然是天然气需求增长最快的地区，美洲其次，由于埃及、约旦等国的需求增速，中东地区天然气需求也将不容小视。

未来15年天然气的增长点主要是发电领域，用来替换煤炭，降低对大气污染，预计需求增长为45%，其次是工业生产使用，预计增长26%，最后是民用和交通，增长分别为22%和7%，见图5[1]。对于中国，为了治理大气污染，政府将极力提高清洁能源使用比例，降低煤炭的比例，根据Wood Mackenzie 2016年第四季度数据，中国预计将能源结构中天然气的比例从2016年的5%提高到2030年的11%。

在所有供气国家中，澳大利亚贡献了大部分2016年的天然气增长，增加了1500万吨，达到4430万吨的总出口量。2016年对美国也是标志性的一年，从路易斯安纳州萨宾终端输出了290万吨LNG。LNG供给增长，尤其是澳大利亚和美国出口，预计到2020年相对2014年将增加50%，这其中三分之一将依托近期投产的装置，剩余的三分之二预计2020年前投产。

图5 全球天然气需求结构增长率(单位：十亿立方)

图6 中国主要能源需求结构

4 LNG发展带来机遇

图7 LNG市场分析

各地区尤其是发展中国家的需求旺盛促使LNG工程相关项目蓬勃发展，资本涌入该领域，这就为LNG工程设计建造公司、相关设备制造公司带来极大机遇。新建和已存在的管道和天然气存储设施允许天然气比较容易的从生产地区运输到消费地区，而LNG浮动存储再气化船使用的快速增长为许多新兴国家提供了更灵活的供应方式[3]。根据LNG的需求强劲增长趋势，可以预测未来相关设施的建造也有较大的增长空间，大部分LNG仍会通过已建或在建的设施进行输送，但随着设施使用年限增加、运输能力下降和LNG需求的持续增长，2020年起新设施的建造将走上快速增长的道路，见图7[1]。

5 结论

综上可知，在全球重视大气环境和控制温室效应的背景下，具备碳排放量和污染物排放量明显较低优势的LNG将在各国能源结构调整中提高应用比例，需求增长速度比其他能源结构明显较快。这对我国能源行业带来以下启示：

(1)为了加强大气污染治理，预计政策会持续扶持天然气发电，控制缩减燃煤电厂，天然气发电设备及工程技术需求增强；

(2)预计LNG需求的快速增长将带动更多生产、接收终端等设施投资建造，应重视相关技术的开发利用；

(3)LNG需求国倾向周期更短，供应更加灵活方式，预计LNG浮动存储再气化船等弹性供应设施需求增长较快；

(4)关注亚洲及中东新兴LNG需求趋势，配合国家"一带一路"政策积极拓展海外LNG业务。