天然气储运技术及其应用发展前景探讨

杨睿

摘  要：随着社会发展的不断进步，天然气被广泛的熟悉和使用，成为人们生产生活不可或缺的一部分，对于社会经济发展有很大的推动作用。天然气作为一种清洁新能源，在环境保护方面也有着重要的意义，在天然气使用过程中，储存和输送是两个至关重要的环节，对于人民生产、生活安全使用燃气有着深远影响。文章立足于当前天然气普及使用的现实情况，分析储运的方式方法，探讨其未来发展前景，力争安全、高效同时进行，保障然气可持续发展。

关键词：天然气;储运技术;发展前景

中图分类号：P618.13        文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）24-0166-02

Abstract： With the continuous progress of social development， natural gas has been widely known and used and has become an indispensable part of people's production and life， and plays a great role in promoting social and economic development. As a clean new energy， natural gas also plays an important role in environmental protection. In the process of natural gas use， storage and transportation are two vital links， which have a far-reaching impact on the safe use of gas for people's production and daily life. Based on the current situation of popular use of natural gas， this paper analyzes the ways and methods of storage and transportation， discusses its future development prospects， and strives to make it safe and efficient at the same time， so as to ensure the sustainable development of natural gas.

Keywords： natural gas; storage and transportation technology; development prospect

能源利用和環境保护是全世界共同关注的两大基本问题，在我国高速经济发展的带动下，能源利用和环境保护这两关键性问题，已成为我国是否能走可持续发展路线的关键要素，为了提高清洁能源的使用效率，我国出台了一系列相关政策和解决方法如西气东输、广东等地的液化天然气等，随着天然气使用需求的增加，在运送和存储方面的保障更尤为重要，为此，深入研究天然气储运方法的应用及其优缺点，探讨其未来发展前景及方向。

1 当前我国能源利用的具体情况

第一，我国地大物博，在发展我国经济的同时，要面临许多的问题和挑战，诸如人口、环境、交通、城乡发展差别大，能源分配不均等问题，是制约着我国经济发展的主要问题。在能源利用方面，我国能源消耗结构以煤炭为主约占能源消耗的70%，天然气的使用虽逐渐被推广，但整体的利用率也才不足2.5%，与世界平均水平还存在一定的差距，而煤炭大量的燃烧释放的污染物对环境有很大的影响，随之出现很多的环境污染等问题[1]。第二，改革开放政策实施后，我国致力于环境保护，非常重视节能减排等方面工作，虽然也取得了很好的成绩，但由于专业技术或者经验等方面的不足，导致在能源利用效率方面与国际先进水平还是有一定的差距。第三，在节能减排过程中也会出现一系列的问题，诸如：相关部门对于节能工作存在偏差或者专业知识不足，使得工作在进行中无法顺利开展;更重要的是相关的法律不健全，相关的法规完善，是导致我国能源利用效率持续走低的又一重要因素。

2 当前现有的天然气储运技术

2.1 天然气管道存储技术

天然气管道存储技术简称PNG，是目前我国最常见使用最多的一种管道存储技术，目前全世界约有75%的天然气都采用管道来储运，其主要特点是在高压和大流量的运输中实现远距离的输送，巧妙的采用将其管道深埋地下的方式，在保证美观的同时减少了对环境的污染，如我国提倡的西气东输的建设中，其中大部分都使用管道工程，实现远距离的输送;但也有其不可忽视的缺点，比如：投资巨大、铺设工程复杂、成本高、灵活性不足，管道损耗等问题，但总体来看，目前我国的输气管道逐渐向全自动、网络化的方向发展，逐步形成体型庞大的供气系统[2]。

2.2 天然气液化储运技术

天然气液化储运技术简称LNG，是利用低温处理技术将气态天然气经过“三脱”处理的天然气液化后，以零下162℃的低温处理进行存储的一种技术。LNG一般在气井处建立自己的液化气站，在保证气源充足供给的同时，保持合理低廉的价格，LNG是目前在远洋输送过程中最主要的手段，其特点在于体积小、输送成本低、降低因铺设管道气源不足等问题而造成的风险，对提高荒漠地区及海洋地区的天然气的利用开发有显著效果。其广泛应用在公路运输中，在运输过程中LNG通过低温罐车到增压系统增压，然后进入液化天然气储罐，再从增压系统压入气化器中气化，在经过调压计量输送入城市管网供生产生活使用;其不足在于由于其多采用低温高压储存在液化装置内，所以对其生产设备、人员技术、储存装置的要求都特别高，加上净化、液化等复杂的工艺，使得投资费用增多，运行费用加大的问题随之而来。

2.3 天然气压缩储运技术

壓缩天然气的技术简称CNG，是将低压情况下的天然气增压到20-25MPa，在经过高压气瓶组车运输到目的地的输配站，在经过1-2减压处理，将高压气瓶组内的压强降至1.6MPa，最后进入储气罐或者进一步降低压强进入城市管网，其具有运输成本低、适用范围广、效益高、使用安全便捷、无污染等特点，瓶装压缩的天然气罐适应于很多中小城市，特别是解决远离天然气网管的城镇使用天然气困难的问题;在其灵活应用的同时高压对于储气瓶的质量考验也在逐步升级，在其运输过程中存在很大的危险性，而且储气瓶体积大、质量重，CNG的存储能力密度低，所以需要进一步在管道事故应急处理和优化运行等方面多做努力。

2.4 天然气吸附储运技术

天然气吸附储运技术简称ANG，其利用在储气罐中装入吸附剂，利用吸附剂巨大的内表面积和微孔结构将天然气在室温和6.0MPa的压强下吸附存储的技术，吸附存储技术在资金需求上远比压缩天然气存储技术低一半还多，可供选择的储气罐较多，且其使用方便、便于携带、安全系数高。由于其便于携带多将此技术用于汽车领域，为弥补CNG在汽车方面高压充气设备投资大、容器重量大、多重压缩耗能量大、安全性能不足等问题，以增加天然气在汽车产业中使用数量，实现天然气商业化应用，但是目前吸附储运技术仍不完善，需要在储存密度、吸附剂的使用寿命、吸附剂吸附与释放过程中热效应、以及天然气重组分在释放过程里的滞留问题上进行改善，已达到真正技术上完善。

2.5 天然气水合物储运技术

天然气水合物储运技术简称NGH，其技术是水分子形成空穴吸附小分子氢类气体而形成的一种笼形固态结晶类化合物，在通常情况下，由于其具有独特的笼形结晶结构，1立方米的天然气水合物可存储150-200立方米的天然气，虽然天然气水合物存储方式的储气量比其他几种存储方式少，但其具有生产成本低、生产设备要求不高、储存条件简单易实现、安全可靠等特点，在小型气田、边远气田、散在气田以及海底天然气存储和运输方面有很高的经济适用价值，在调峰过程中也有重要应用;但是，我国目前现行的天然气水合物储运技术还不完善，需要找到合适的办法提高水合物快速的大规模生成，解决集装及运输过程中的安全问题，已达到高效、快速、安全的储运模式。

3 天然气储运技术的应用发展前景

随着科学技术的进步和人类生活的不断发展，天然气储运技术中的天然气水合物储运技术作为新时代科技的产物成为了最受各国关注的方法之一，各国的专家都在潜心研究这项新出现的天然气储运技术，力求通过研究其运作方法提高国家的天然气有效利用效率，节约能源的同时推动国家能源资源的可持续发展。纵观天然气的整体发展来看，我国目前应把握机遇，将最新的技术作为改变我国能源分布现状和结构的重要手段，重视天然气水合物储运技术的开发研究和应用，走出一条属于中国特色能源可持续发展新道路。

3.1 陆地方面天然气水合物储运技术的应用

在陆地使用方面，如果采用天然气固化的方式将天然气运送到目的地，再在目的地利用气化的手段转出使用，在这个工程中会耗费巨大的水资源，在水分充足的地方很适用，然而在我国山区缺水的地方这项技术就派不上用场了，那么新出现的天然气水合物的储运技术就弥补了这种缺憾，因为天然气水合物储运技术本身需水量小，对于存储容器要求不高，而且不需要经过高压或者低温等处理方式，最主要的是不挑剔周围的环境，安全性能好，在我国陆地使用这种方式再好不过。

3.2 海洋方面天然气水合物储运技术的应用

在海洋应用上，由于管道运输和LNG在海上运输的不利因素，在海洋储运中天然气水合物的优势也就凸显出来了，其主要优点有：在运输方面，天然气水合物可提供除液态和汽态储运方式以外的另一种运输方式，可以忽略重烃、水以及二氧化碳等杂质的影响;安全性高，由于天然气水合物是固体材料，可以减低甚至忽略水压对容器的影响;可在井口结合井口气体压力维持水合物的平稳温度，在海洋运输节能方面有一定的作用;天然气水合物有着有着较强稳定性和多变的灵活性，对环境污染低等特点，很好的保护开采及运输过程中的环境，降低环境污染。

3.3 石油化工方面天然气水合物储运技术的应用

在石油化工方面，天然气水合物主要运用于三相混输，这样可以在生产基础建设和运输费用等方面节约更多的成本，提高能源使用效率的同时减少对环境的污染。

3.4 汽车行业的应用

随着经济发展和人们生活水平的不断提高，汽车逐步成为人们日常出行的最常用的交通工具，汽车增多，随之而来的环境污染问题成为目前最具挑战的问题，如何节能减排，降低汽车尾气污染成为我国改善环境的首要任务。现行研发使用天然气、太阳能等新型清洁燃料取代以往污染严重的煤油、柴油、汽油等汽车燃料，在天然气使用的技术上采用CNG和ANG等储运方式，但由于这两种技术对设备、技术的高要求，使得天然气在汽车行业的发展受到了不利影响，而新的天然气水合物技术以其灵活稳定性弥补了以往方法在汽车行业的不足，推进汽车行业的转型，推动汽车行业低碳发展。

4 结束语

综上所述，21世纪是一个机遇与挑战并存的时代，能源利用效率是我国能源有效利用的前提，相信在未来发展中，天然气存储技术必会担起能源发展的重任！在保证安全可靠的运输技术手段下！能源利用必会更上一层楼。

参考文献：

[1]佟乐，杨双春，王璐，等.天然气水合物研究现状和前景分析[J].辽宁石油化工大学学报，2016，37（2）：17-21.

[2]赫鹏飞.浅谈中国海洋天然气水合物调查研究[J].内蒙古石油化工，2018，44（07）：11-14.