LNG冷能利用現狀及展望

馮俊杰 王自辰

摘 要：隨著科技的進步和發展，世界各國對于液化天然氣即LNG冷能的相關利用不斷地投入人力和物力進行著技術性的開發及應用。文章從國內外對于液化天然氣即LNG冷能利用的技術研究進展入手，對目前LNG冷能利用中存在的一些問題進行了分析，并針對目前存在的問題提出了若干解決措施。

關鍵詞：液化天然氣；冷能；利用；技術；產業化

液化天然氣的英文縮寫是LNG，所謂LNG指的是通過凈化處理的相關技術將常規的天然氣，經過冷凍后，處理為溫度為零下163攝氏度的液體，這種處理后的天然氣的體積是原來的1/625，經過這種技術的處理之后，對于天然氣進行遠距離的輸送是十分有利的。通常狀況下，LNG在運輸到接收站以后需要經過氣化處理為氣態才可以投入使用，在氣化處理的過程中，大約要釋放出840KJ/kg的冷能。由此可以發現，對LNG冷能進行回收具有極高的經濟效益、環境效益和社會效益，符合當今時代的可持續性發展的需求。因此，必須重視起對于LNG冷能的回收利用。

1 LNG冷能利用的相關技術進展

1.1 對LNG冷能利用的技術產業化進展

就目前的狀況來看，國內外對于LNG冷能利用的研究成果還比較局限，冷能僅僅只被利用于冷庫、干冰制備以及發電等單項技術層面上，并且利用效率不高，國內外還在進行著大量的研究，不少科學家對于LNG冷能利用的研究還在進行著，并且取得了一定的研究成果。但是目前我國對于LNG冷能的利用與發達國家相比仍然存在差距，比如，日本對于LNG冷能的研究成果相對成熟，對于LNG冷能的提取主要應用于出口。而在我國，LNG冷能產業起步很晚，但是，經過近幾年的研究投入，LNG產業開始有了較快的發展，在制造冰雪、冷庫以及空氣分離等領域應用十分成熟。（表1）

表1 日本利用LNG冷能的空氣分離裝置

1.2 對LNG冷能的應用

對于LNG冷能的應用主要包括：低溫發電領域的應用，即利用LNG冷能可以改變原有的電力循環系統達到提高發電效率的目的；空氣液化分離技術的應用，與傳統意義的空氣分離辦法相比可以有效的降低耗電量，做到能量的節省；在食品冷凍技術上，比傳統的冷凍方法過程簡單，能耗量小，能夠產生較大的經濟效益。作為我國大連來講，使我國重要的港口，對冷庫的需求十分大，在LNG冷能的相關應用上較為成熟。一些學者致力于LNG冷能在冷庫方面的研究，對于冷能的利用效率和制備過程都有了很大的改進，比如，黃美斌等就提出了LNG冷能用于低溫冷庫的兩種流程，通過對比發現：無相變流程為全液態運行狀態，設備簡單、易于控制，但泵功耗較大；有相變流程冷媒質量流量和功耗較小，但增大了管路直徑和換熱器尺寸，同時使得流程更復雜、控制更困難。

除此之外，LNG冷能還被廣泛應用于一些藥物、工業及城市廢棄物和垃圾的低溫粉碎、干冰制備、輕烴回收、相變蓄能、海水淡化以及空調與制冰技術中。同時，還提出了對于LNG冷能的梯級利用法，有效的提高了冷能在各個方面的利用效率。

2 LNG冷能利用中存在的若干問題

2.1 LNG冷能利用進展緩慢，利用方式單一

目前對于LNG冷能的利用范圍十分廣泛，但是，許多項目還處于規劃和建設之中，工程的實施不能與接收站的運營相適應，做到同步的進行。而且利用方式上十分的單一，由于技術的限制，LNG冷能在開發和利用中不夠充分，利用效率十分低下。

2.2 供氣工藝技術落后

使用天然氣供氣前，通常需要用低溫泵把壓力較低的LNG壓力升高，再通過加熱以及氣化技術的處理后使得天然氣進入到管網中，通過大量的實踐研究發現，在LNG達到大于8MPa壓力的時候，可以將大約2/3的冷能轉化成壓力，但就目前的技術來講，在轉化的過程中，并不能夠使資源得到充分的利用，產生較大的損耗和浪費，使得LNG冷能的利用率降低。

2.3 LNG接收站以及衛星站氣化需求上與冷能用戶需求在空間上和時間上的不同步

因為下游的燃氣需求量跟季節以及晝夜變化相關，隨著季節和晝夜的變化而產生波動，這導致了接收站在氣化負荷的需求上出現較大的變化和浮動。然而，這種下游燃氣的需求量和冷能用戶對于冷能負荷的需求變化規律不符合，難以同步進行。而LNG的接收站在規劃和設計的時候并沒有考慮到冷能用戶的因素，這就造成了時間上的不同步。而空間上的不同步指的是接收站在規劃和設計中并沒有考慮相關的利用項目，所設立的接收站或是衛星站面積十分有限，使得大規模的冷能利用難以實現。

3 對于LNG冷能利用中存在的問題的解決措施

3.1 積極進行相關的規劃

在進行LNG冷能利用技術的開發過程中，要對各方面的因素進行合理的規劃，綜合各方面的因素對用戶、LNG接收站、LNG衛星站進行科學的調查，排除困難，最大限度的提升LNG冷能的利用效率，減少損耗，避免浪費。比如，唐山的曹妃甸循環工業區在這方面就比較成功，在LNG冷能制備基地，既有中石化、中石油以及首鋼等大型的國有企業參與，同時也有唐山市、曹妃甸經濟區地方政府規劃、招商引資的各種國有、民營、外資企業。各方相互合作，相互制約，極大地提高了基地建設的效益。

3.2 開發利用新的利用領域

必須對可以利用LNG冷能技術的新領域進行研究和拓展，目前對于LNG冷能的運用相對單一，不能使得大量的LNG冷能得到充分的利用，只有不斷地開發出創新型的、高效率的、附加值更高的LNG冷能技術才能推動冷能產業的全面的、多元的發展。

3.3 積極研究和利用政府的相關扶持政策

由于考慮到LNG冷能技術存在的巨大潛力，政府對于相關研究的扶持力度很大。LNG冷能的利用可以產生較高的經濟和社會效益，應用冷能技術的相關產業要充分利用政府的政策，積極爭取到相關的扶持，積極進行相關技術研究，促進LNG冷能利用項目的發展。

4 結束語

合理的對LNG冷能進行利用對于社會的發展有著積極的推動意義，由于技術限制，巨大的冷能還未能得到較為充分的利用，面對目前LNG冷能技術利用方面的一些問題，我們必須積極的應對，做好規劃工作，不斷的開發利用冷能的全新領域，對于政府的政策進行分析和利用，不斷地提高LNG冷能的利用效率，積極規劃，實現LNG冷能技術的穩步利用和發展。

參考文獻

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