天然氣儲運關鍵技術及相關問題之研究

摘 要：近年來，低碳經濟模式實現了全面發展，天然氣能源因其污染小且安全性能較高備受人們認可與關注。其中，天然氣是燃氣之一，綠色環保與安全可靠特征明顯。伴隨天然氣工業的可持續發展，天然氣儲運的重要性也逐漸突顯出來。基于此，文章將天然氣儲運作為研究重點，闡述了其關鍵技術與相關問題，希望有所幫助。

關鍵詞：天然氣儲運；關鍵技術；相關問題；研究

伴隨天然氣能源的普遍應用，其在能源結構中的地位不斷提升。然而，很多天然氣資源分布地理位置相對較遠，對于天然氣能源的需求量隨之增加，所以天然氣儲運關鍵技術的作用不容小覷。其中，天然氣儲運技術在天然氣工業發展中占據基礎地位，特別是天然氣儲運技術選擇，會對實際經濟效益帶來直接的影響。伴隨天然氣儲運技術的成熟化發展，天然氣儲運技術的科學化運用也成為亟待解決的問題。由此可見，深入研究并分析天然氣儲運關鍵技術與相關問題具有一定的現實意義。

一、常見的天然氣儲運技術

（一）管道儲運技術

天然氣的陸上運輸主要依靠管道儲運形式，所以其管道系統將對天然氣生產以及應用效果產生直接的影響。其中，天然氣管道輸送系統當中所涵蓋的采氣、凈氣、輸氣、儲氣以及供氣環節存在緊密的聯系且互相影響，屬于密閉型的水動力系統，集中了天然氣生產、儲存和運輸以及銷售等多個環節。在管道儲運方面，能夠結合天然氣實際需求量完成調峰，并在用氣的低峰階段保存多余的氣體，以保證高峰期將儲存氣體全部釋放出來。另外，管道儲運技術的運輸距離很長，實際的運輸量也較大，能夠承受較大的壓力，一般會建設于地下，實際的污染不大且具有理想的安全性。

（二）液態儲運技術

借助低溫技術能夠實現天然氣的液化，而甲烷是天然氣的主要成分，在使用液化天然氣的過程中要求重新完成氣化[1]。所謂的天然氣液態儲運技術，具體指的就是儲運液體形式天然氣。通過液態儲運天然氣方式的運用，使得天然氣的運輸效率以及實際運輸量顯著提高，為天然氣能源貿易的全面可持續發展奠定了堅實的基礎。現階段，液化天然氣一般會選擇管道輸送、車運或者是船運等方式完成運輸，而船運的頻率最高，車運次之，管道輸送液態天然氣的技術仍有待完善。

（三）壓縮儲運技術

所謂的天然氣壓縮儲運技術，具體指的就是對天然氣進行壓縮，并將其裝入到20-25兆帕的高壓氣瓶當中，亦或是將天然氣充到由高級鋼管制作的管束容器當中，在公路、鐵路與航空運輸的方式下完成天然氣的儲運工作。在管道儲運方面，受管道技術的制約與影響，難以全面覆蓋中小城鎮區域，而天然氣壓縮儲運技術也能夠有效地彌補這一缺陷，與中小城鎮對于天然氣的需求相適應。但需要注意的是，天然氣壓縮儲運技術對于儲存的容器要求很高，氣瓶相對輕盈且方便，但實際的制作成本很高。雖然管束容器相對笨重，但是制作的工藝十分簡易而且成本不高。

（四）天然氣水合物儲運技術

處于標準狀態之下，天然氣水合物屬于籠形結晶化合物，一立方米的飽和天然氣水合物即可適當164立方米的甲烷氣體，而其他的非傳統能源能量密度僅僅是天然氣水合物能量密度十分之一。由此可見，天然氣水合物儲存技術的密度性高而且十分安全。

二、天然氣儲運工藝的對比分析

（一）技術對比

首先，天然氣水合物儲運技術與工業應用要求相適應，但仍需成熟化發展，目前正處于發展與研究階段。由于國內天然氣水合物儲運技術的發展時間步長，尚未被應用在水合物運輸方面。

其次，液化天然氣儲運技術的造價不高且難度偏低，理論方面已經趨于成熟。但是，在儲運天然氣過程中，陸地運輸距離較長，很難保證運輸的安全性。

再次，壓縮天然氣的生產與輸送的主要特征就是成熟度較高且技術難度不大，可以保證儲運的安全，也能夠在使用地區周邊建立[2]。

最后，管道輸送技術的發展最成熟，但在實際應用的過程中，還會受到距離、氣源與投資等多種因素的影響，要想實現越洋運輸具有較大的難度，輸送壓力也相對較大，要投入大量維護的費用。

（二）經濟性對比

將估算成本的條件確定為運輸距離2000千米，天然氣的年產量為4×104m3，進而將天然氣水合物儲運技術、液化天然氣儲運技術與壓縮天然氣儲運技術三種不同儲運技術所需費用予以顯示。其中，天然氣水合物的儲運整體費用是850萬元，而液化天然氣的整體儲運費用是1050萬元。此外，壓縮天然氣的儲運費用支出是1200萬元。由此可見，在整體投資方面，天然氣水合物方案的費用最具經濟性。

正是因為投資主體存在差異，所以在對總投資進行估算的過程中，并未綜合考慮輸配站投資問題。對于儲配站的投資，三種儲運技術間的差異較為明顯，但天然氣水合物的儲存形式為固態，要保證可靠性的同時更具安全性，只有這樣才能夠節省實際的維護費用。

（三）安全性對比

在天然氣儲運方面，通過對管道輸送方式的運用能夠彰顯出極大的優勢。天然氣生產與輸送方面，壓縮天然氣的危險性極高，所以常溫高壓儲存已經成為壓縮天然氣的主要存儲方式。

對于儲運與生產來講，液化天然氣危險程度極高。究其原因，存儲的溫度不高，一旦發生泄漏，必然會出現爆炸云團的情況。分解天然氣水合物的時候，要借助大量熱能，最主要的原因就是水分子為重要組成，以水分子為主體所形成的空穴會對氣體分子與固體化合物進行吸附。除此之外，固體化合物本身具有一定的絕熱效應，能夠暴露于大氣當中，在天然氣水合物分解的過程中受熱并傳導。而且，釋放氣體速率會隨之下降，被點燃燃燒速度十分緩慢，受天然氣泄漏影響所引發爆炸事故的幾率就會被抑制。

三、結語

綜上所述，伴隨人民群眾生活水平的提高，經濟發展速度的加快，為進一步優化能源消費結構，受國產石油供給不理想情況而引發的負面影響，價值環境保護與低碳經濟的大力倡導，天然氣的社會需求量顯著增加。要想保證天然氣供應的充足性，就必須保證天然氣生產的良好性，以達到天然氣儲運的順利與安全。在此過程中，應通過對科學技術的創新，充分發揮資源優勢，對新型天然氣儲運技術予以充分發揮。在此基礎上，要結合用戶與氣源的具體情況，考慮既有天然氣儲運技術模型，進而為天然氣未來供應奠定堅實的基礎。通過上文對天然氣儲運技術與各種儲運技術的對比分析，以期為天然氣儲運提供有價值的參考依據。

參考文獻：

[1]談碩，茍文廣.天然氣儲運關鍵技術研究及技術經濟分析[J].中國石油和化工標準與質量，2016，36（10）：106-107.

[2] 歐海.油田天然氣儲運技術特點與應用分析[J].中國石油和化工標準與質量，2017，37（14）：179-180.

作者簡介：代林（1968-），男，漢族，四川瀘州人，大專，工程師，研究方向：天然氣儲運及應用。