LNG碼頭港址比選簡析

張定軍

（中交第二航務工程勘察設計院有限公司，湖北 武漢 430060）

引 言

LNG碼頭是LNG輸送的一個重要環節，處于水陸域交匯的節點上，其港址選擇受自然條件、環境條件、建設條件和經濟條件等多種因素的制約。這些因素種類較為復雜，影響程度各異，如何對其進行總體的綜合評價，從而得到最優港址，是LNG項目實施決策考慮的關鍵問題。

模糊綜合評價法是一種基于模糊數學的綜合評標方法。該綜合評價法根據模糊數學的隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，即用模糊數學對受到多種因素制約的事物或對象做出一個總體的評價。它一方面可以體現評價標準、影響因素的模糊性，另一方面在評價中又可以充分發揮人的經驗，使得評價結果更加客觀和符合實際情況，具有結果清晰，系統性強的特點，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。

本文針對國外某 LNG出口碼頭港址選擇，采用定量分析和定量分析相結合的方法，對備選港址進行綜合比選，從而得到最優推薦港址。

1 影響LNG碼頭港址選擇的因素分析

影響 LNG碼頭港址選擇的因素較多，一般來說可以劃分為自然條件、環境條件、建設條件和經濟條件方面的因素。

自然條件方面的因素包括氣象條件（包含氣溫、降水、風速、雷暴等因素）、水文條件（包含水位、潮流、波浪、泥沙等因素）、地形條件（包含水深、陸域高程等因素）、地質條件（包含地質、地震等因素）。一般來說，自然條件中，地形條件中水深因素是主要因素，水文條件中的波浪、潮流和泥沙因素、地質條件中的地質和地震等因素為次要因素，而地形條件中的陸域高程因素影響后方輸氣管線的路由、液化儲存設施的選址及其與碼頭的銜接，也為次要因素，其余因素為一般因素，如表1。

表1 影響港址選擇的自然條件分析

環境條件方面的因素包括環境容量條件（包括大氣環境因素、水環境因素、聲環境因素、固廢因素等）、周邊關系條件（包括周邊居民、工廠、碼頭等因素）、疏散條件（包含疏散場地、對外交通等因素）、外圍條件（包括風向、取排水、未來發展空間等因素）。一般來說，周邊條件中的周邊居民、工廠、碼頭等因素是主要因素，外圍條件中的風向、取排水、未來發展空間等因素為次要因素，環境容量條件中大氣環境因素、水環境因素對LNG碼頭選址也有影響，也為次要因素，其余因素為一般因素，如表2。

表2 影響港址選擇的環境條件分析

建設條件方面的因素包括規劃條件（包括城市規劃、港口總體規劃等因素）、場地條件（包括施工場地面積、施工道路等因素）、施工條件（包括施工設備、施工隊伍等因素）、施工配套設施（包括施工用電、施工用水、施工用油等因素）。一般來說，規劃條件中的城市規劃、港口總體規劃等因素也對LNG碼頭的選址有較大影響，為主要因素，建設條件方面的其它因素不會主導項目的決策，基本上可以采取就地或臨時措施解決，均為一般因素，如表3。

表3 影響港址選擇的建設條件分析

經濟條件方面的因素包含建設成本（包括建筑材料、人力價格、施工機具價格、管理成本、匯率變化等因素）、建設工期（包括自然氣候、施工機具獲得性、施工隊伍能力等因素）、運維費用（包括人力成本、水電油耗、外包服務費用、維護費用等因素）、用戶市場（包括用戶市場容量、用戶承受能力、市場未來發展空間等因素）。一般來說，建設成本中的建筑材料、人力價格、施工機具價格以及運維費用中的維護費用等因素為主要因素，用戶市場中的用戶承受能力因素為次要因素，其余因素為一般因素，如表4。

表4 影響港址選擇的經濟條件分析

2 采用定性分析進行港址初選

某 LNG項目氣田位于埃塞俄比亞東南部，埃塞俄比亞是一個內陸國家，從輸氣管道距離因素考慮，本項目 LNG碼頭宜選址于索馬里海岸，但由于索馬里政局不穩，基礎設施條件差，結合埃塞俄比亞現有的物流走向，本項目 LNG出口碼頭選址于吉布提市附近。

結合海圖及陸域地形圖分析，項目組專家在現場考察的基礎上，初步選擇了DAMERJOG、KHOR AMBADO及PLAGE三處初選港址。

圖1 初選港址地理位置

三個港址均位于吉布提市附近，自東向西依次命名為港址A、港址B、港址 C（位置如圖1）。港址A位于吉布提市區東南約13 km，塔朱拉灣外，水深條件較好，后方陸域較為平坦。港址B和港址C位于吉布提市以西12 km、16 km，塔朱拉灣內，深水近岸，后方陸域地形較高。根據現場調查資料，對初選港址從自然條件、環境條件、建設條件、經濟條件等方面進行定性對比分析，三個港址主要優缺點、定性比較如下。

1）港址A

優點：①水深條件較好，15 m等深線距離岸邊約800 m，后方陸域平坦開闊。②旁邊為牲畜出口碼頭，位于灣口外，LNG船舶航行干擾少，緊鄰市政公路，便于疏散，后方開闊，便于未來發展。③便于施工場地布置和施工配套設施接引。④終端總體建設成本較低。

缺點：①位于灣外，波浪稍大。②水深、泥沙條件比港址B、C稍差。

2）港址B

優點：①位于灣內，波浪較小。②泥沙來源少。③水深條件較好，深水貼岸，15 m等深線距離岸邊約300 m。

缺點：①后方陸域較高，高程為60 m，液化儲存設施陸域形成工程量大，與碼頭銜接較難。②位于灣口以內，現有港區西側，將來 LNG船舶航行略有干擾。③距離旁邊的行宮、沙灘休閑區較近，目前僅有簡易道路通達，后方陸域高且起伏不平，施工場地布置和施工配套設施接引不便。④終端總體建設成本較高。

3）港址C

優點：①位于灣內，波浪較小。②泥沙來源少。③水深條件較好，深水近岸，15 m等深線距離岸邊約200 m。

缺點：①后方陸域較高，高程為100 m，液化儲存設施陸域形成工程量大，與碼頭銜接困難。②位于灣口，現有港區西側，將來 LNG船舶航行略有干擾。③目前沒有道路通達，后方陸域高且起伏不平，施工道路、場地布置和施工配套設施接引不便。④終端總體建設成本高。

通過以上對三個港址的定性分析、比較，港址C明顯劣于港址A和B，被淘汰。選取港址A和港址B做進一步定量比選。

3 基于模糊綜合評價法進行港址比選

3.1 模糊綜合評價指標的構建

通過實地考察和項目組專家討論，本項目選取自然條件、環境條件、建設條件、經濟條件作為第1層次的評價指標。即：

1）自然條件在碼頭建設中起著決定性的作用。港址A、B相距不遠，氣象因素、地質因素基本一樣。本項目設計船型為26.6萬m3LNG運輸船，其所需設計水深14 m，因此水深因素將是影響港址選擇的重要評價因素。同時，陸域高程因素影響后方輸氣管線的路由、液化儲存設施的選址及其與碼頭的銜接，也將是影響港址選擇的重要評價因素。兩個港址的波浪、泥沙因素略有不同，也選擇為港址選擇第二層次的評價因素。

2）環境條件中，根據兩個港址的特點和各因素對港址選擇的影響，選擇周邊居民設施、碼頭設施、疏散場地、未來發展作為第二層次的評價因素。

3）建設條件中，選擇城市規劃、施工場地、施工道路、施工配套作為第二層次的評價因素。

4）經濟條件中，選擇建設成本、建設工期、運維費用、用戶市場作為第二層次的評價因素。

于是構建本項目第2層次的評價指標如下。即：

3.2 構建權重向量

結合以往項目的經驗，通過組織項目組專家討論，并利用模糊層次分析思路，對各指標因子權重標準化，建立指標權重集并歸一化，如下：

第1層次指標因子權重：

第2層次指標因子權重：

3.3 構建評價矩陣

首先結合對比選港址的定性評價，根據各評價指標的綜合評價程度，對指標因子進行評分，確定指標—評價集如下：

E=（好，較好，一般，差）=（90，80，65，55）

為了對每個指標因子進行模糊評判，需要建立評價集與評價等級之間的隸屬函數。本項目采用梯形分布建立分值與評價等級之間的隸屬函數關系。

對于港址A，對其自然條件第二層因子中的水深因素經專家綜合評價為較好，該因素指標因子評分為80，結合以上隸屬函數，評價港址 A水深因素的隸屬度為rA11=rv1（80）=0.667。同理，得到rA12=rv2（80）=1，rA13=rv3（80）=0.333，rA14=rv4（80）=0。再對隸屬度數據進行歸一化，得到港址A自然條件指標因子的隸屬向量，即：rA1=（0.333，0.5，0.167，0）。同理，可以得到港址A其他單一指標因子的隸屬向量，從而可以得到港址A的初級評價矩陣。

港址A的自然條件初級評價矩陣為：

環境條件初級評價矩陣：

建設條件初級評價矩陣：

經濟條件初級評價矩陣：

同理可得港址B的初級評價矩陣。

3.4 評價矩陣和權重的合成

根據求得的港址A初級評價矩陣，結合第2層次指標因子權重，利用矩陣合成得到港址A的初級綜合評價矩陣。

再結合第1層次的指標因子權重，將港址A的初級綜合評價矩陣與第 1層次的指標因子權重合成，得到港址A的最終綜合評價向量。

同理可得到港址B的最終綜合評價向量如下：

3.5 模糊綜合評價

根據最大隸屬度原則，港址A優于港址B，因此選擇港址A作為推薦港址。

4 結 語

1）對于港址比選，本文提供了一種定性分析比較和基于模糊綜合評價法的定量比較方法。

2）模糊綜合評價中的評價指標和二級評價因素，宜選取影響方案選擇的主要影響指標和因素，且這些指標和因素對于備選方案是有所不同的。

3）對于各指標因子權重及評分，可組織熟悉該項目的專家進行賦值和評分，然后取其平均值，以消除個人認知的局限，使評價結果更具有合理性。

4）項目選址需考慮項目所處的環境，對于土地私有性質國家，項目用地的可獲取性有時會是項目選址決策的關鍵性因素。有時，總體規劃因素有時也起控制作用。