液化天然氣長距離運輸可行性分析

宋超 米勁臣 安宇龍

摘 要：當今社會的快速發(fā)展導致對于能源的需求越來越高。液化天然氣作為一種非常重要且十分環(huán)保的能源受到各國的廣泛重視，我國也是如此。我國對于天然氣消耗量巨大，主要的消費地區(qū)集中在東南沿海地區(qū)，但是我國天然氣資源主要分布在西部以及西北部地區(qū)，這就不可避免的需要進行長距離運輸。如何進行液化天然氣長距離運輸并行之有效非常有效。本文就鐵路液化天然氣的長距離運輸做一個簡要的可行性分析。

關(guān)鍵詞：液化天然氣;長距離運輸;可行性

液化天然氣作為非常重要的能源已經(jīng)被廣泛接受，這種能源具備了環(huán)保，燃燒值高的特點，對于改善我國日益嚴重的環(huán)境問題有非常大的幫助。但是由于天然氣在我國分布的嚴重失衡，這就導致天然氣必須經(jīng)過長距離運輸才能夠運送到消耗量大的地區(qū)。目前我國液化天然氣的主要陸上運送方式有公路運輸和管道運輸，這兩種方式都有著十分明顯的弊端，因此利用現(xiàn)有的鐵路線進行液化天然氣的鐵路運輸成為了一種非常理想的運輸方式。

1 LNG危險性

天然氣是由億萬年前的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來，主要成分是甲烷，液化天然氣是地下蘊含的天然氣經(jīng)過先進的技術(shù)處理而產(chǎn)生的一種特殊的冷凍液化氣體。其密度相對氣態(tài)的天然氣要大，但是其體積就要比氣態(tài)的天然氣要小很多，這樣有利于運輸。但是天然氣是一種非常危險易爆的氣體，在空氣中極易發(fā)生爆炸，給人們的生命財產(chǎn)安全造成威脅。

1.1 容易受熱膨脹

液化天然氣由于經(jīng)過冷卻和壓縮處理，只有在低溫和相對應(yīng)的壓力環(huán)境下才會保持液體形態(tài)，一旦，液化天然氣的溫度升高，就會使液化天然氣出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，使其由液態(tài)變成氣態(tài)，在這個過程中，天然氣的體積會迅速增大，這就會導致裝載液化天然氣的容器內(nèi)部壓力迅速上升，當容器無法承受巨大的壓力時就會發(fā)生爆炸。

1.2 易燃易爆

天然氣中含有大量的危險氣體，如甲烷等。這些氣體很容易與空氣中的氧氣發(fā)生化學反應(yīng)，釋放巨大的能量。如果液化天然氣發(fā)生泄漏，遇到明火就會發(fā)生劇烈的燃燒，爆炸。而且由于液化天然氣經(jīng)過了冷卻和壓縮處理，這時其分子具備了非常強的活動能力，一旦在裝載過程中稍有不慎，就很容易發(fā)生冷爆炸危險。

1.3 易擴散

由于液態(tài)天然氣經(jīng)過了壓縮和低溫處理，這就導致其體積被極度的壓縮，分子間的距離也被極度壓縮。當發(fā)生泄露時，由于其溫度，壓力都會減小，分子之間的距離會迅速增大，分子也會變的非常活躍，這就會導致液態(tài)天然氣快速的被汽化，迅速向四周擴散，影響范圍迅速擴大。

2 成本分析

液化天然氣運輸成本主要是運費成本以及運輸所花費的時間。利用鐵路進行危險物品的運輸，鐵路部門針對這類危險物品的運輸制定了相關(guān)的運輸規(guī)則以及價格。鐵路部門按照每一個裝運容器每公里的運輸費用進行計費，由于液態(tài)天然氣屬于危險物品每公里運輸價格也要比普通貨品高。這樣可以很快計算出通過鐵路進行運輸?shù)某杀荆簯B(tài)天然氣另一個主要成本就是時間成本，這主要是指在鐵路運輸過程中花費的時間。在鐵路運輸過程中需要花費一定的時間，這包括列車中轉(zhuǎn)，停靠，事故處理等花費的時間。

3 鐵路運輸?shù)膬?yōu)勢

鐵路運輸液態(tài)天然氣有著無可比擬的優(yōu)勢。首先鐵路運輸受到天氣的影響非常小。鐵路由于是沿著專用軌道進行運輸，其受到天氣的影響相對較小，可以保證液態(tài)天然氣持續(xù)，穩(wěn)定的供應(yīng)。而公路運輸受到天氣影響非常嚴重，在遇到惡劣天氣的情況下，很難保證天然氣的持續(xù)供應(yīng)。其次鐵路運輸?shù)某杀疽惨裙艿肋\輸和公路運輸?shù)秃芏啵椅覈F路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)十分發(fā)達，能夠覆蓋幾乎所有大中型城市。最后鐵路運輸?shù)陌踩砸部梢缘玫接行У谋ＷC，效率也要比公路運輸高很多。

4 可行性

4.1 硬件可行性

目前經(jīng)過多年的研究，鐵路液態(tài)天然氣運輸?shù)难b備已經(jīng)得到了非常大的發(fā)展。目前國外已經(jīng)有了非常成熟的裝備體系。在日本，通過鐵路進行液態(tài)天然氣運輸已經(jīng)常態(tài)化，并且根據(jù)液態(tài)天然氣的化學與物理性質(zhì)建立了一整套的裝備標準。目前運輸裝備通常會采用雙層絕熱的方式進行溫度的控制，再利用高性能的鋼結(jié)構(gòu)進行加固，這樣可以保證罐體內(nèi)的溫度和壓力，使得鐵路運輸過程更加可靠，安全。雖然我國進行相關(guān)方面的研究比較晚，但是已經(jīng)取得了非常大的發(fā)展。我國已經(jīng)可以實現(xiàn)大部分LNG鐵路運輸設(shè)備的國產(chǎn)化。這就大大降低了鐵路部門設(shè)備采購的費用，對于運費成本的降低有著很大的作用。目前我國設(shè)備廠商已經(jīng)可以生產(chǎn)用于鐵路運輸?shù)囊簯B(tài)天然氣的雙層高真空絕熱容器，并且已經(jīng)通過了相關(guān)機構(gòu)的驗證。這對于液化天然氣鐵路運輸在我國的發(fā)展有著非常重要的意義。

4.2 安全可行性

液態(tài)天然氣的運輸最重要的莫過于其安全性。液態(tài)天然氣的危險性不言而喻，正是由于其過于危險，才使得鐵路運輸液態(tài)天然氣無法得到快速發(fā)展。首先由于液態(tài)天然氣的特性，造成其易燃，易爆。如果在鐵路運輸過程中發(fā)生泄漏，就會快速向周圍空氣擴散，車軌與車輪之間一旦發(fā)生摩擦產(chǎn)生火花，極易發(fā)生爆炸，造成不可估量的損失。為了保證運輸容器的安全，通常情況下當容器內(nèi)壓力超過相應(yīng)標準時，就會對容器內(nèi)氣體進行適量的泄放，但是如果在經(jīng)過隧道時進行泄放，那就會時隧道內(nèi)的天然氣濃度瞬間上升，一旦濃度過高，就很容易造成爆炸。正是因為這些安全原因，才使得鐵路部門對于運輸液態(tài)天然氣的積極性不高。

為了解決液態(tài)天然氣運輸?shù)陌踩珕栴}，很多企業(yè)和研究機構(gòu)針對鐵路運輸過程中可能遇到的各種情況，對運輸容器進行了非常嚴苛的實驗，這其中包括在沖擊，實行全程安全在線監(jiān)控等條件。在各種突發(fā)情況下，測試運輸容器的各項數(shù)據(jù)。通過嚴苛的實驗證明，只要這種容器能夠按照相關(guān)的要求和標準進行制造，其安全性是沒有任何問題的。在隧道內(nèi)進行蒸發(fā)氣泄放的問題，這種情況在進行產(chǎn)品的設(shè)計時，就已經(jīng)考慮到了。目前按照標準生產(chǎn)的容器，在進行充裝的過程中，如果能夠按照要求進行嚴格操作，那么要達到安全閥的泄放標準至少要100天左右，而目前我國鐵路部門的運輸能力已經(jīng)十分發(fā)達，100多天的時間，液化天然氣早就已經(jīng)運輸?shù)街付ǖ攸c。即使在途中因為意外需要在隧道內(nèi)進行泄放，隧道的通風系統(tǒng)也會及時將這些氣體排放到隧道外，不會對運輸安全造成威脅。

4.3 經(jīng)濟可行性

天然氣的陸地運輸主要包括公路，管道和鐵路。管道運輸需要耗費巨大的人力物力進行管道的鋪設(shè)和維護，這其中的投資十分巨大，建設(shè)周期也十分漫長，維護也十分不便，對施工環(huán)境的要求較高，無法做到大面積覆蓋。公路運輸相比鐵路更為靈活，但是由于公路運輸?shù)奶厥庑裕溥\輸里程越長，發(fā)生事故的概率就越大，進行長距離運輸風險因素非常多。根據(jù)經(jīng)濟性和安全性進行綜合考慮，鐵路進行長距離的液態(tài)天然氣運輸無疑是最為經(jīng)濟適用的。而且目前我國的鐵路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)十分發(fā)達，可以覆蓋所有的大中型城市，這就給液態(tài)天然氣的鐵路運輸提供了巨大的方便。這也大大降低了液態(tài)天然氣鐵路運輸?shù)某杀荆沟闷淇尚行愿摺?/p>

5 結(jié)束語

天然氣作為一種非常潔凈的能源受到世界各國政府的廣泛關(guān)注。我國作為一個能源消耗大國，同時也是一個污染十分嚴重的國家，更應(yīng)該加強對于天然氣的應(yīng)用。但是由于我國天然氣西部儲量多東部儲量少的天然條件，如果要進行大范圍的推廣應(yīng)用，就必須對天然氣進行長距離運輸。在所有陸路運輸方式中，通過鐵路進行液態(tài)天然氣的運輸無疑是最為合適的一種，因此我國鐵路部門應(yīng)該與相關(guān)企業(yè)進行積極合作，只有這樣才能夠進一步提升我國鐵路運輸液態(tài)天然氣的技術(shù)能力，從而更好的保障運輸過程的安全性。

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