讓LNG冷能利用“熱”起來

■本刊記者 曲藝/ 編輯 余璇

LNG 是超低溫液態天然氣（-162 攝氏度），蘊含著大量高品位冷能。數據顯示，2022 年全國LNG 進口量超過6000 萬噸，攜帶的冷能約150億千瓦時，相當于1000萬人口城市1年的居民用電量。這些冷能可以通過發電、工業制冷、冷鏈物流等方式，替代制冷所需的大量電能，具有突出的節能及環保效益。

如何讓LNG 冷能利用“熱”起來？6 月29日，國內首屆LNG 冷能利用產業與技術論壇召開，與會專家共同探討“雙碳”背景下LNG 冷能利用的創新發展路徑，為LNG 冷能利用熱起來建言獻策。

冷能利用低碳屬性契合綠色發展目標

記者梳理發現，LNG 冷能作為一種清潔、低碳、高效的能源利用方式，正逐漸成為推動我國能源轉型和低碳發展的重要手段之一。

《天然氣發展“十二五”規劃》要求，引導天然氣高效利用，將LNG 接收站冷能利用納入LNG 項目核準評估內容，實現節能減排和提高能效。擴大天然氣利用規模。加大LNG冷能利用力度。

《“十四五”現代能源體系規劃》提出，加強能源加工儲運設施節能及余能回收利用，推廣余熱余壓、LNG冷能等余能綜合利用技術。

“天然氣已成為彌合傳統能源和未來可再生能源之間差距的絕佳選擇。”中國石油大學（北京）機械與儲運工程學院院長李振林認為，LNG 冷能應該被用來提高能源效率，減少溫室氣體排放，為再氣化過程增加價值。

“LNG 冷能主要是指利用LNG 與周圍環境（如空氣、海水等）的溫度差（低溫火用）以及壓力差（壓力火用），在趨于平衡的過程中能夠進行回收的能量。”在上海交通大學制冷與低溫工程研究所教授陳煜看來，有效地將冷能進行回收，合理地應用于空氣分離、發電、制造干冰、低溫冷庫、汽車冷藏、汽車空調等生產生活各個領域，可以節約大量電力資源。

據華南理工大學化學與化工學院綠色冰鏈實驗室主任徐文東測算，1噸LNG=1噸氣態天然氣+240 千瓦時冷能，1 億噸LNG 的冷能價值為240億千瓦時電力，金額超過100億元。

冷能利用也是推動LNG產業低碳轉型升級的一大抓手?！癓NG冷能回收對于天然氣更加經濟的利用，具有十分重要的意義?！标愳险J為。

中國海油氣電集團技術研發中心冷能發電工程師胡蘇陽告訴記者，不同溫度區間的LNG冷能價值相差很大，對應最優的冷能利用方式也不同。目前全球LNG冷能利用以冷能空分和冷能發電項目最多。

陳煜同時補充，由于能源短缺，日本等許多LNG的大量進口國在LNG冷能利用方面研究投入很大，而且已經有許多成熟的工藝流程投入實際運行。

“日本約有20%—30%的LNG 冷能被利用，是目前LNG冷能利用率最高的國家?！崩钫窳纸榻B。

胡蘇陽說，日本在LNG 冷能回收工藝技術上處于世界領先的地位，特別是在利用LNG 冷能發電領域，70%的冷能利用項目是在發電領域，裝機容量一般在400—9400千瓦。

“韓國主要將LNG 冷能用于空氣液化分離及食品冷凍庫兩個方面，LNG 冷能利用率不足20%；印度冷能利用的主要方式是冷能發電。”中海油能源發展股份有限公司清潔能源分公司冷能利用中心經理魏林瑞說。

中國海油領跑國內LNG冷能利用

談及LNG 冷能利用在國內的進展，魏林瑞說，頭部LNG 資源擁有方對LNG 冷能利用技術研究較早，前期冷能利用技術研究積累豐富，產業初具規模。

記者了解到，中國海油是國內最大、世界第二大LNG進口商，是國內LNG技術的領軍企業，也是LNG冷能最大供應商。

“中國海油不斷發揮LNG 產業優勢，推動‘天然氣’+建設，同時利用冷能資源基礎設施及產業技術優勢，基本完成了冷能利用項目的規劃和技術布局?！敝袊Ｓ蜌怆娂瘓F總工程師張超表示。

“利用LNG冷能進行低溫發電，主要是依靠LNG與周圍環境之間存在的溫度差和壓力差構建動力循環進行發電?！标愳戏治?，從目前世界上的實際應用情況來看，LNG 冷能發電的技術較為成熟，也是最可能被大規模利用的冷能利用方式。

值得一提的是，5 月24 日，由中海石油氣電集團技術研發中心參與設計建設的我國首個LNG冷能發電項目——上海LNG冷能發電裝置通過性能及可靠性試驗，各項指標優秀，實現了國內LNG 冷能發電應用的重大突破，填補了國內該領域關鍵技術應用的空白。

據悉，該裝置采用低溫朗肯循環工藝系統，核心設備主要由透平膨脹發電機組、中間介質氣化器和丙烷循環泵組成，裝機容量0.5萬千瓦，投產后每小時可氣化205 噸LNG，每年發出“綠電”約2400 萬千瓦時，可減少接收站四分之一的用電成本，年實現碳減排約1 萬噸。

“利用LNG 冷能發電是中國海油結合主業踐行低碳發展理念、探索產業多樣化應用的一條新路徑?！痹诤K陽看來，此舉不僅能促進LNG 接收站綠色電力就地消納，更有效推動了冷能發電項目的實施，有助于LNG 冷能產業鏈的形成。

李振林認為，大型LNG 接收站內巨額LNG冷能的高效合理利用是LNG產業發展和我國能源結構調整的重點工作。

“我國大型LNG 接收站的冷能利用還有很大的發展空間。”李振林坦言，與日本等國家相比，我國LNG冷能發電技術起步較晚，仍需要努力完成工程化應用。

胡蘇陽提到，中國海油正在浙江建設LNG冷能發電項目，這是國內首個應用自主核心技術和關鍵設備國產化的LNG冷能發電項目?！叭粼O備國產化，能降低投資30%—40%，大幅降低冷能發電成本。”胡蘇陽解釋。

對此，李振林也呼吁解決LNG 冷能發電核心技術及配套關鍵設備國產化問題。

多舉措推進LNG冷能利用產業發展

“目前，我們正在重點進行小型橇裝化冷能發電技術與裝備的研發?！焙K陽介紹。

另據記者了解，中國海油在積累技術和工程經驗的過程中，不斷挖掘降低成本的空間?！拔覀冄芯堪l現可以對丙烷蒸發器進行優化設計，在不改變蒸發器外觀尺寸的情況下實現丙烷蒸汽過熱，既能保障透平入口蒸汽干度，保證透平安全運行，又可以提高發電循環效率?！焙K陽舉例稱。

此外，中國海油還在廣東大鵬液化天然氣有限公司開展冷水魚育種與養殖技術示范應用，利用LNG 冷能對冷水魚種生長環境進行人工模擬與精確控溫，實現反季供應，具有顯著的經濟效益和生態效益。

在液態空氣儲能領域，李振林特別提到，中國科學院理化技術研究所研究團隊提出將液相工質蓄冷的液態空氣儲能系統與LNG 冷能結合，利用LNG 和液相蓄冷工質提供冷量給空氣。

“傳統液態空氣儲能加入LNG 冷能后有望提高效率，實現大規模高效儲能?！崩钫窳謱Υ顺錆M期待。

展望未來，魏林瑞圍繞政策、機制、人才等方面提出了建議。

一是加大政策支持力度。目前我國LNG冷能利用在稅收、用地及融資等方面缺乏具體詳細的扶持政策，通過相關產業政策的出臺和行業標準的完善，能夠加快推進我國LNG 冷能利用產業的發展步伐。

二是重視LNG冷能利用規劃。將LNG冷能利用項目納入LNG 接收站項目規劃并協同設計，建立協同運作機制，整合周邊產業及資源，按規模發展大、中、小型LNG接收站冷能利用產業。

三是積極探索運行模式。LNG冷能資源方和技術擁有方眾多，且目前處于快速發展階段，做好資源整合的同時，積極探索新的運行模式，協同開發LNG 冷能資源，帶動冷能利用產業鏈加速構建。

四是加強人才培養和國產化攻關。加大關鍵設備國產化支持力度，推動冷能利用技術集成優化和工程化進程，做好冷能利用專業技術人才培養和儲備工作，確保我國LNG 冷能利用可持續發展。

“中國海油將按照‘點成園區，線成板塊，面成產業’的原則，用冷能帶動地區產業發展，打造附加值高、特色性強、社會經濟效益顯著的LNG冷能利用產業鏈?！睆埑赜谐芍??！?/p>