天然气管输与海运之最

　　天然气国际贸易指天然气在国家之间的商品交易。这种国际贸易是通过陆地管道输送和海运液化天然气来进行的，但最终只能通过管道输送到用户。由于天然气进入市场必须通过输送管道，所以天然气市场不会像石油市场那样发达，覆盖面那样大，因此天然气国际贸易表现出很强的地区性。2016年天然气贸易量有所增加，但也仅占全球总产量的30.5%，而石油国际贸易量占全球总产量的73.5%。

　　管道输送

　　管道运输是一种以管道输送货物的方法，而货物通常是液体和气体。凡是在化学上稳定的物质都可以用管道运送。当今世界，石油天然气推动着世界各国的经济发展，而管道是输送石油天然气最经济的重要途径。

　　进程

　　▲中国是最早使用输气管道的国家。最早用木竹管道输送天然气。木竹管作为特殊运输工具是沿用秦汉时期（公元前200余年）输送卤水的竹木笕而发展起来的。

　　▲1821年威廉·哈特（William Hart）在美国宾夕法尼亚州弗里多尼亚当地的小溪沟边散步，发现水面上冒出汽泡，于是在附近钻了一口9米深的井，成功地取得了较大气流的天然气。接着几年接通管道，照亮了附近的住家和商店。最先使用的是木管，1825年改用铅管，并建立了弗里多尼亚天然气照明公司（Fredonia Gas Light Company）。一般将这1821年作为现代天然气工业的开始年。

　　▲美国工业家所罗门·罗伯特·德雷瑟（Solomon Robert Dresser，1842～1911年）是世界上输气管道的先驱者。1890年，S.R.德雷瑟研究天然气输送技术获得重大突破，他发明了防漏管线连接技术。尽管材料和施工技术仍然较复杂，但是已经可以输送到离气源地160公里的地方。

　　▲1958年在四川盆地铺设了第一条输气管道，长20公里，管径159毫米，从永川黄瓜山气田输气到永川化工厂。

　　1963年四川石油管理局建成全国第二条输气管线，从巴县石油沟输气到重庆，管径426毫米，全长54.7公里，管道首次穿越长江。标志着向工业城市供气的发展阶段。

　　长度

　　▲2013年世界管线长度为3 559 186公里，其中天然气输送管线占世界管道总量的80.5%，而原油输送管线只占8.4%。

　　▲世界上输气管道最长的国家是美国。美国天然气管线有1 984 321公里，占世界天然气管线总量2 863 207公里的69.3%。如取赤道周长为40 075.04公里，美国的天然气管线可绕地球13圈半。

　　▲2016年俄罗斯天然气管线为171400公里，占世界输气管道的6%。

　　▲世界上最长的输气管线——中亚至中国管线（Central Asia–China gas pipeline）。中亚输往中国的有四条支线——A、B、C、D。起点都在土库曼斯坦，经过乌兹别克斯坦和哈萨克斯坦抵达中国边境霍尔果斯（huoergusi），或者经过乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦抵达中国边境乌恰（Wuqia）。2016年后涌往这条丝绸之路的天然气最高可达年输850亿立方米。如果计算从土库曼斯坦到上海，境外管线长度为1833公里，境内干线全长4859公里，管线总长8653公里。

　　▲亚马尔-欧洲输气管线（Yamal–Europe pipeline）是欧洲最长的输气管线，长度4196km，钢材用量803.3万吨，有一座天然气净化厂，34座压气站。将把西伯利亚亚马尔半岛的天然气经由白俄罗斯、波兰输往德国东部，并与西欧的天然气管网联通。1997年竣工。1999年10月新干线贯通白俄罗斯，同时波兰的支线建成，形成330亿立方米/年的输气能力。

　　▲世界上最深的海底输气工程是2005年底建成的从俄罗斯穿越黑海至土耳其的“蓝色溪流（Blue Stream）”输气管线，全长1213公里。浅水区为380米，深水区达2150米。年输气160亿立方米。

　　▲根据美国中央情报局报道，中国2015年天然气管道70000公里、原油管道22900公里、成品油管道25500公里，输水管道710206公里。中国油气管道总计118400公里。

　　根据中国统计局《中国统计年鉴》的报道，2015年油气管道长度为10.87万公里，2016年为11.34万公里。

　　▲世界上最大的输气管网是俄罗斯统一输气管网。主干线和支线共长158200公里，218个压气站，俄罗斯境内2808公里，境外3251公里，有6个天然气净化加工厂，25个地下储气库。

　　▲世界最长的海底管道——北溪天然气管道（Nord Stream）。由Nord Stream AG负责营运，从俄罗斯维堡（Vyborg）起到德国格赖夫斯瓦尔德( Greifswald)。 该项目包含两条平行管道。1号管道于2011年5月铺设，2011年11月8日正式投入使用。2号管道于2011年至2012年间铺设，2012年10月8日正式投入使用。管径1220毫米，管道总长度1222千米（759英里）。

　　▲世界第二长的海底管道——兰格勒德管线（Langeled pipeline）。将挪威天然气输送到英国的海底管线。全长1166公里，年输气量255亿立方米。

　　▲1994年中国建成第一条海底输气管线——崖13-1—香港海底输气管线，全长778公里。

　　储气库

　　▲从1915年加拿大首次在威伦（Wellland）气田开展储气试验到现在，全球已建成715座地下储气库（Underground Gas Storage），共计23007口采气井，总工作气量为3930亿立方米，平均每小时产出2.35亿立方米天然气。

　　▲北美洲储气库数量最多，有480座，工作气量为1488亿立方米，占全球工作气量的37.8%。

　　▲在4种类型地下储气库中，气藏型地下储气库工作气量最大，约占总工作气量的75%，含水层型地下储气库占12%，盐穴型地下储气库占7%，油藏型地下储气库6%。

　　▲地下储气库最多的国家是美国。拥有有411座，容气总量2500亿立方米天然气，其次为前苏联，有47座，总容气量193亿立方米天然气。

　　▲地下储气库最多的前五位公司依次为俄罗斯天然气股份公司，储气量为390亿立方米，有21座储气库；乌克兰天然气公司储气量310亿立方米，有12座储气库；意大利阿吉普公司储气量为129亿立方米，有8座储气库；美国压缩天然气输送公司储气量109亿立方米，有13座储气库；法国天然气公司储气量86亿立方米，有20座储气库。

　　管输贸易

　　▲管输天然气国际贸易最早的年代是1946年苏联首次以工业方式生产天然气，从秋明气田输气至华沙，翻开了国际天然气管道贸易的新篇章。

　　▲2016年全球管输天然气进出口贸易达7375亿立方米，进口最多的国家是德国达993亿立方米，占全球总量的13.5%，其次是美国为825亿立方米、意大利为594亿立方米，荷兰和中国为380亿立方米，居全球第四位。

　　▲世界上最大的天然气销售公司——俄罗斯天然气出口公司（Gazprom Export LLC），1973年成立，设在圣彼得堡。目前出口到西欧25个国家，2016年出口管输天然气1908亿立方米和液化天然气140亿立方米共计2048亿立方米，占世界天然气总贸易量的18.9%。

　　▲挪威是后起的天然气出口大国，2015年出口为1095亿立方米，到2016年增至1908亿立方米，与俄罗斯出口量平行。

　　特殊管道

　　▲世界上最早建成的氢气管线——莱茵-鲁尔氢气管道。氢气管道输送是将氢气通过管道运输到需求地的基础设施，输送成本类似于压缩天然气（CNG）。1938年建成的莱茵-鲁尔（ Rhine-Ruhr）160公里氢气管道至今仍然在运行。截至2004年，美国有1400公里低压氢气管道和欧洲有1500公里的低压氢气管道在运行。

　　▲氨管道最长的国家——俄罗斯→乌克兰。氨是剧毒物质，通常不采用长距离管输，因此不常见。目前的氨管线是从俄罗斯 TogliattiAzotfacility连接到乌克兰 Transammiak，输送到黑海出口港—敖德萨。

　　▲世界上运行的最长的液硫输送管线有：⑴ 加拿大艾伯塔省从天然气加工厂输送到海边到液硫运输船上。直径200毫米，41公里长，埋于地下，蒸汽夹套伴热。⑵ 美国怀俄明州卡特溪（carter creek，wyoming）有一条液硫输送管线，直径150毫米，33公里长。管道架在地面上，1983年竣工投产。⑶ 沙特阿拉伯朱拜勒（Jubail，Saudi Arabia）有一条液硫输送管线，直径250毫米，24公里长，管道架在地面上，1983年竣工投产。

　　液化天然气贸易

　　LNG是天然气的一种价廉的国际贸易方式，它将海外如卡塔尔、澳大利亚等闲置的天然气，经由液化加工，用LNG专用运输船运输到需求的国家。

　　进程

　　▲世界上最早的LNG贸易是在1959年英国气体局（英国天然气公司的前身）将船装载2000吨LNG的“甲烷先锋号（Methane Pioneer）”，从美国路易斯安娜州查尔斯湖出发，横跨大西洋运输到英国泰晤士河口的坎维岛，供国营北泰晤士燃气管理局使用。这种独特的货物安全地横渡海洋是世界海运史的首例，标志着液化天然气准备进入了商业化国际贸易阶段。

　　▲世界第一家商业液化天然气生产厂是阿尔泽液化天然气生产厂（Arzew LNG），装置名称Arzew GL4Z，1964年在阿尔泽建立。气源来源于哈西鲁迈勒气田。

　　▲1917年美国从天然气中提氦，从而在西弗吉尼亚州建造了世界上第一座天然气液化工厂。

　　▲LNG价格最低廉是在刚出口的时期，那时采用固定价格。1969年日本进口美国阿拉斯加的液化天然气时，其价格是按向工程项目投资额为基础计算出来的，为固定价格52美分/百万英热单位。后来，文莱、阿布扎比也在初期采用固定价格，但是1973年第一次石油危机后，仿效油价高涨，液化天然气价格也随之上扬。第二次石油危机后的1979年以来，采用原油等价方式，即根据政府原油出售价格（GSP）100%相关联等价热量来决定液化天然气价格。

　　生产

　　▲中东波斯湾有个世界上最大的气田—南帕尔斯/北部穹窿凝析气田（South Pars/North Dome Gas-Condensate field），拥有可采储量35.66万亿立方米，是世界上最大的LNG生产基地，可供应大西洋市场和太平洋市场。

　　▲世界上最大的LNG生产公司是卡塔尔液化天然气有限公司（Qatar Liquefied Gas Company Ltd.，Qatargas），也是卡塔尔国有的天然气公司。在近海生产天然气供应给在莱凡角的LNG工厂，于1984年11月1日成立。利用世界最大的南帕尔斯/北部穹窿凝析气田（South Pars / North Dome Gas-Condensate field），生产和销售液化天然气和天然气凝液。

　　贸易

　　▲2016年1月全球LNG生产能力为310.5MT，在建生产能力为141.5MT，拟建890MT，2020年全球LNG贸易量将增加46%。

　　▲2016年全球LNG贸易总额明显增加，达263.6MT，比2015年增加7.5%。在贸易总额中有74.6MT属于现货和短期贸易，占28.3%。

　　▲亚洲对LNG需求最大，占全球LNG需求的73%，

　　▲全球LNG供应最多的是卡塔尔，占30%；来自太平洋盆地供应的LNG占45%。

　　▲2016年新增4个LNG进口国，现达到39个进口国。

　　▲2016年底出口国达19个，全球天然气液化能力增加了36TM，达到340 MTPA.

　　▲2016年底全球总气化能力达830MT。在建的气化能力达86MT，其中70%即60MT在亚洲。

　　▲2016年全球LNG贸易量达到263.62MT，亚洲4个国家：日本、韩国、中国和印度等进口为191.57MT，占全球总贸易量的72.7%。

　　▲卡塔尔是世界上最大的LNG出口国，2016年出口量1044亿立方米占全球出口总量3466亿立方米的30.1%，其次是澳大利亚16.4%、马来西亚9.3%。

　　▲日本是世界上最大的LNG进口国，2016年进口量达1085亿立方米，占全球总量的31.3%。其次是韩国12.7%和中国9.9%。

　　造船

　　▲2016年有478艘LNG运输船在航行，其中船舱容量在90000～170000立方米居多，占总量的73.0%。

　　▲世界上最大的液化天然气运输船是Q-Max型。Q表示卡塔尔（Qatar），Max表示能够靠近卡塔尔码头的最大尺寸，船长345m，宽53.8m，高34.7m。薄膜型，舱容>250000立方米。航线从卡塔尔至英国和美国。2017年有14艘Q-Max型LNG运输船在航行，均由三星（Samsung）和大宇（Daewoo）制造。其次为Q-Flex 型液化天然气运输船，有30艘在航行。

　　▲建造液化天然气运输船最多的国家是韩国。2015年5月建造已经建造了259艘，占全球总量的63%，还有64艘正在建造。

　　▲建造液化天然气运输船最多的前三个公司均在韩国：三星（Samsung）、大宇（Daewoo）和现代（Hyundai）。2016年5月交付240艘，正在建造56艘。

　　▲LNG船舶围护系统主要有两类：独立球型(Moss Rosenberg)和薄膜型（Membrane）。其中薄膜型居首位。2016年占LNG船舶围护系统总数的70.5%。中国建造的LNG运输船均为薄膜型。

　　▲第一艘Q-Max型LNG运输船——Mozah于 2008年9月29日交付，船舶围护系统为薄膜型，仓容267335立方米，由三星（Samsung HI）建造，卡塔尔天然气公司（Nakilat）管理。2009年1月11日开往西班牙毕尔巴鄂港，交付第一批266000立方米的液化天然气。

　　▲船龄多数在38～40年之间。“SCF Arctic”号 1969年建造，2014年退役，船龄45年。目前已退役的液化天然气运输船有34艘。

　　▲“大鹏昊（Dapeng Sun）”号和“大鹏月（Dapeng Moon）”号是中国建造的最早的运输船。由沪东中华造船（集团）有限公司建造，GT NO96薄膜型。随后又建造了大鹏星（Dapeng Star）、闽鹭（Min Lu），并承担外国公司液化天然气运输船的建造。

　　▲世界上最重要的海运峡口是霍尔木兹海峡。世界上液化天然气贸易量约34%必经霍尔木兹海峡，到东亚必经马六甲海峡；到美国和英国必经曼德海峡、苏伊士运河和直布罗陀海峡。

　　接收站

　　▲2016年新建了11个LNG接收站，全球现有124个LNG接收站，其中亚洲有67个，占全球总量的54%。

　　▲世界上LNG接收站最多的国家是日本，有34座LNG接收站分布在沿海，西海岸居多。

　　▲平泽LNG接收站（Pyeong-Taek LNG Terminal）是当今世界上最大的LNG接收站，平泽市位于韩国西海岸地区，在首尔以南60公里， 总面积451.38平方公里。平泽LNG接收站1986年建成，业主和操作者均为韩国天然气公司（KOGAS），拥有23个LNG储罐，可储存3 360 000立方米液态LNG；有39个气化器，每年可以气化输送519亿立方米天然气。1987年建成98公里长的高压输气管道，连接平泽接收站和仁川（Incheon）接收站（首尔北边）。1988年，首尔7个城市配气公司建造了1900公里配气管网。

　　▲袖浦LNG接收站（Sodegaura LNG Terminal）是日本仅次于韩国平泽LNG接收站的第二大LNG接收站。业主和操作者均为东京电力（Tokyo Electric ）和东京燃气（Tokyo Gas），1973年建成，拥有35个LNG储罐，可储存2 660 000立方米液态LNG；有39个气化器，每年可以气化输送404亿立方米天然气。

　　▲中国现有运行的接收站有15座。其中两座在台湾。有53个储罐，气化能力达806亿立方米。

　　▲ 2016年底全球有浮式LNG储存再气化装置（FSRU）船24艘。处理总量达360万立方米。FSRU船订单9艘，其中6艘于2017年交付。

　　▲中国第一座离岸的浮式LNG储存再气化装置在天津，有4个储罐，可储液145130立方米，有3个气化器，设计能力为30亿立方米/年，2013年竣工。

　　▲1944年10月20日美国俄亥俄州克里夫兰（Cleveland），属东俄亥俄州天然气公司的LNG陆上储罐发生泄露，其原因是那时钢材含镍量非常低，这种脆性钢材暴露在极冷的液化天然气中时，发生裂缝引发着火。储罐周围 没有设置挡土墙，蔓延到城市下水道系统，冲击面广，爆炸剧烈，造成128人死亡，200～400人烫伤。

　　单位换算

　　LNG单位换算

　　中国天然气计价单位采用立方米，而国外通用热量单位如MBtu、GJ、kWh或Gcal计价。

　　LNG热量单位换算

　　【庞名立，曾在中国计量科学院（北京）和中石油（四川）工作 著有多本石油和天然气书籍】