面對日益嚴苛的排放標準，新能源的利用越來越廣泛。液化天然氣(LNG)以其熱值高、燃燒產(chǎn)物對環(huán)境污染少等優(yōu)勢逐漸成為綠色能源的首選，伴隨而來是國內LNG市場迅猛增長。據(jù)統(tǒng)計，2015 年國內 LNG 市場消費量1076 萬噸，較 2014年增長 37.56%。LNG 的下游消費市場主要分布于工業(yè)用(41.26%)、車船用(36.30%)、城市燃氣用(17.25%)及發(fā)電用(5.19%)。(2017年進口LNG就達到近3900萬噸，發(fā)電用比例上升，以上數(shù)據(jù)略顯陳舊。2014年、2015年是國內天然氣消費增速放緩的月份，2016年起再次進入高速增長軌道。——編者)

(作者單位：中國船級社武漢規(guī)范研究所;中國船級社江蘇分社)

然而，由于 LNG 產(chǎn)業(yè)高昂的固定投資成本所造成的行業(yè)壁壘，催生了國有資本在行業(yè)內的壟斷地位，限制了市場的自由競爭和競價機制的形成，同時也制約了市場規(guī)模的快速增長。而 LNG 罐式集裝箱(以下簡稱“罐箱”)整船運輸所具備的靈活、低成本及標準化等特點，使其在降低行業(yè)門檻消除壟斷、拓展 LNG 中小型用戶、促進資源的充分利用等方面具有其他運輸方式不可比擬的優(yōu)勢。部分國內外科研機構及企業(yè)在 LNG 罐箱運輸方面已經(jīng)有一定的試驗及實例應用。但 LNG 罐箱整船運輸主要受到公約、標準及行業(yè)認識等幾方面的限制，使其未能得到有效應用和大規(guī)模發(fā)展。

為此，本文將從安全控制體系相關限制要求出發(fā)，分析 LNG罐箱整船運輸過程中所遇到的關鍵技術問題，探討相關應對措施和解決方案。

1 LNG 罐箱運輸現(xiàn)狀

1.1 國外應用

目前，LNG 罐箱整船運輸在北美及歐洲地區(qū)已經(jīng)得到了實際應用。在美國，Clean Energy Fuels公司通過傳統(tǒng)的集裝箱船裝載 LNG 罐箱，從美國西海岸運抵歐胡島(夏威夷群島的主島)。每個ISO 罐箱裝有大約 38 m3的LNG，這些LNG將通過可移動的氣化裝置再氣化后注入到夏威夷氣體公司的供氣管道;佛羅里達州的 Carib 能源公司將LNG預裝在ISO罐箱中，通過該公司設計的一種可載運 100 多個 LNG 罐箱的船舶，從美國的東南沿海通過水路運往百慕大群島、加勒比海地區(qū)，罐箱通過集裝箱港口裝卸，然后通過卡車、鐵路和駁船等多式聯(lián)運送到小型氣化站。

在葡萄牙，Sousa集團于 2014 年 3 月將首批 40 ft(12.192 m)LNG罐箱在錫尼什港充裝 LNG，并于一周內運輸?shù)? 900 km 之外的馬德拉島上衛(wèi)星儲備氣化站，供給島上的燃氣電廠。裝運時，LNG 罐箱與其他低溫罐箱混裝并疊加在運輸船上。根據(jù)罐內 LNG 液體溫度壓力的不同，現(xiàn)場每只罐箱的簽收記錄表記載的 LNG 冷液不排放時間從 89~90 天不等。

2014 年12 月 18 日，在歷經(jīng) 9 個多月順利運行后，成功突破1000 箱充裝記錄。在北歐，挪威 Liquiline 公司是最早使用罐箱運輸 LNG 的。該公司于 2010年9月通過滾裝船裝載 40 ft 罐箱，從挪威運往丹麥;2013 年 7 月通過集裝箱船裝載 LNG 罐箱，從英國運往瑞典 ;2014 年 6 月與 LNG America 公司合作，從西雅圖和塔科馬市港口，使用 ISO 罐箱運輸LNG 到夏威夷和阿拉斯加。

1.2 國內試點

雖然國內 LNG 罐箱整船運輸還沒有實際應用，但國內相關部門及單位已在積極參與 LNG 罐箱整船運輸?shù)幕I備工作，并已進行了兩次海上運輸試驗。

1.2.1 第一次試驗

2006 年，交通部科學研究院受中海石油廣東液化天然氣公司委托，開展 LNG 罐箱滿罐運輸和空罐運輸?shù)陌踩u估試驗。滿罐運輸路線為 ：LNG罐箱在廣西潿洲島完成充裝，經(jīng)滾裝船運輸?shù)綇V西北海，然后經(jīng)公路運輸?shù)綇V州黃埔新港碼頭并直接吊裝上船，經(jīng)水路運輸?shù)缴虾＼姽ぢ反a頭并直接卸船，最后經(jīng)公路運輸?shù)竭_浙江海寧進行卸液(如圖 1 所示);空罐運輸則按原路線返回。根據(jù)文獻得知，LNG 罐箱在水路運輸過程中，罐內壓力緩慢增長，但仍處于安全范圍內(低于 0.74 MPa)，故罐體未出現(xiàn)損壞、腐蝕、變形等現(xiàn)象。

1.2.2 第二次試驗

2012 年，大連海事大學、江蘇海事局、海南海事局、南通海事局、洋浦海事局、海南中油深南石油技術開發(fā)有限公司、石家莊安瑞科氣體機械有限公司和大連因泰集團有限公司組成 LNG 聯(lián)合研究項目組，開展了 LNG 罐箱水路運輸試驗。同年4 月 13 日，兩個 LNG 罐箱從南通集裝箱碼頭，吊裝進集裝箱船“金銀達 2”號上。4 月 17 日，該船在東莞虎門港成功卸下 LNG 罐箱。目前，大連因泰集團仍在開展 LNG 罐箱海運試驗研究，每周從海口裝載 40 ft 標準罐箱，通過海運至虎門港口，再經(jīng)公路運至東莞工廠。

自那次試驗之后，在大連海事大學課題組的主持下，由東莞到海口的實船試驗運輸從 2013 年 11月至 2014 年 8 月共完成約 30 個航次，共運輸 LNG罐箱 300 個左右。此項運輸試驗取得圓滿成功，后續(xù)試驗航次還在進行中，目前已基本形成常態(tài)。

在工業(yè)制造方面，2002 年 10 月，張家港中集圣達因低溫裝備有限公司制造出我國第一臺高真空多層絕熱 LNG 罐箱，并進行了堆碼試驗，縱向 /橫向栓固試驗，傳遞、吊頂及撞擊試驗，試驗結果獲得中國船級社、法國船級社及英國船級社的檢驗認可。

2 LNG 罐箱運輸?shù)膬?yōu)勢

目前，天然氣水上運輸方式主要有 LNG 運輸船、天然氣海底管道以及 LNG 罐箱運輸三種。其中，LNG 運輸船和天然氣海底管道均具有投資巨大、建設周期長、維護成本高和地域性限制等問題，而 LNG 罐箱運輸則具有多式聯(lián)運、促進市場自由化以及資源被充分利用等優(yōu)勢。

2.1 多式聯(lián)運

LNG 罐箱就是把儲罐安裝固定在標準集裝箱外部框架上，其產(chǎn)品設計、制造和認證標準同集裝箱一樣，具有全球統(tǒng)一的標準，至少滿足近 20 個國際、國家或地區(qū)規(guī)范的相關要求。它在起吊、堆存、運輸時也同集裝箱一樣便利，可實現(xiàn)公路、鐵路、水運之間無中間環(huán)節(jié)的便利國際聯(lián)運模式，無需換裝設備，也無需準備 LNG 槽車或運輸船，更不必興建大型接收裝置，可利用現(xiàn)有的集裝箱碼頭。海港卸貨后，罐箱被直接運送至客戶終端現(xiàn)場，并可以在現(xiàn)場停留數(shù)日等待使用。通過多式聯(lián)運，LNG 罐箱實現(xiàn)了“一罐到底”和“門到門”運輸，可滿足偏遠地區(qū)、山區(qū)、島嶼等區(qū)域的能源需求。

同時，LNG 罐箱多式聯(lián)運對于國家所倡導的分布式能源供給有著非常重要的促進作用，搭建了分布式能源從理想概念到具體實現(xiàn)的中間橋梁。

2.2 打破壟斷，促進市場自由化

2.2.1 市場壟斷的成因

當前國內進口天然氣運輸方式為 LNG 運輸船及天然氣管道兩種。其中，通過 LNG 運輸船運輸，需建立大型液化站、接收站、氣化站、碼頭、LNG專運船和二級分銷系統(tǒng)等設施，一般的投資額度都以百億甚至千億計算，存在初期投資高，風險難以承受，建設周期長(通常為 5~6 年)，需要數(shù)個乃至數(shù)十個專業(yè)的管理和營運單位為之服務，以及占地面積大且選址困難。通過天然氣管道運輸同樣也存在上述問題，并且僅適用于管道源頭及沿線附近天然氣資源豐富的區(qū)域 ;此外，在終端需要通過二級管網(wǎng)或槽車進行分銷。

所以，LNG 運輸船及天然氣管道運輸均需要國家的戰(zhàn)略性投資，并且通常由國有大型石油公司主要控股，并由其承擔關鍵環(huán)節(jié)的管理和營運。普通中小型企業(yè)若想從國外進口天然氣必須租用相關設施，且存在窗口期和最低貨量要求，還需要定期與國有大型石油公司進行協(xié)商，難以形成穩(wěn)定的供應鏈。這必然導致國有大型石油公司的壟斷地位的形成，不僅制約中小企業(yè)發(fā)展，同時也造成巨額資源的低效利用。

2.2.2 打破壟斷

如果采取 LNG 罐箱進行運輸，理論上可以直接利用現(xiàn)有的集裝箱船，而不用新建或者租用LNG 專用運輸船。目前，建造一艘 LNG 船的費用在 10 億元人民幣以上，在市場上租用一艘 LNG 運輸船的費用約 10 萬美元 / 天。同時，LNG 集裝箱運輸也無需建設專用的 LNG 碼頭、接收站及二級分銷系統(tǒng)，可以利用現(xiàn)有集裝箱碼頭卸貨，然后通過集裝箱車輛直接運輸?shù)接脩簟?jù) 2014 年 LNG 貿(mào)易價格估算，如果 LNG 罐箱得到規(guī)模化應用，亞洲從北美進口 LNG 的到岸成本將降至 10 美元，比目前亞洲地區(qū) 15 美元的 LNG 長期協(xié)議價格大幅降低，整體成本下降 1/3。

罐箱的價格并不昂貴。在北美地區(qū)，一個罐箱的價格約 30 萬美元，一個罐箱可以容納 43.5 m3(即18 t)LNG。采用集裝箱的運輸方式，降低了參與 LNG 貿(mào)易的門檻，使更多中小企業(yè)參與 LNG 的進口成為可能，從而打破大型石油公司通過 LNG專用碼頭、LNG 接收站及 LNG 運輸船所形成的貿(mào)易壁壘和壟斷優(yōu)勢。

另外，由于采用常規(guī)貨船運輸，無需在沿海卸貨，因此可由沿海進入內河逆流而上，在內河沿岸需要天然氣的地區(qū)進行交易，這種靈活性是管道氣和傳統(tǒng) LNG 貿(mào)易無法比擬的。而新的貿(mào)易方式在增加更多交易主體的同時，也擴大了 LNG現(xiàn)貨的交易量，為期貨價格提供了支撐。這種利用 LNG 罐箱開展的 LNG 現(xiàn)貨貿(mào)易不僅打破了LNG 進口的壟斷，而且在更深層面上促進 LNG 市場自由競爭化，也利于形成中國乃至亞洲區(qū)域的天然氣期貨價格基準。

2.3 資源的充分利用

對于一個新的 LNG 生產(chǎn)設施來說，以 25 年的周期計算，即使按最小處理量(每天 1 400 萬 m3，每年 360 萬 t)，也需要保證 1.2 萬億 m3的天然氣探明儲量。這就使一些較小的天然氣田開發(fā)價值不大，處于閑置狀態(tài) ;部分油田伴生氣由于產(chǎn)量較低或不穩(wěn)定，不能形成穩(wěn)定供給，而被白白燒掉，造成資源浪費。而通過靈活機動的 LNG 罐箱運輸，則可以節(jié)省開采環(huán)節(jié)固定設施的投資成本，降低了這些氣田開發(fā)風險和成本，充分利用油田伴生氣，使其達到 LNG 生產(chǎn)經(jīng)濟性，國家也會因此掌握更多的可利用資源。

例如，我國東南沿海的某些島嶼，雖然發(fā)現(xiàn)了可開采天然氣，但產(chǎn)量較低，若按常規(guī)方式配套管道輸送，或通過液化站液化后經(jīng) LNG運輸船輸送，則不具備經(jīng)濟價值。但是，根據(jù)實際天然氣產(chǎn)量配置小型的液化站，液化天然氣通過罐箱由普通運輸船輸送至中小型用戶，則可產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。