論壇 | LNG冷能利用期待“熱”起來
來源：中國電力報 時間：2023-09-01 09:25
中國能源新聞網 記者 曲藝
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，相當于千萬級人口城市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？在此前召開的國內首屆LNG冷能利用產業與技術論壇上，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。
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。
“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冷能主要是利用LNG與周圍環境（如空氣、海水等）的溫度差和壓力差，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的冷能相當于240億千瓦時電力，價值超過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。
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。
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400千瓦~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，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。
方興未艾仍需努力
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。
“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。”中國海油氣電集團總工程師張超表示。
“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。”陳煜分析，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，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，每年碳減排量約1萬噸。
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。
“若設備國產化，能降低投資30%~40%，大幅降低冷能發電成本。”胡蘇陽如是說道。
多措并舉推進發展
“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。”胡蘇陽介紹，我們在研究時還發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。
此外，中國海油還在廣東省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。”李振林對此充滿期待。
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。
責任編輯：江蓬新
