中小城镇LNG与CNG供气方案经济比拟
摘要：LNG与CNG非管输供气方案各有适用条件。本文对气源价格、运输和储配站的投资等经济方面的因素进行分析，确定了影响方案选择的主要因素：气源价格、运输距离、供气规划、用气规模。
关键词：燃气、输配、LNG、CNG
为了满足经济开展需要、提高人民生活水平和保护环境，我国正在大力推广使用天然气。“西气东输〞、“俄气南供〞及“LNG引进〞等工程的方案和实施，为许多城市能够用上天然气创造了条件。大多数城市都已经认同了天然气，在国家供气规划中的城市正在积极地为天然气的到来做准备，不在规划中的城市也希望用上天然气。
为了能使人们更快地用上天然气，并为管输天然气的到来做好准备，我们在三年前就引进和使用了CNG、LNG非管输供气技术，实现了多个城市的天然气供给。
LNG供气技术随着大型LNG接收站及LNG液化站的建设，其应用条件已逐渐成熟。我们是否应该采用LNG供气方案，在什么条件下采用LNG供气方案是应该研讨的问题。
CNG与LNG非管输供气方案从技术的角度讲是成熟的，都适用于不能或暂时无法通过长输管线供气的中小城镇，其主要环节有：生产、运输、储存、减压或气化、管道供气等。在日本，经大型LNG船运到东京LNG接收站的LNG局部被分装，通过LNG低温槽车、火车或小型LNG轮船运输到规模较小、铺设管线不经济的中小城镇，较好的经济效果。这里仅从经济方面对影响方案选择的主要因素加以探讨，管道运输不经济的中小城镇，在何种条件下选择LNG或CNG方案。
一、气源
CNG的生产是将低压的天然气压缩成高压状态（20-25Mpa），便于运输。其生产设备投资本钱较小，运行费用较低。CNG供气方案的这个特性，使着我们能较灵活地在靠近用气城市的周围选择CNG生产地。尤其是对储量较小的零散气井的利用，经济优势更为突出。对有管道天然气的城市燃气公司供给离市区较远的居民小区也是较经济的。
LNG的生产是将气态的天然气冷却到液态（-162℃），由于净化、液化工艺复杂，导致设备投资较大，运行费用较高。LNG液化站一般应建在气井处，气源充足，气价低，LNG产量大，便于回收投资。LNG供气方案的这个特性，使着LNG液化站一般距离用气城市较远。在国内用于非管道运输的LNG有两种来源。一是即将建设的深圳、福建等大型LNG接收站，二是以小型零散气井或放散气开发利用为目的的小型LNG站，如濮阳液化站通过汽车运输，供给到了山东淄博、青岛、江苏苏州、姜堰、浙江余姚、广东的龙川等城市，供气半径达1500公里以上；新疆广汇土哈LNG站，方案用火车运输，运输距离达4000公里等。
由于LNG液化站和大型接收站的投资比CNG压缩站要大得多，在此不予分析，我们仅对LNG和CNG的气源地售价（调查或估算价格）给予比拟：表1
CNG与LNG价格〔约元/
Nm3〕
CNG北京压缩站
CNG廊坊压缩站
LNG濮阳液化站
LNG深圳接收站
1.75
1.6
1.65
1.65
值得说明的是如果是管输气作为CNG压缩站的气源，那么CNG售气价与当地气源气价相关；如果是气井气直接做为CNG气源，那么其售价就可能低很多。因此从气源的角度看，CNG与LNG供气方案相比，很难说那个更好，需视具体条件比拟而定。
二、运输
CNG一般采用高压气瓶组槽车通过公路来运输。常用的槽车是由8只气瓶组成，几何容积为2.25m3/只，槽车在20Mpa压力下的运气量为4550Nm3/辆；LNG一般采用低温储罐槽车通过公路、水路、铁路来运输。现阶段我们低温储罐由内、外壳组成，采用真空纤维绝热技术，几何容积为30-50
m3
〔这里按30
m3考虑〕，当容积充装率为90%时的运气量为16740
Nm3/辆。
两类槽车的投资如下表： 表2
CNG与LNG槽车价格
（调查价格）
单车运气量
LNG槽车
CNG槽车
m3
（16740Nm3）
103万
18m3
（4550
Nm3）
80万
满载总重量
比拟上表可发现，一车LNG相当于3.68车CNG的运输量，但两种槽车体积相同，满载总重量接近，设备投资相近，这导致CNG供气方案的运输设备投资及运行本钱在相同条件下明显地比LNG方案大。不过，运输距离对设备投资及运行本钱有很大影响，下面我们结合具体的假设条件来进行分析。情况1： 假设LNG气源地和CNG气源地与用气城市距离相同，往返为1000km；城市日用气量为4万Nm3/天。那么 表3
运输设备投资
LNG槽车27
CNG槽车18
每天往返次数
车辆
设备投资
308万元
1035万元
表4
运输经济比拟
费用
LNG
LNG单价
CNG
CNG单价
单车运气量
16740
Nm3
4550
Nm3
车辆折旧（10年）
9.2万元/年
0.0151元/
Nm3
10.36万元/年
0.0624元/
Nm3
车辆保险及维修
1050元/月
0.0021元/
Nm3
1050元/月
0.0077元/
Nm3
养路费
2750元/月
0.0081元/
Nm3
2640元/月
0.0193元/
Nm3
运输人工费
2000元/月
0.0040元/
Nm3
2000元/月
0.0146元/
Nm3
往返过路费高速
1000元/趟
0.0597元/
Nm3
1000元/趟
0.2198元/
Nm3
油耗
1400元/1000km
0.0836元/
Nm3
1400元/1000km
0.3077元/
Nm3
车检费用
300元/年
0.0001元/
Nm3
300元/年
0.0002元/
Nm3
驾驶员补助
100元/人·趟
0.0060元/
Nm3
100元/人·趟
0.0220元/
Nm3
合计
0.1787元/
Nm3
0.6537元/
Nm3
比拟两表中的投资及运输费用，在长距离运输条件下，LNG运输的经济性明显比CNG好。情况2： 假设LNG气源地与CNG气源地距离相同，往返为200km；城市日用气量为4万Nm3/天。那么 表5
运输设备投资
LNG槽车27
CNG槽车18
每天往返次数
车辆
设备投资
205.3万元
575.6万元
表6
运输经济比拟
（计算方法同表4）
费用
LNG
LNG单价
CNG
CNG单价
单车运气量
16740
×2Nm3
4550×2
Nm3
合计
0.0405元/
Nm3
0.1467元/
Nm3
比拟两表中的投资及运输费用，在短距离运输条件下，LNG运输的经济性也明显比CNG好。情况3： 不过，前面已提出，LNG气源地一般较远，而CNG的气源地相对较近。因此在比拟中我们应充分考虑距离的因素。假设LNG气源地与用气地的往返距离为1000km，CNG气源地距离用气城市往返为200km；城市日用气量为4万Nm3/天。那么
表7
运输设备投资
LNG槽车27
CNG槽车18
每天往返次数
车辆
设备投资
308万元
575.6万元
表8
运输经济比拟
（参见表4、6）
费用
LNG
LNG单价
CNG
CNG单价
单车运气量
16740
Nm3
4550×2
Nm3
合计
0.1787元/
Nm3
0.1467元/
Nm3
由两表可看出，在假设运输距离条件下，CNG方案的经济性要好于LNG。
举例说明，假设廊坊到A市的距离为100km，濮阳到A市的距离为500km，CNG与LNG的气源地购置价均为1.6元，那么CNG到A市的价格为1.747元/
Nm3；LNG到A市的价格为1.779元/
Nm3，CNG方案较优。另外，如果A市在前期用气规模不大的情况下，可适当减少CNG车的数量（例如2辆），使前期投资下降300多万。在这种情况下，从运输的角度看，使用CNG供气方案要优于LNG方案。
假设廊坊和濮阳到B市的距离均为500km，CNG与LNG的购置价均为1.6元/
Nm3，那么CNG从廊坊到B市的价格为2.254元；LNG从到B市的价格为1.779元/
Nm3。假设B市日用气量为40000Nm3，那么采用LNG方式一年的运行费用比CNG要节省近700万。
因此从运输的角度看，如果CNG方案在运输距离上没有明显优势，那么采用LNG方案较好。用气城市CNG价格=加气站的气源价+压缩费用+运输费用+卸气费用
用气城市LNG价格=LNG本钱+运输费用+汽化费用
从现有的LNG资源分析，濮阳LNG出厂价1.65元/
Nm3、广汇土哈LNG到达北京的本钱价约1.8元/
Nm3〔这里没有计液化工厂的利润〕、LNG接收站的出厂价格应该高于1.65元/
Nm3；CNG的压缩综合本钱〔按满负荷计算〕约0.12元/
Nm3。
三、储配站
在储配站，CNG槽车中的燃气一般需经两级减压至1.6Mpa左右，然后进入储罐或经三级调压器输送至城市管网。CNG在减压的过程中伴随着温度降低的过程，因此必须在两级减压前加热。LNG槽车中的LNG经槽车自身的自增压系统增压后，进入LNG储罐。储罐中的LNG再经自增压系统压入气化器中气化，经调压计量送入城市管网。由于涉及相变过程，为防止出现超压现象，还设置了BOG系统、放散系统、氮气吹扫系统等。储配站涉及了许多投资及运行费用，不容易分析比拟。不过，CNG储配站与LNG的主要差异在于储罐、减压、气化等工艺设备的投资，所以我们仅对调压计量前的工艺设备投资加以比拟。假设系统供气设计能力为4000Nm3/h，日用气量为4万Nm3。设备折旧10年。
表9
LNG主要设备投资表
（估算价格）
设备名称
型号
单价〔万元〕
数量〔台〕
合计〔万元〕
LNG储罐
100m3
（62000
Nm3）
190
空温式气化器
1000Nm3/h
8（4开4备）
152
空温式气化器
500Nm3/h
水浴式气化器
4000
Nm3/h
锅炉气化系统
管件仪表
200
BOG系统
总计
618
表10
CNG主要设备投资表
（估算价格）
设备名称
型号
单价〔万元〕
数量〔台〕
合计〔万元〕
一、二级调压器和换热器
4000Nm3/h
160
伴热锅炉系统
3.0
球罐
2000m3（1.6Mpa）
260.0
780
合计
946
从主要设备的总投资来看，为到达相同的能力，LNG方案要优于CNG方案。但以下因素可能会导致LNG方案不如CNG方案：
A、CNG方案仅经过减压过程，系统工艺简单；而LNG方案需经过液态变气态的过程，包括放散、BOG、气化、自增压、置换等，工艺复杂。这使着LNG方案在设计、施工、设备采购等方面投入的时间、人力和财力都要比CNG方案多，并且由于设备多、管线复杂使得储配站面积增大。
B、LNG气化操作的复杂程度比拟高，这会导致储配站运行费用比CNG方案高。
C、如果采用非管输供气只是暂时的，在较短时间内即可实现管道供气，那么CNG方案是有利的。因为CNG方案所建的球罐在管道供气时仍可使用。
四、总结
通过上面的分析可知，CNG方案与LNG方案各有其适用条件，必须以实际条件为前提来选择。影响方案选择的外界因素主要有：
A、气源价格：气源价格是影响本钱的一个主要因素。一般条件下，CNG的出厂本钱比LNG低的较多。
B、距离：从上面的分析看，距离是影响方案选择的一个非常重要因素。运输距离越远，LNG运输越有优势。
C、供气规划：考虑到当地气源资源、气源价格、运输费用、用气规模、长输管道供气的时间因素，应适当的方案方案。供气规模越大，天然气的运输量也就越大，由于CNG、LNG槽车的价格差不多，用LNG方案投资比CNG要小的多，供气的可靠性也就越强；适当的气源价格、和运输距离，CNG方案比拟经济、合理；长输管道
在何时通过也是影响方案选择的一个主要因素。因为如果在较短的时间内即可长输管道供气，CNG方案中的球罐可继续发挥作用，CNG系统较简单，可方便地挪为他用；对于用煤制气的公司，如果在较长时间内仍无管道供气的可能，LNG是比拟适合的。
D、用气规模：对于在一定时间内有可能长输管道供气的城市，暂时采用非管输供气，逐年用气规模的大小对方案的选择影响很大。对于刚开发的且在三、四年内能实现管输供气的城市，用CNG供气方案可较快速地实现供气。尽管CNG运到储配站的价格可能会高于LNG方案，但由于前几年用气量不大，且考虑到初投资及设备的使用连续性，选择CNG方案会更好。对于短期内用气规模较大的城市，考虑到运行费用的原因，LNG方案可能是较好的选择。
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