2021洋浦港LNG罐式集装箱及油气新能源周转中心装卸货码头项目可行性研究报告专项规划方案(58页).pdf
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1、洋洋浦浦港港 L LN NG G 罐罐式式集集装装箱箱及及油油气气新新能能源源周周 转转 中中 心心 装装 卸卸 货货 码码 头头 项项 目目可可 行行 性性 研研 究究 报报 告告 专专 项项 规规 划划(修修订订日日期期2 20 02 21 1 年年 3 3 月月 1 15 5 日日)I二二二二年年十十二二月月 *江苏有限公司江苏有限公司建立海南 LNG 罐箱堆场与装卸货码头构建东南亚、南部西南、华南华东以及延珠江长江环渤新海能源桥梁洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划I目录一2、项目简介.III1.项目说明.III2.项目内容.III1 规划概述.III1.1 项目概况.III1.3 项目背景及建设的必要性.I1.4 研究范围.V1.5 遵循的规范及标准.V1.6 项目概况.VIII二.洋浦港 LNG 罐式集装箱周转中心既卸货码头项目流程规划表.XVII三.洋浦港 LNG 罐式集装箱周转中心既卸货码头项目运营(营销)规划表.XIX四.洋浦港 LNG 罐式集装箱周转中心既卸货码头项目资金规划表(一期).XX五.LNG 罐箱运输经济性分析.XXII六.LNG 罐箱整船运输所面临的问题及其解决方案.XXV1 LNG 罐箱运输现状.XXVII2 LNG 罐箱运输的优势.XX3、X一、罐箱运营过程中实际操作问题.XXXI二、罐箱运输环节问题.XXXII三、罐箱管理和堆场问题.XXXIII四、涉及法律法规问题.XXXIII五、罐箱进储槽模式.XXXIV六、结论.XXXIV3 LNG 罐箱整船运输所面临的问题.XXXVI4 解决措施.XL5 结 论.XLII七、电解水制氢对于本项目罐箱的新能源转型.XLIII八、光伏发电到制氢的系统概论.LI建立海南 LNG 罐箱堆场与装卸货码头构建东南亚、南部西南、华南华东以及延珠江长江环渤海新能源桥梁洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专4、专项项规规划划II项项目目概概论论本本项项目目依依托托 L LN NG G 罐罐箱箱集集装装箱箱传传统统创创新新技技术术采采用用专专利利双双壁壁 L LN NG G、H H2 2 双双储储技技术术实实现现储储能能创创新新设设备备,使使 L LN NG G、H H2 2 双双向向转转换换实实现现油油气气与与新新能能源源氢氢能能借借助助光光伏伏发发电电实实现现电电解解制制氢氢、L LN NG G 与与 H H2 2 互互换换储储能能解解决决未未来来油油气气与与新新能能源源转转型型的的辉辉煌煌前前景景项项目目。估估计计项项目目未未来来收收益益可可到到达达 1 10 0 万万亿亿美美元元的的经经济济效5、效益益。II建立海南 LNG 罐箱堆场与装卸货码头构建东南亚、南部西南、华南华东以及延珠江长江环渤海新能源桥梁一一、项项目目简简介介1 1.项项目目说说明明依托外贸供应海路优势、海南国际自贸港免税优势、以及市场 LNG 能源需求市场的迫切刚需,节省货源成本、降低流通环节、贯通供给应需产业链与金融链。构建海南乃至中国东南亚 LNG 罐箱集装箱中转堆场既装卸货码头,加快海南国际自贸港走向国际,立足海南、面向世界,将全球 LNG、H2 及其液化能源商品中装东南亚、日韩、以及琼粤桂闵、云贵川、江浙沪、鲁冀黑辽吉等沿海沿江河水运需求目的地,供给保障中国乃至中亚东南亚东北亚能源的使命,创造高效社会与经济价6、值。2 2.项项目目内内容容2.1.罐式集装箱堆场(一期 500 亩,海南地价 45 万元/亩。二期 1000 亩。)、5 万吨泊位 2 个(一期建设 5 万吨卸货、装货泊位各 1 个,海岸线 1-1.5 公里。二期 10 万吨卸货、装货泊位各 1 个,海岸线 2-2.5 公里。)、罐式集装箱 1 万个(一期 3000 个购置装货 1000个、回罐 1000 个、流通 500 个、储备 500 个,化工储罐 30 万吨壹个。二期 7000 个期购置装 2000 个、回罐 2000 个、流通 1000 个、储备 1000 个。)配套机械设备包括、配套建筑包括业务办公楼、生活住宿公寓、消防设施、安7、防设施、人工智能移罐系统与设备等。一期投资 20 亿元,二期投资 30 亿元,总投资 50 亿元。一期建设周期 6 个月,不包括项目立项时间,运营投资回收周期 6 年。二期建设周期 12 个月,运营投资回收期 5 年。2 2.2 2.项项目目优优势势本项目建设周期短、投资规范小、回收周期快,迅速建立中国南部能源中转堆场集散地,未来转型发展氢能改型科学合理。主要设施堆场使用期限 70 年,码头使用期限 50 年,罐箱集装箱使用期限 20 年,所有投资在 6 个月内投入使用立即产生客观经济效益,预估未来收益将达到 1-3 万亿元人民币,折合美元 1515-4546 亿美元,投资收益总回报率创造海南8、国际自贸港开天辟地新未来!1 1 规规划划概概述述1 1.1 1 项项目目概概况况洋浦港 LNG 罐式集装箱周转中心既卸货码头项目,旨在海南省洋浦港建立辐射海南、两广、福建、东南亚、云贵川、江浙沪、沿海及环渤海 LNG 与 H2 油气新能源互转供给中转通途。洋浦港 LNG 罐式集装箱及油气新能源 周 转 中 心 装 卸 货 码 头 项 目建立海南 LNG 罐箱堆场与装卸货码头构建东南亚、南部西南、华南华东以及延珠江长江环渤海新能源桥梁内1)项目名称洋浦港 LNG 罐式集装箱周转中心既装卸货码头项目;2项目单位2项目单位*江苏有限公司;洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周9、周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划IVIV国家“一带一路”战略发展,给南海油气开发及海南能源通道建设带来契机。海南是国家海上“丝绸之路”重要桥头堡,海南省陆地面积 3.54 万平方公里,授权管辖的海域面积200 多万平方公里,拥有洋浦港、八所港等优良港口资源。国家能源发展战略行动计划(2014-2020)提出要坚持陆上和海上并重,突破海上油田,建设包括南海在内的 9 个千万吨级大油田,南海海域作为中国的石油宝库的战略地位大大提高。海南省可以充分发挥地理优势,加快开发南海油气资源,发挥港口、保税库、既有的油气储运设施作用,打造“一带一路”重10、要出海港口通道,建立战略石油储备基地,成为南中国重要石油生产和加工基地。结合国内天然气发展趋势,以及东南亚天然气市场发展的预测,倡导海南境内建设危化品监管场所,满足 LNG 出口需求,构筑国际能源现货交易中心。洋浦港 LNG 罐式集装箱周转中心既装卸货码头项目,项目占地约 1500 亩,其中一期项目占地约 500 亩,新建可容纳 3000 个 LNG 罐式储罐集装箱堆场一座,5 万吨卸货、装货泊位各 1 个,一期项目建设实施后,可满足年 600 万吨 LNG 贸易周转量和运输能力;二期项目占地约 1000 亩,新建可容纳 7000 个 LNG 罐式储罐集装箱堆场一座,新建 10 万吨卸货、装货11、泊位各 1 个。3)投资单位3)投资单位*(海南)集团有限公司4)拟建设地点4)拟建设地点;5)项目建设性质5)项目建设性质本项目为新建项目;6)项目定位6)项目定位国家推动能源革命,海南省适于开展试点示范。2014 年,中国提出能源领域的“四个革命,一个合作”,即“推进能源消费、供给、技术、体制革命和全方位加强能源国际合作”的能源工作总要求,标志着我国已经进入能源生产和消费革命的新时代。同时国务院办公厅印发的能源发展战略行动计划(2014-2020)明确了国家能源发展路线图,为海南省能源工作指明了方向。中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议明确了低碳循环发展思路,推进能源革12、命,加快能源技术创新,建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系,对海南的能源发展提出了更高的要求。7 7)产产业业政政策策的的符符合合性性根据中华人民共和国国家发展和改革委员会令 2011 年第 9 号产业结构调整指导目录(2011 年本),以及根据 2013 年 2 月 16 日国家发展改革委第 21 号令公布的国家发展改革委关于修改有关条款的决定,本项目为“原油、天然气、液化天然气、成品油的储运和管道输送设施及网络建设”类项目,属国家鼓励类项目。洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划13、I能源合作是“一带一路”建设的重头戏和先行官,具有十分重要的意义。加强保障能源运输通道安全的合作和市场交易平台建设,构建能源资源供需双向安全共同体。加强综合性的产业金融合作和双向投资,实现与“一带一路”沿线国家的互利双赢。本项目的实施,可加强与东南亚地区的能源联系和合作,为我国的“一带一路”建设和保障能源安全带来新的机遇。1 1.3 3 项项目目背背景景及及建建设设的的必必要要性性1 1.3 3.1 1 项项目目背背景景1.3.1.1 在“一带一路”战略推进中,能源是其中一个重要支柱。目前,“一带一路”战略正加速向具体操作层面推进。自推动共建丝绸之路经济带和 21 世纪海上丝绸之路的愿景与行动14、发布以来,中央成立了推进“一带一路”领导小组,研究部署发展工作。目前,全国 31 个省区市和新疆生产建设兵团“一带一路”建设实施方案衔接工作已基本完成,正陆续出台,一批重点能源资源合作项目启动建设。与此同时,大部分部门也在组织拟定本部门的实施方案,启动一批专项规划编制工作,其中,国家能源局 2015 年 5 月份专门召开落实“一带一路”战略推进能源国际合作会议,进一步明确分工。目前的思路是继续深化煤炭、油气、金属、矿产等传统能源的资源勘探开发合作,积极推进水电、核电、风电、太阳能等清洁、可再生能源合作,推进能源资源就地就近加工转化合作,形成能源资源合作上下游一体化产业链。投资油气运输工程还具有15、加强与特定国家合作紧密性的考虑。而相关天然气工程的实施还肩负提升中国能源结构、改善环境质量的任务。1 1.3 3.1 1.2 2 国国家家政政策策助助力力天天然然气气储储气气调调峰峰基基础础设设施施高高速速发发展展近年来我国天然气消费量以年均 1520%以上的速度增长。根据国家发改委最近披露的数据,2018 年中国天然气消费 2803 亿立方米,同比增长 18%。预计 2030 年前中国天然气生产、进口和消费仍处于高速增长期,到 2030 年天然气需求量将达到 5000 亿立方米左右。我国天然气消费结构具有明显的淡季和旺季,跟国外相比,我国天然气消费结构中工业、发电、交通比重偏低,民用取暖用气16、消费比重大,且可中断用户较少,导致供暖季天然气调峰保供压力极大,因此建设完善的天然气储备和调峰设施对保障我国的能源安全至关重要。2016 年 12 月 24 日,国家发改委发布天然气发展十三五规划,提出逐步建立以地下储气库为主,气田调峰、CNG 和 LNG 储备站为辅,可中断用户调峰为补充的综合性调峰系洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划II统。和地下储气库调峰相比,利用 LNG 调峰有着选址相对灵活、建设周期短、机动性高等特点,在我国天然气储备工程建设过程中起到了关键作用。20117、8 年 9 月 5 日,国务院发布国务院关于促进天然气协调稳定发展的若干意见(国发201831 号),意见提出要构建多次层次储备体系,建立以地下储气库和沿海液化天然气(LNG)接收站为主、重点地区内陆集约规模化 LNG 储罐为辅、管网互联互通为支撑的多层次储气系统。供气企业到 2020 年形成不低于其年合同销售量 10%的储气能力。城镇燃洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划III气企业到 2020 年形成不低于其年用气量 5%的储气能力,各地区到 2020 年形成不低于保障本行政区18、域 3 天日均消费量的储气能力。统筹推进地方政府和城镇燃气企业储气能力建设,实现储气设施集约化规模化运营,避免“遍地开花”,鼓励各类投资主体合资合作建设储气设施。2020 年 4 月 10 日,国家发展改革委、财政部、自然资源部、住建部、能源局等 5 部门联合印发关于加快推进天然气储备能力建设的实施意见(发改价格2020567 号)。意见指出,各省(区、市)编制发布省级储气设施建设专项规划,提出本地区储气设施建设项目清单。城镇燃气企业储气任务纳入省级专项规划,集中建设供应城市的储气设施。鼓励现有 LNG 接收站扩大储罐规模,鼓励城市群合建共用储气设施,形成区域性储气调峰中心。发挥 LNG 储罐19、宜储宜运、调运灵活的特点,多措并举提高储气能力。意见同时提出要加大土地审批、财税金融和投资政策支持力度,促进储气能力快速提升。优化储气设施建设用地审批和规划许可、环评安评等相关审批流程,提高审批效率。储气设施经营企业按现行政策规定适用增值税期末留抵税额退税政策。支持地方政府专项债券资金用于符合条件的储气设施建设。鼓励金融机构提供多种金融服务,支持储气设施建设。支持储气企业发行债券融资,支持储气项目发行项目收益债券。2020 年底前,对重点地区保障行政区域内平均 3 天用气需求量的应急储气设施建设,给予中央预算内投资补助,补助金额不超过项目总投资(不含征地拆迁等补偿支持)的 30%。鼓励有条件的20、地区出台投资支持政策,对储气设施建设给予资金补助或奖励。1 1.3 3.1 1.3 3 海海南南省省天天然然气气储储气气设设施施建建设设海南省全省已建成 2 条输油管道和 1 条天然气长输管道。2 条输油管道总长 67 公里,输送介质为航空煤油,其中一条起点为中石化马村油库,终点为美兰机场使用油库,管道全长 51.6 公里;另一条起点为三亚太平洋中石化油库,终点为凤凰机场油库,管道全长 15.4公里。乐东至东方终端的乐东陆地管线 68 公里,输送介质为原油和天然气。天然气长输管道总长 520 公里,输送介质为天然气,起点南山,途径东方、昌江、洋浦、老城、海口、文昌,部分路段采用复线铺设。正在建21、设洋浦至马村成品油管线共 120 公里,拟建设文昌至三亚东部天然气环岛管线 275.3 公里。天然气管网方面,已建成天然气干支线 21 条,年输气能力 102.36 亿立方米,全长2289.60 公里,覆盖海口市、澄迈县、临高县、儋州市、洋浦经济开发区、昌江县、东方市、乐东县、三亚市、定安县、文昌市等 11 县市,用气人口 229 万人,占全省城镇人口的 50%。天然气接收方面,“十二五”期间,海南省建成投产洋浦 LNG 接收站和澄迈 LNG 接收站,洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规22、规划划IV实现 LNG 接收零的突破,年接收能力为 360 万吨,配套建设接卸码头 2 座,最大可停靠 26.7万立方米 LNG 船舶。建设专用输气管线 122 公里,包括一条主干线和一条供气专线,其中主干线全长 121 公里,输气管线设计输气能力 38 亿立方米/年。全省环岛天然气管网尚未成型,东部部分建设滞后,管网缺乏统一规划,管道管径、设计压力参差不齐,省内支干线及支线长度不足、密度过小,难以实现省内资源的调度配置。城市天然气管网密度太小,应急储备设施的储备能力不足,供气的安全可靠性较差。天然气管网公平接入机制尚未建立和用气序列不合理,使得天然气供应安全难以得到有效保障。“十二五”期间,23、海南建设了较大规模油品储备库,用以安全保障的消防能力不足,消防泡沫储备量缺口较大,存在事故隐患。现有输油管道投入使用年限时间较长,管道老化失修,按规定要求的管线保护范围不断被侵占,安全距离过短,存在安全隐患。天然气调峰能力不足,小时(日)调峰能力欠缺。居民、公共服务、分布式能源项目等天然气用户都具有较大的季节调峰需求,由于海南省尚未建设季节调峰设施,调峰能力不足。东南亚市场管网滞后严重,开辟现货集散堆场,辐射富源收拢新马泰等东南亚各国需求与国内供暖周期性困难,调峰周期与库存储备缓解我国南方各省能源与民生发展的急迫供需刚性内循环与国际大循环。1 1.3 3.2 2 项项目目建建设设的的必必要要性24、性1 1)在在“一一带带一一路路”战战略略推推进进中中,能能源源是是其其中中一一个个重重要要支支柱柱。能源合作是“一带一路”建设的重头戏和先行官,具有十分重要的意义。加强保障能源运输通道安全的合作和市场交易平台建设,构建能源资源供需双向安全共同体。加强综合性的产业金融合作和双向投资,实现与“一带一路”沿线国家的互利双赢。2 2)实实现现共共赢赢,达达到到社社会会效效益益及及经经济济效效益益最最佳佳化化本项目的实施,对投资方而言,可使天然气资源得到充分利用,提高经济效益。对东兴市而言,一是一带一路带来能源政策优势;二是为城市提供清洁能源,保证安全稳定供气,从而改善城市的生态、环境条件;三是可以带25、来可观的税收,增加经济实力,并带动其他产业(如运输、服务行业)的发展,本项目的建成运营,可为东兴市带来每年 800 多万的税收;四是可以解决人员就业,为城市建设与发展取得明显的社会效益,本项目的建成运营,可以创造约 140 个工作岗位。由此可见,建设广西东兴市 LNG 罐式集装箱周转中心,可实现共赢,达到社会效益与经济效益最佳化,并可树立良好的社会形象。综上所述,该项目的建设不仅可以作为东兴市保供气源,发挥保障民生的作用,也能促进地方经济发展,对改善当地环境质量有着重要的意思。项目符合国家产业政策和天然气利用政策,项目建设很有必要。洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周26、转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划V1 1.4 4 研研究究范范围围本拟建工程总占地面积1500亩,分期建设,其中一期工程建设1座总水容积135000m3LNG罐式集装箱周转中心(固定 2000 套 45m3LNG 罐箱),同时配备用于租赁和物流以及周转罐箱 1000 套,配套集装箱拖板 1500 个及 LNG 动力重卡车头 1000 辆,实现年 600 万吨 LNG 贸易周转量和运输能力。并在场地内考虑一座 LNG 加气站,以供周转中心自用车辆使用及项目所在地工业园区内用气车辆使用。公用工程及辅助生产设施有综合办公楼、加气站站房、供配电、27、通信、通风空调及与上述各装置和设施相配套的管道设备防腐、总图、运输、建筑、结构等。主要建设内容见表 1.5-1。表 1.5-1洋浦港 LNG 罐箱周转中心既卸货码头项目工程主项表序号主项名称主要内容备注1总图道路、运输、围墙、大门、绿化等2LNG 罐箱区45m3LNG 罐箱 3000 套、龙门吊 30 座、罐区围堰60 座3LNG 加气站站房 1 座,加气机 20 台,加气罩棚 10 座,工艺装置区 5 座4辅助生产设施4.1综合办公楼行政办公及宿舍楼5公用工程5.1给排水生产给水/生活给水系统、消防水系统、清净雨水系统、生活污水和生产污水5.2供配电变电所、UPS 装置等5.3暖通空调、通风28、5.4通信系统行政/调度电话、工业电视监控、安防电视监控系统、周界报警系统、办公局域网、扩音对讲系统、无线对讲、门禁系统5.5消防新建固定消防和移动消防系统6服务性工程7站外配套工程供水、供电、通信由建设方接入到项目界区外 1m,不计入本报告。8泊位码头5 万吨泊位码头装卸货各 1 个及其配套设施设备。9化工储罐30 万吨化工储罐壹个1 1.5 5 遵遵循循的的规规范范及及标标准准1.5.1 遵循的主要法律、法规1)中华人民共和国水法(2016 年修订)(2002 年 10 月 1 日);2)建设工程消防监督管理规定(2012 年修订)(公安部令2009第 106 号);洋洋浦浦港港LNG罐罐29、式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划VI3)中华人民共和国环境保护法(2014 年修订)(中华人民共和国主席令第九号,2015 年 1 月 1 日起施行);4)中华人民共和国水污染防治法(2017 年修改)(中华人民共和国主席令第七十号,2018 年 1 月 1 日起施行);5)中华人民共和国大气污染防治法(2018 年修正)(中华人民共和国主席令第十六号,2018 年 1 月 26 日起施行);6)中华人民共和国环境噪声污染防治法(2018 年修正)(1997 年 3 月 1 日起施行);7)中华人民30、共和国水土保持法(2010 年修订)(中华人民共和国主席令第三十九号,2011 年 3 月 1 日起施行);8)中华人民共和国土地管理法(2004 年修订)(中华人民共和国主席令第二十八号,2004 年 8 月 28 日起施行);9)中华人民共和国清洁生产促进法(2012 年修订)(中华人民共和国主席令第五十四号,2012 年 7 月 1 日起施行);10)建设项目环境保护管理条例(2017 年修订)(2017 年 10 月 1 日);11)中华人民共和国安全生产法(2014 年修改)(国家主席令第七十 号,2002 年11 月 1 日起施行);12)中华人民共和国节约能源法(2016 年修正31、版)(国家主席令第七十七号);13)中华人民共和国消防法(2019 年修正版)(中华人民共和国主席令第二十九号,2009 年 5 月 1 日起实施);14)中华人民共和国电力法(2015 年修正版)(国家主席令第 60 号);15)危险化学品安全管理条例(2013 年修正版)(国务院第 344 号令,2002 年 3月 15 日实施);16)危险化学品建设项目安全许可实施办法(安监总局令第 8 号,2006 年 10 月1 日起施行);17)建设项目职业病危害分类管理办法(2018 修订版)(卫生部令第 49 号);18)建设项目职业卫生审查规定(卫监督发2006375 号);19)危险化学品32、名录(2015 版)(国家安全生产监督管理局等 10 部门公告 2015 年洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划VII第 5 号);20)中华人民共和国海关对出口监管仓库及所存货物的管理办法(中华人民共和国海关总署令 第 133 号)21)中华人民共和国海关总署令(第235号)22)中华人民共和国海关总署令(第243号)23)固定式压力容器安全技术监察规程TSG 21-2016;24)压力管道安全技术监察规程工业管道TSG D0001-2009。25)根据危险化学品目录(2015 33、版),天然气 UN1972、危险化学品序号 2123、CAS 号 8006-14-2)属于危险化学品;26)根据危险货物品名表(GB12268-2012),天然气为第 2.1 类易燃气体;27)根据首批重点监管的危险化学品名录,天然气为首批重点监管的危险化学品;28)依据职业性接触毒物危害程度分级(GBZ230-2010),天然气的危害程度为级(轻度);29)涉及危险化学品、重大危险源:危险化学品安全管理条例、危险化学品重大危险源监督管理暂行规定、危险化学品重大危险源辨识等;30)罐式集装箱的堆存站场:危险货物集装箱港口作业安全规程(JT397-2007)、集装箱港口装卸作业安全规程(GB1134、602-2007)等;31)风险评估:液化天然气(LNG)生产、储存和装运(GB/T 20368-2012)、化工企业定量风险评估导则(AQ/T3046-2013)、危险化学品生产、储存装置个人可接受风险标准和社会可接受风险标准(试行等;32)周边环境:公路安全保护条例、中华人民共和国森林法实施条例等;33)与周边环境防护距离:石油天然气工程设计防火规范(GB50183-2004)、石油化工企业卫生防护距离(SH 3093-1999)等。1 1.5 5.2 2 采采用用的的主主要要标标准准、规规范范1)天然气液化工厂设计标准(GB 51261-2019);2)石油天然气工程设计防火规范(GB 35、50183-2004);3)建筑设计防火规范(2018 年版)(GB 50016-2014);4)液化天然气(LNG)生产、储存和装运(GB/T20368-2012);5)港口危险货物集装箱堆场安全作业规程 GB/T36029-20186)建筑物防雷设计规范 GB50057-20107)给水排水制图标准 GB/T 50106-2010洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划VIII8)建筑给水排水设计规范 GB 50015-2003(2009 年版)9)消防给水及消火栓系统技术规范 G36、B50974-201410)室外给水设计规范 GB 50013-200611)室外排水设计规范 GB 50014-2006(2016 年版)12)建筑灭火器配置设计规范 GB 50140-200513)爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058-201414)工业建筑供暖通风与空气调节设计规范GB 50019-201515)工业电视系统工程设计规范 GB 50115-200916)安全防范工程技术规范 GB 50348-200417)有线电视系统工程技术规范 GB50200-199418)低压配电设计规范 GB50054-201119)供配电系统设计规范 GB50052-200920)37、通用用电设备配电设计规范 GB50055-201121)建筑照明设计标准 GB 50034-201322)电力工程电缆设计规范 GB50217-200723)石油化工静电接地设计规范 SH3097-201724)建筑抗震设计规范 GB50011-201025)建筑地基基础设计规范 GB50007-201126)建筑结构荷载规范 GB50009-201227)砌体结构设计规范 GB50003-201128)混凝土结构设计规范 GB50010-201029)混凝土结构耐久性设计规范 GB/T 50476-200830)建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-200831)建筑地基处理技术规范 J38、GJ79-201232)石油化工仪表供电设计规范 SH/T 3082-200333)石油化工仪表接地设计规范 SH/T 3081-200334)石油化工仪表管道线路设计规范 SH/T 3019-201635)建筑施工场界环境噪声排放标准 GB 12523-201136)工业企业厂界环境噪声排放标准 GB 12348-200837)危险货物集装箱港口作业安全规程 JT397-2007。1 1.6 6 项项目目概概况况1 1.7 7.1 1 目目标标市市场场洋浦港 LNG 罐式集装箱及油气周转中心既卸货码头项目,旨在海南省洋浦港建立辐射海洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周39、周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划IX南、两广、福建、东南亚、云贵川、江浙沪、沿海及环渤海 LNG 油气新能源供给中转通途。依托外贸供应海路优势、海南国际自贸港免税优势、以及市场 LNG 能源需求市场的迫切刚需,节省货源成本、降低流通环节、贯通供给应需产业链与金融链。缓解管线输气压力不足以及用气高峰的调控,储藏储备中国经济粤港澳大湾区经济发展的紧迫需求,供给辐射市场并为我国十四五规划奠定海南自贸国际港发挥积极战略作用。1 1.7 7.2 2 建建设设规规模模项目总用地面积 1500 亩,分期建设,其中一期用地面积约 500 亩,拟建 1 40、座总水容积135000m3LNG 罐式集装箱周转中心(固定 2000 套 45m3LNG 罐箱),同时配备用于租赁和物流以及周转罐箱 1000 套,配套集装箱拖板 1500 个及 LNG 动力重卡车头 1000 辆,实现年 600万吨 LNG 贸易周转量和运输能力。并在场地内考虑一座 LNG 加气站,以供周转中心自用车辆使用及项目所在地工业园区内用气车辆使用。公用工程及辅助生产设施有综合办公楼、加气站站房、供配电、通信、通风空调及与上述各装置和设施相配套的管道设备防腐、总图、运输、建筑、结构等。自建装卸货泊位码头,实现货物出海、海运通途新“丝绸之路”,确立海南国际自贸港国际地位的彰显!并在未来41、新能源氢能出口方面建立宏伟蓝图。1 1.7 7.3 3 技技术术路路线线LNG 周转中心的主要功能是 LNG 储存、外运及 LNG 加气站。1)本工程采用 LNG 罐式集装箱,可以将零下 162的低温 LNG 保存 90-120 天不放散,满足长途运输和长期储存需求。国内有多家国企/民营制造厂家,拥有 10 多年的制造历史,技术成熟可靠。2)加气站气源采用周转中心 LNG 罐箱,气源灵活,节约成本。3)合理使用地方材料,建(构)筑物施工所需的主要材料充分利用地方材料,以节约成本,缩短施工周期;4)本项目的建设将以国内自由工艺技术和国产化设备为依托,力争实现 LNG 装备国产化;5)周转中心建成42、后,将是一座工艺设备技术成熟、可靠,“三废”排放达到环保标准要求的现代化储备周转中心。1.7.4 罐箱模式储配中心既装卸货码头简介1 1.7 7.4 4.1 1、L LN NG G 罐罐箱箱罐箱是罐式集装箱的简称,英文名为 ISO Tank Container,是一种既符合国际标准,又满足国内监管要求的多用途储运工具。LNG 罐箱采用双层内胆的保冷模式,可以将零下162的低温 LNG 保存 30-120 天不放散,满足长途运输和长期储存需求。国内有多家国企/洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专43、项项规规划划X民营制造厂家,拥有 10 多年的制造历史,技术成熟可靠。洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XI图 1.7-1 各种规格尺寸的空罐式集装箱洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XII1 1.7 7.4 4.2 2 罐罐箱箱模模式式的的储储配配中中心心储储配配和和供供应应体体系系建设罐箱模式的天然气调峰储配中心,就是将罐箱作为 LNG 通用的运输、储存和配送工44、具,取代传统的 LNG 槽车、大型固定式储罐和终端客户现场的日用罐,建设一种轻量化、更灵活、更高效的 LNG 储配和供应体系。图 1.7-2 基于罐箱的 LNG 储备和供应体系运输环节:LNG 罐箱可以通过集装箱拖车在陆地上使用,也可以作为标准集装箱通过铁路和集装箱船舶进行公、铁、水多式联运。储存环节:直接将 LNG 罐箱在堆场进行堆存实现储备功能,储备量根据市场规模从几个到几千个灵活增减,简单便捷。配送环节:采取换罐模式,直接给下游客户配送重罐取回空罐,避免现场充装,在提高效率的同时,降低操作风险,同时减少对客户日常业务的影响。在旺季需要满足快速调峰和供应需求时,比起槽车现场充装可以极大的提45、高供应效率。1 1.7 7.4 4.3 3 罐罐箱箱储储配配中中心心的的综综合合性性功功能能罐箱储配中心不仅仅是一个单纯的储备中心,而是成为了罐箱模式供应体系的核心枢纽,其承担的功能包括:1、储备:保证服务区域的供应,根据需要的保证天数设定日存储量。所需最低数量的罐箱包括在途运输和在场站堆存的总和;2、配送:根据客户日需求计划,实现 JIT 的配送,在合理的运输半径内,配送时间不超过一小时;3、分装销售:分装到杜瓦瓶等更小容器,然后再进行配送,以满足特定客户的需求;4、检查/维保:检查在指定区域内运行的槽车的安全性,确保槽车不会带着运输过程中新产生的不安全状态,进入城市,带来安全隐患甚至导致事46、故。质检、安监、交通、消防等政府监管部门统一入驻中心,对罐箱、车辆等设备设施进行集中服务和管理,有利于集中管控危险源,提高安全运行水平。同时储配中还可以集中维护保养罐箱和槽车等为新品运输设施。1 1.7 7.4 4.4 4 罐罐箱箱储储配配中中心心的的信信息息化化系系统统洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XIII罐箱储配中心全程采用信息化管理,综合而言包括两张网:用于内部安全监控和物流调度的物联网;用于外部客户服务和物流跟踪的互联网(含手机 APP)。1、物联网其中物联网部分用于47、提高整个储配体系的管理效率和安全性,提供的功能包括罐箱定位跟踪,调度/计划管理,货物状态实时监控,实现对货物流量和流向的科学监控。图 1.7-3 互联网安全监控和调度系统2、互联网其中互联网部分为提升储配中心运营商对资产的运营效率、客户服务质量和服务渠道,包括 PC 电脑端,手机 APP 端等。图 1.7-4 多终端的互联网管理和服务平台3、人工智能堆场采用人工智能吊车、拖车以及物联网管理体系,并在运营中建立大数据结算金融中洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XIV心、陆海江河自动48、驾驶配送,完成大宗现货订购网上到需求一站式一条龙功能,准确构筑未来物联网商业底墒基地。1 1.7 7.5 5、化化工工储储罐罐补充 LNG 淡季堆场生意的不足,促使油气堆场接受与储罐发挥海南国际自贸港的独特作用。1 1.7 7.6 6。1 1、L LN NG G 储储罐罐功功能能的的更更新新专专利利采用双壁合笼设计专利,使本 LNG 罐箱在 LNG 与氢能之间互换储能,便于运输流通。1 1.7 7.6 6.2 2、发发展展罐罐箱箱储储配配中中心心的的意意义义建设罐箱模式多功能调峰储配中心可取代传统的单一功能固定罐模式储气设施,在当前的能源环境和形势下,发展罐箱储配中心具有重要意义:1)投资少:49、同等储备能力前提下,罐箱模式可节约三分之一的成本;2)投产快:不计算审批时间的情况下,最快 6 个月可投产;3)更安全:罐箱储配中心为可移动设施,遇天灾人祸可迅速转移;4)更灵活:储备能力根据市场需求可增可减,淡季可降低储存量削减成本,旺季增加储存量保障供应,按需储存,灵活可控;5)多功能:传统的固定罐储气设施作为一个大型固定资产是政府和企业的成本中心,而罐箱储配中心则可以完整参与“运、储、配、销”全业务流程,盘活了资产,成为企业的利润中心,降低政府和企业负担;6)来源广泛:在冬季用气高峰现有资源难以保障时,罐箱可直接从海外进口,保障能力更强。1 1.7 7.6 6.卸卸货货泊泊位位码码头头简50、简介介本项目卸货泊位码头解决堆场货源卸货需求,以使国外进货顺利、便捷、安全、标准,促进堆场功能有效发挥中转作用。本项目泊位码头初步规划 5 万吨卸货码头装卸货各 1 个,功能设置为进货、出货分开便于管理以及提高堆场利用效率的中转作用最大化利用的综合效应凸显实现。泊位码头使堆场中转作用点线贯通,直达东南亚、日韩朝鲜、内河内江、东海黄海渤海周边,穿起国外与国内的能源中转命脉枢纽,使海南在建立全球最大国际自贸港加快步伐。泊位码头建设如下图洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XV洋洋浦浦港51、港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XVI洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XVII1 1.7 7.6 6 投投资资和和财财务务分分析析1)本项目总投资为 198900 万元,其中建设投资 10253.88 万元,建设利息 6795.7 万元,流动资金 6795.7 万元。1 1.7 7.7 7 主主要要技技术术经经济济指指标标表 1.7-1主要技术经济指标表序号项目名称单位数52、量备注一建设规模m3135000二产品产量及质量1LNG 与化工储罐周转量104t/a600温度-162压力MPa0.83三水、电力、燃料气消耗量1水m3/a32300正常年2电104kWh570.2正常年四定员人100五工程占地面积亩500一期六项目总投资(含全部流动资金)万元1989001989006.1建设投资万元177762.11177762.116.2建设期利息万元6795.76795.76.3流动资金万元14341.2714341.276.4营业收入(含税)万元668789.593 年使用期平均6.5总成本费用万元198900.003 年使用期综合6.6利润总额万元46988.5953、3 年使用期平均6.7毛利润万元46988.593 年使用期平均6.8净利润万元30542.58年均利润6.9投资回收周期年/%6 年收益率 16.66%二二.洋洋浦浦港港 L LN NG G 罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既卸卸货货码码头头项项目目流流程程规规划划表表制表单位中麦石化江苏有限公司办理事项执行单位负责人/参与人员执行时间考核洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XVIII专项规划中麦石化江苏有限公司中石油管道局天津设计院刘君、张丹、陈良、孙洁20 年 12 月54、21 年 12 月项目单位中麦石化江苏有限公司刘君项目新公司注册中麦石化江苏有限公司施耐宝(海南)新能源集团有限公司刘君陈胜清投资合作协议签署 7 日内项目启动资金到账新公司待定新公司注册 7日项目可行性研究报告中石油管道局天津设计院新公司与之签署委托合同中麦石化江苏有限公司签约 15 日之内项目立项施耐宝(海南)新能源集团有限公司陈胜清可研报告拿到60 内之内、争取 30 日内项目征地新公司施耐宝(海南)新能源集团有限公司项 目 立 项 后30-60 日内与项目施工单位签署施工合同依照项目要求竞标或定标新公司项 目 立 项 后30-60 日内21 年 5 月项目建设周期待定施工合同签署日 655、 月内21年10月1日营业项目罐箱采购商洽新公司协助单位中麦石化江苏有限公司项目立项后-项目施工前21 年 1 月-3月项目罐箱采购采购新公司协助单位中麦石化江项目立项后-项目施工验收21 年 4 月-8月洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XIX苏有限公司项目营销新公司协助单位中麦石化江苏有限公司全程项目验收相关政府消防、安监、环保等政府部门施工单位新公司项 目 完 工 后3-7 日21 年 9 月项目监理单位项目法律顾问单位项目保险单位项 目 竞 标/定标委托单位其他事项三三.56、洋洋浦浦港港 L LN NG G 罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既卸卸货货码码头头项项目目运运营营(营营销销)规规划划表表制表单位中麦石化江苏有限公司源头进货渠道产 品 类别目标客户堆 场 使用罐箱租赁/以租代买/转租代买人员规划其他事项俄罗斯、卡基科斯塔、吉 尔 吉 斯他乌 兹 别 斯塔、阿尔吉LNGLPG其 他 单 体汽化产品其 他 适 于已 经 在 陆续 商 洽 签约中,3-5家 10 万吨/、年单,即将签约。堆 场 付 费租赁,预约签约。堆 场 投 入使 用 可 以满 足 使 用罐 箱 付 费租赁,预约签约。堆 场 投 入使 用 可 以满 足 使 用设 立 海 外渠 道 事 业57、部,10 人内。并 与 相 关生 产 厂 家签 署 长 期合作协议。洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XX斯坦科威特伊朗尼日利亚委内瑞拉美国沙特伊拉克液 化 运 输产品签 约 结 算约 定 买 家开 证 或 预付款订货。需求。需求。中国国内市场海 南、两广、福建周边辐射堆 场 中 转租 赁 付 费使用,可以增 加 堆 场投 资 回 收周 期 按 照预 定 计 划实施。罐 箱 中 转租 赁 付 费使用,可以增 加 堆 场投 资 回 收周 期 按 照预 定 计 划实施。设 立 国 内58、市场部,30人内。并 与 相 关生 产 厂 家签 署 长 期合作协议。云贵川内河西南两湖内陆扩张江浙沪华南布局鲁 冀 东 三省环 渤 海 海运东南亚日韩马来西亚西 南 沿 海直 达 东 南亚,缓解东南 亚 市 场气源需求。付 费 租 赁堆场使用,扩 大 堆 场国 外 用 户使 用 加 快资 金 投 资回收周期。设 立 东 南亚事业部,5 人内。并 与 相 关生 产 厂 家签 署 长 期合作协议。新加坡泰国老挝越 南 柬 埔寨其他其 他 内 陆市场待定其 他 外 域市场待定四四.洋洋浦浦港港 L LN NG G 罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既卸卸货货码码头头项项目目资资金金规规划划表表59、(一一期期)洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱油油气气新新能能源源周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXI制表单位:中麦石化江苏有限公司投资总额总投资为 198900 万元,其中建设投资 10253.88 万元,建设利息 6795.7 万元,流动资金 6795.7 万元。主要内容需求资金(预估)使用时间备注签署项目合作合同、成立项目公司0.1 亿元21 年 1-3 月项目可行性研究报告项目专家方案论证项目罐箱集装箱筛选项目竞标定标项目发改委立项项目选地、征地4.75 亿元21 年 3 月项目环境安全评估报告项目能源消耗评价报告项目危60、险化学品储藏评价报告项目消防安全评价报告。罐箱集装箱费用12.00 亿元堆场工程施工费用码头及其设施施工1.2 亿元洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXIIXXII五五.L LN NG G 罐罐箱箱运运输输经经济济性性分分析析LNG 罐箱运输是一种包装运输方式,将 LNG 充装在可移动式罐柜(亦称“罐箱”)中,通过船舶运输、公路/铁路运输,实现“一罐到底”多式联运。作为一种新兴的运输模式,LNG 罐箱运输技术可行,将成为传统散装运输的有效补充,可将 LNG 运输至管网覆盖不到的地区,并保障 LNG61、 的稳定持续供应,从而促进 LNG 运输模式的升级。但在 LNG 罐箱运输的发展过程中,受其运输模式、经济性、市场配套等方面的制约,呈现出一种“雷声大、雨点小”的发展局面,如何有效地解决,将会是 LNG 罐箱运输能否壮大发展的重要因素。一一、L LN NG G 罐罐箱箱特特点点LNG 罐箱作为一种带有隔热层的冷藏液态特种压力容器设备,主要由罐体和框架构成,即是 LNG 包装运输的载体,亦可作为储存设施。LNG 罐箱的生产制造技术业已成熟,国内企业生产制造的罐箱 BOR(自然蒸发率)最低可达 0.05%,无损保冷储存时间约 100-180 天。LNG 罐箱多式联运具有如下特点和意义:(1)“门对62、门、一罐到底”的多式联运模式,LNG 中途无须换装,覆盖面广,扩大 LNG的运输辐射范围。(2)使用集装箱船运输,装卸港无需建设专门的 LNG 接收站,运输机动性强。(3)对管道难以铺设的岛屿、山区和偏远地区,实现虚拟管网功能。(4)初始投资小,准入门槛低,可吸引更多的公司进入 LNG 行业。(5)LNG 供应多样化,开拓 LNG 液态销售新渠道。集装箱运输船作为 LNG 罐箱的水上运输载体,可采用混装运输和专船运输两种方式。混装运输指选择具备危化品适装证书的集装箱船进行班轮运输,该运输方式可配套固定的运输航线和挂靠港口,但装载的 LNG 罐箱数量有限。专船运输是指使用改造或新建专用船舶进行L63、NG 罐箱专船运输,改造船舶可选择平板驳船和普通集装箱船,新建船舶则可根据配套项目情况进行最优化设计。二二、业业务务分分析析(一)经经济济性性分分析析LNG 罐箱的运输经济性,是 LNG 罐箱多式联运能否被广泛应用的重要因素。因 LNG 罐箱洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXIIIXXIII混装水路运输的运量有限,且运输时间受航线上的挂靠港口影响较大,故在进行经济性分析时,混装运输不具有普遍的参考价值,故将以专船运输方式进行 LNG 罐箱运输经济性分析。LNG 罐箱的运输成本主要由船运成本(含装64、卸费)、公路运输成本、堆场成本、罐箱成本等方面组成。为统一测算分析口径,根据市场价格调研结果,公路运输成本定为 200-300元/吨,堆场成本定为 50-65 元/吨,罐箱成本定为 430-643 元/吨。三种不同水运专船运输的经济性分析如下。1、改造船舶专船运输目前市场上可供进行改造的船舶大多为甲板驳船,改造后可装载 50-120 个 40 英尺 LNG 罐箱。以某一船型为例,改造之后可以装载 80 个 LNG 罐箱。在罐箱准备上,按照卸箱作业时即收取上一航次的空箱返回进行运营考虑,按照 2-3 倍进行罐箱周转,则需要准备 160-240 个罐箱。单个罐箱的 LNG 装载量为 17.5 吨,65、每航次 80 个罐箱,即每航次运量为 1400 吨/航次。以每航次的往返时间为 15 天,重箱出、空箱回的运营模式进行测算,可得 LNG 罐箱的运输成本为 1010-1908 元/吨。2、现有集装箱船专船运输选取市场上的 4 万吨级集装箱运输船进行测算,其可装载290-330 个 40 英尺 LNG 罐箱。以每航次的往返时间为 15 天,重箱出、空箱回的运营模式进行测算,可得 LNG 罐箱的运输成本为 1150-2038 元/吨。3、新建船舶专船运输以某型可在主甲板上承载 380 个 40 英尺 LNG 罐箱的专用 LNG罐箱甲板运输船为例,新建专用船舶约需 2 亿元。以每航次的往返时间为 166、5 天,重箱出、空箱回的运营模式进行测算,可得 LNG 罐箱的运输成本为 1415-1778 元/吨。上述不同模式的 LNG 罐箱运输经济性分析,均为在一定的假设条件下进行测算,并不是要对比出哪一种运输模式更为优异,不同的运输船型、船舶运费的市场价格波动、航线、单次运量、罐箱周转利用率等均会对 LNG 罐箱运输经济性产生重大的影响。只有结合具体项目的详细情况和条件,才能筛选对比出最为经济性的运输模式。(二)潜潜在在市市场场分分析析1、季节性不均衡的调整,南气北运随着国家天然气产供储销体系的建设和完善,行业政策红利释放,全国天然气消费总量激增。由于国产气和进口管道气都曾经遇到冬季瓶颈,进口 LN67、G 成为冬季的主要依靠力量,而 LNG 货源表现为“南富北乏”的状态。在北方的供暖地区,冬季调峰时段的天然气供需矛盾十分紧张。在北方供暖季,可通过 LNG 罐箱多式联洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXIVXXIV运,将南方的 LNG 运送至北方,以解决天然气南北市场供需不平衡的现象。2、LNG 资源延伸到内陆,海气西走长江沿岸的湖南、湖北、江西和安徽等地冬季调峰大,管道气供应覆盖面有限,且沿江 LNG 接收站处于建造中或规划状态,LNG 进江散装运输尚未真正实施。可充分发挥 LNG 罐箱的特性,68、利用 LNG 物贸体系,实现 LNG 包装进江运输,在长江沿岸地区建设 LNG 罐箱堆场作为集散中心,并配套上集卡车的公路运输,以解决地区供应失衡和季节供应失衡的问题。3、发挥储气调峰功能,作为储存设施LNG 罐箱拥有储运一体的特性,除了作为包装运送的载体,亦可作为 LNG 存储设施。一个 40 英尺的 LNG 罐箱大约可供 3、4 万户居民一天所需的生活用气。可在拥有天然气管网的城乡周边,可建造 LNG 罐箱调峰站,利用罐箱较长保冷时间的特性,提前进行储存准备,以作为管道气需要调峰时的备用气源。另,可在管网尚未能覆盖的地区,利用 LNG 罐箱建造卫星储气站,或作为点供临时储气设备使用,并同时69、配备气化装置,从而形成稳定的天然气供应链。4、LNG 对外出口的新渠道通过 LNG 罐箱实现对外出口,作为 LNG 贸易新模式,未来的发展前景具有想象空间。2019 年 12 月,中海油成功实现 LNG 罐箱水路对外出口,从广西防城港运抵柬埔寨西哈努克港。如以海南为 LNG 罐箱集散基地,向南亚地区出口,如柬埔寨、泰国、越南、缅甸等,具有区域优势,市场前景广阔。对 LNG 产业链感兴趣的朋友,欢迎添加微信深度交流。申请“能源情报 LNG 供需”微信社群,请私信告知详细信息+附上名片,核实后合适则邀请。(三三)制制约约条条件件(1)经济性。相比传统的 LNG 散装运输,LNG 罐箱运输较难形成规70、模,运输成本较高,压制了欠发达地区的天然气使用热情,限制 LNG 罐箱的应用发展。(2)装卸码头和堆场的资质。开展 LNG 罐箱运输,装卸 LNG 罐箱的两端集装箱码头需具有 2.1 类危化品作业资质,堆场亦需具有 2.1 类危险品堆积资质,但目前国内拥有该类资质的码头和堆场数量较少,缩减了 LNG 罐箱应用的覆盖面。(3)标准化。当前,国内外市场上 LNG 罐箱的标准和性能指标不一,限制了 LNG 罐箱多式联运的规模化、一体化发展要求。(4)多式联运的衔接。水路、公路、铁路运输衔接不畅,运输标准缺失和不统一,亦是洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项71、项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXVXXV严重制约了 LNG 罐箱的发展。(四四)发发展展建建议议(1)打造 LNG 罐箱的水路、公路、铁路综合物流体系,实现“南气北运”、“海气西运”,开辟新的 LNG 液态销售市场。(2)将国际货物资源与国内终端客户以多式联运的模式进行联通,实现有效益的规模运输。(3)提升 LNG 罐箱周转率。罐箱周转率是业务发展的关键因素,罐箱数量、目标市场货物需求量、船舶运输等互相配套,最大化地加快 LNG 罐箱的周转。提升罐箱周转率,才能有效降低 LNG 的运储成本,盘活整个业务链条。(4)推进 LNG 罐箱运输的数字化应用。可通过无线传输技术,对72、 LNG 罐箱在船舶、卡车、火车、堆场等多式联运过程中,进行实时追踪、监测和相关信息的采集,从而实现 LNG 罐箱的数字化、智慧化商业运营。(5)LNG 罐箱业务链条的各参与方,如科研院所、罐箱制造、水路运输、公路运输、终端客户等,共同完善多式联运各环节中的行业技术标准,形成合力突破技术发展的瓶颈问题,从而实现标准统一、协同发展。(6)建议国家加大对 LNG 罐箱的扶持力度,对罐箱运输船关键设备的进口、罐箱的制造和租赁、集卡车运输等,给予免、退税、补贴等扶持政策。(7)建议各级地方政府、主管部门进一步完善 LNG 罐箱堆场储存、码头装卸、公路运输、铁路运输、水路运输等审批和标准规范,打通政策性73、瓶颈,鼓励支持企业先行先试,从而推动 LNG 罐箱业务的发展。三、结束语LNG 罐箱是解决天然气管网覆盖不足、季节及地区间供需不平衡的重要途径,也是传统 LNG 散装运输模式的补充。建设具有我国特色的 LNG 罐箱储运体系,持续性地进行技术创新和商务模式创新,有效消除 LNG 罐箱发展的制约和瓶颈问题,降低运输成本,规模化、标准化、数字化地进行应用,对国内天然气互联互通的实现具有重要的意义。六六.L LN NG G 罐罐箱箱整整船船运运输输所所面面临临的的问问题题及及其其解解决决方方案案洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报74、报告告专专项项规规划划XXVIXXVI面对日益严苛的排放标准,新能源的利用越来越广泛。液化天然气(LNG)以其热值高、燃烧产物对环境污染少等优势逐渐成为绿色能源的首选,伴随而来是国内 LNG 市场迅猛增长。据统计,2015 年国内 LNG 市场消费量 1076 万吨,较 2014 年增长 37.56%。LNG 的下游消费市场主要分布于工业用(41.26%)、车船用(36.30%)、城市燃气用(17.25%)及发电用(5.19%)。(2017 年进口 LNG 就达到近 3900 万吨,发电用比例上升,以上数据略显陈旧。2014年、2015 年是国内天然气消费增速放缓的月份,2016 年起再次进入75、高速增长轨道。编者)洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXVIIXXVII然而,由于 LNG 产业高昂的固定投资成本所造成的行业壁垒,催生了国有资本在行业内的垄断地位,限制了市场的自由竞争和竞价机制的形成,同时也制约了市场规模的快速增长。而 L LN NG G 罐罐式式集集装装箱箱(以以下下简简称称“罐罐箱箱”)整整船船运运输输所具备的灵活、低成本及标准化等特点,使其在降低行业门槛消除垄断、拓展 LNG 中小型用户、促进资源的充分利用等方面具有其他运输方式不可比拟的优势。部分国内外科研机构及企业在 76、LNG 罐箱运输方面已经有一定的试验及实例应用。但 LNG 罐箱整船运输主要受到公约、标准及行业认识等几方面的限制,使其未能得到有效应用和大规模发展。为此,本文将从安全控制体系相关限制要求出发,分析 LNG 罐箱整船运输过程中所遇到的关键技术问题,探讨相关应对措施和解决方案。1 1 L LN NG G 罐罐箱箱运运输输现现状状1 1.1 1 国国外外应应用用目目前前,L LN NG G 罐罐箱箱整整船船运运输输在在北北美美及及欧欧洲洲地地区区已已经经得得到到了了实实际际应应用用。在在美美国国,C Cl le ea an n E En ne er rg gy yF Fu ue el ls s 公77、公司司通过传统的集装箱船装载 LNG 罐箱,从美国西海岸运抵欧胡岛(夏威夷群岛的主岛)。每每个个 I IS SO O 罐罐箱箱装装有有大大约约 3 38 8 m m3 3 的的 L LN NG G,这些 LNG 将通过可移动的气化装置再气化后注入到夏威夷气体公司的供气管道;佛佛罗罗里里达达州州的的 C Ca ar ri ib b 能能源源公公司司将 LNG 预装在 ISO 罐箱中,通过该公司设计的一种可载运 100 多个 LNG 罐箱的船舶,从美国的东南沿海通过水路运往百慕大群岛、加勒比海地区,罐箱通过集装箱港口装卸,然后通过卡车、铁路和驳船等多式联运送到小型气化站。在在葡葡萄萄牙牙,S So78、 ou us sa a 集集团团于 2014 年 3 月将首批 40 ft(12.192 m)LNG 罐箱在锡尼什港充装 LNG,并于一周内运输到 1 900 km 之外的马德拉岛上卫星储备气化站,供给岛上的燃气电厂。装运时,LNG 罐箱与其他低温罐箱混装并叠加在运输船上。根据罐内 LNG 液体温度压力的不同,现场每只罐箱的签收记录表记载的 LNG 冷液不排放时间从 8990 天不等。2014 年 12 月 18 日,在历经 9 个多月顺利运行后,成功突破 1000 箱充装记录。在在北北欧欧,挪挪威威 L Li iq qu ui il li in ne e 公公司司是最早使用罐箱运输 LNG 79、的。该公司于 2010 年 9 月通过滚装洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXVIIIXXVIII船装载 40 ft 罐箱,从挪威运往丹麦;2013 年 7 月通过集装箱船装载 LNG 罐箱,从英国运往瑞典;2014 年 6 月与 LNG America 公司合作,从西雅图和塔科马市港口,使用 ISO罐箱运输 LNG 到夏威夷和阿拉斯加。1 1.2 2 国国内内试试点点虽然国内 LNG 罐箱整船运输还没有实际应用,但国内相关部门及单位已在积极参与LNG 罐箱整船运输的筹备工作,并已进行了两次海上运80、输试验。1 1.2 2.1 1 第第一一次次试试验验2006 年,交交通通部部科科学学研研究究院院受中中海海石石油油广广东东液液化化天天然然气气公公司司委托,开展 LNG 罐箱满罐运输和空罐运输的安全评估试验。满满罐罐运运输输路路线线为为:LNG 罐箱在广西涠洲岛完成充装,经滚装船运输到广西北海,然后经公路运输到广州黄埔新港码头并直接吊装上船,经水路运输到上海军工路码头并直接卸船,最后经公路运输到达浙江海宁进行卸液(如图 1 所示);空罐运输则按原路线返回。根据文献得知,LNG 罐箱在水路运输过程中,罐内压力缓慢增长,但仍处于安全范围内(低于 0.74 MPa),故罐体未出现损坏、腐蚀、变形等81、现象。洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXIXXXIX1 1.2 2.2 2 第第二二次次试试验验2012 年,大连海事大学、江苏海事局、海南海事局、南通海事局、洋浦海事局、海南中油深南石油技术开发有限公司、石家庄安瑞科气体机械有限公司和大连因泰集团有限公司组成 LNG 联合研究项目组,开展了 LNG 罐箱水路运输试验。同年 4 月 13 日,两个 LNG 罐箱从南通集装箱码头,吊装进集装箱船“金银达 2”号上。4 月 17 日,该船在东莞虎门港成功卸下 LNG 罐箱。目前,大连因泰集团仍在开展 82、LNG 罐箱海运试验研究,每周从海口装载 40 ft 标准罐箱,通过海运至虎门港口,再经公路运至东莞工厂。自那次试验之后,在大连海事大学课题组的主持下,由东莞到海口的实船试验运输从2013 年 11 月至 2014 年 8 月共完成约 30 个航次,共运输 LNG 罐箱 300 个左右。此项运输试验取得圆满成功,后续试验航次还在进行中,目前已基本形成常态。洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXXXXX在工业制造方面,2002 年 10 月,张张家家港港中中集集圣圣达达因因低低温温装装备备有有限限公公83、司司制造出我国第一台高真空多层绝热 LNG 罐箱,并进行了堆码试验,纵向/横向栓固试验,传递、吊顶及撞击试验,试验结果获得中国船级社、法国船级社及英国船级社的检验认可。2 2 L LN NG G 罐罐箱箱运运输输的的优优势势目目前前,天天然然气气水水上上运运输输方方式式主主要要有有 L LN NG G 运运输输船船、天天然然气气海海底底管管道道以以及及 L LN NG G 罐罐箱箱运运输输三三种种。其中,LNG 运输船和天然气海底管道均具有投资巨大、建设周期长、维护成本高和地域性限制等问题,而 LNG 罐箱运输则具有多式联运、促进市场自由化以及资源被充分利用等优势。2 2.1 1 多多式式联联84、运运LNG 罐箱就是把储罐安装固定在标准集装箱外部框架上,其产品设计、制造和认证标准同集装箱一样,具有全球统一的标准,至少满足近 20 个国际、国家或地区规范的相关要求。它在起吊、堆存、运输时也同集装箱一样便利,可实现公路、铁路、水运之间无中间环节的便利国际联运模式,无需换装设备,也无需准备 LNG 槽车或运输船,更不必兴建大型接收装置,可利用现有的集装箱码头。海港卸货后,罐箱被直接运送至客户终端现场,并可以在现场停留数日等待使用。通过多式联运,LNG 罐箱实现了“一罐到底”和“门到门”运输,可满足偏远地区、山区、岛屿等区域的能源需求。同时,LNG 罐箱多式联运对于国家所倡导的分布式能源供给有85、着非常重要的促进作用,搭建了分布式能源从理想概念到具体实现的中间桥梁。2 2.2 2 打打破破垄垄断断,促促进进市市场场自自由由化化2 2.2 2.1 1 市市场场垄垄断断的的成成因因当前国内进口天然气运输方式为 LNG 运输船及天然气管道两种。其中,通过 LNG 运输船运输,需建立大型液化站、接收站、气化站、码头、LNG 专运船和二级分销系统等设施,一般的投资额度都以百亿甚至千亿计算,存在初期投资高,风险难以承受,建设周期长(通常为 56 年),需要数个乃至数十个专业的管理和营运单位为之服务,以及占地面积大且选洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项86、目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXXIXXXI址困难。通过天然气管道运输同样也存在上述问题,并且仅适用于管道源头及沿线附近天然气资源丰富的区域;此外,在终端需要通过二级管网或槽车进行分销。所以,LNG 运输船及天然气管道运输均需要国家的战略性投资,并且通常由国有大型石油公司主要控股,并由其承担关键环节的管理和营运。普通中小型企业若想从国外进口天然气必须租用相关设施,且存在窗口期和最低货量要求,还需要定期与国有大型石油公司进行协商,难以形成稳定的供应链。这必然导致国有大型石油公司的垄断地位的形成,不仅制约中小企业发展,同时也造成巨额资源的低效利用。2 2.2 2.2 2 打打破87、破垄垄断断如果采取 LNG 罐箱进行运输,理理论论上上可可以以直直接接利利用用现现有有的的集集装装箱箱船船,而而不不用用新新建建或或者者租租用用 L LN NG G 专专用用运运输输船船。目前,建造一艘 LNG 船的费用在 10 亿元人民币以上,在市场上租用一艘 LNG 运输船的费用约 10 万美元/天。同时,LNG 集装箱运输也无需建设专用的LNG 码头、接收站及二级分销系统,可以利用现有集装箱码头卸货,然后通过集装箱车辆直接运输到用户。据 2014 年 LNG 贸易价格估算,如果 LNG 罐箱得到规模化应用,亚洲从北美进口 LNG 的到岸成本将降至 10 美元,比目前亚洲地区 15 美元的88、 LNG 长期协议价格大幅降低,整体成本下降 1/3。9.浅析 LNG 罐箱最后“一公里”中的难题和解决方法LNG 罐箱和一罐到底的概念做为新生事物在行内的出现,给行业增添了一个参与的主体,增添了市场活力和竞争主体。能够拿到国外相对便宜的现货 LNG,对市场和行业而言是个好事情。现在依据市场和其本身的一些特点粗糙地分析希望能起到抛砖引玉之目的。一一、罐罐箱箱运运营营过过程程中中实实际际操操作作问问题题1 1、L LN NG G 罐罐箱箱是伴随一罐到底的概念一起诞生的,主要目的是从国外 LNG 产地通过海陆多式联运一直到达最终端用户,沿着这思路尝试分析一下运营过程中会出现的问题,(国外环节先不于89、讨洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXXIIXXXII论)整个运营过程中装卸吊装操作问题,一个空罐和重罐的重量在 12 吨到 30 吨之间 在港口码头或罐箱集散堆场装卸罐箱不是问题。但在终端用户都配备吊车或龙门吊类的大型吊装装置显然不现实,也有在运输罐箱的平板车辆上安装液压装置完成装卸作业的想法,但是目前来看这想法也是个概念短期内不好实现。一个重罐从港口堆场吊装上平板车终端用户场地卸入终端用户的 LNG 储罐完成 LNG 卸车作业后空罐返回。这种模式就需要在建设 LNG 罐箱堆场作为罐箱的集散地。90、2 2、空空罐罐返返回回时时罐罐内内不不能能剩剩余余 L LN NG G 的的要要求求一个罐箱从国外到国内、国内再到国外整个一个完整运营闭环内,空罐返回这个环节的要求一定是罐箱内没有剩余 LNG 的,而现实中终端用户储罐大小和储罐内剩余 LNG 多少以及罐箱称重等因素会直接影响到这个环节的,也就是说行业现状使然要达到空罐返回这个工作要求则需要较高的罐箱管理难度以及贸易结算等问题。但是如果每个罐箱都是直接卸入储槽那么在保证每个罐箱都是空罐返回和贸易结算问题上就就相对简单容易的多了。3 3、空空罐罐返返回回国国外外数数量量批批次次要要求求空罐返回一定是批次性地上船海运返回国外 LNG 产地。而直接91、面对终端的话,这个要求就不容易实现。但是罐箱进储槽的话也这一点就不存在问题了4 4、罐罐箱箱管管理理预预冷冷问问题题每个 LNG 容器都存在冲装时预冷的问题。一个罐箱从装船到终端整个运营一个完整周期的时间相对较长,所以每个空罐返回到国外后,如果在终端或各种原因情况下没有及时运回那么很容易造成罐箱没有预冷直接冲装而造成的安全问题。二二、罐罐箱箱运运输输环环节节问问题题1 1、海海运运洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXXIIIXXXIII一个罐箱自重 12 吨左右。装载 17.5 吨 左右,货物包装92、占到货物净重的 2/5 左右。而货物重量又是运输业的结算标准。以同样运输 7 万吨 LNG 为例,以一艘七万吨级 LNG 船来比较,想同样一次运输七万吨的话,那就需要罐箱船实际运载重量将达到 10 万吨。2 2、陆陆运运一部槽车净载 LNG 约 21.5 吨,比罐箱多运输 4 吨左右,所以在国内长途运输的话没有优势。个人浅显估计港口附近 200 公里以内运输勉强使用,而且目前国内 LNG 槽车行业呈现的是夏季饱和冬季又紧张的状态,罐箱陆地汽运没有经济性只能靠进口 LNG 价格优势上弥补。3 3、火火车车运运输输一节火车车厢只能装载一台罐箱,本人没有过多接触过火车运输其经济性和运输周期等等在此不93、于讨论。但是作为 LNG 行业或罐箱参与者需要关注 LNG 火槽的发展以及未来火槽对罐箱的影响。目前了解到的数据是 LNG 火槽,每节 140 立方,可装载 LNG 约 40 余吨,单价约 140 万元。如果 LNG 罐箱能够通过火车运输的话,那就也间接为 LNG 火槽打通了主要环节或铺平了道路。LNG 作为大宗能源商品火车运输是迟早的事,也可以说是很快的事。三三、罐罐箱箱管管理理和和堆堆场场问问题题一台罐箱、45 立方、自重 12 吨/箱、装载 17.5 吨/箱、造价约 50 万元。一个 200 个罐箱堆场单纯罐箱就是一个亿,并不包括控制系统、吊装系统、BOG 收集系统等等。200 个罐箱储94、存约 3500 吨,而投资一个万立方的储槽大约 8000 万元可以存储 4400 吨 LNG。每个罐箱就是一个 BOG 的排放点。排放时间的不确定性,造就了必须对每一个罐箱运营全过程都得监控之内。如果一个堆场 200 个罐箱那就是 200 个天然气的排放点。其管理难度和 BOG 收集难度不言而喻。四四、涉涉及及法法律律法法规规问问题题洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXXIVXXXIV罐箱单纯作为运输载体的话 在陆运和海运方面法律法规倒是相对没有什么太大的限制。也就是在火车运输时会遇到一些手续或规95、范上的限制,但是如有公司或部门在做积极的尝试和推动,相信也不是什么大的问题。但是如果罐箱放到终端用户后,那它就不是运输载体或运输工具了,其性质就变为固定压力容器了,依据特种设备法之规定必须办理固定压力容器使用登记手续,随之而来的问题就是怎么办理罐箱的登记?罐箱是在各个终端用户之间循环使用的,这导致无法办理使用登记。另外依据消防法和城镇燃气管理条例之规定,一般 30 立方以上的储罐需要配套建设消防设施及围堰,若严格按照现有法律和法规要求和条件的话,罐箱根本就不可能运营。这这是是罐罐箱箱在在终终端端用用户户使使用用和和“一一罐罐到到底底”概概念念最最大大的的限限制制。这一方面的限制短时间不可能改变96、,就长远来看恐怕也不可能改变,因为LNG 罐箱而去修改国家的一、两部法律和相关的法规谈何容易?在我看来就约等于不可能。五五、罐罐箱箱进进储储槽槽模模式式LNG 罐箱作为新事物出现,总体对行业来说是个好事情,丰富了行业的参与者,增加了LNG 进口量。但是“一罐到底”的概念,受制于燃气市场、运输市场、实际的运营操作、法律规范等因素实现目的的难度较大。如果把罐箱只是单纯做为一个运输载体或运输工具、采用多式联运进储槽(而非进终端用户)的模式,则很大程度增加了可操作性和经济性。既能拿到国际 LNG 现货的优惠,绕开了 LNG 接收站的垄断,又提高了罐箱的使用率和增加了 LNG进口量、缩短了罐箱成本回收周97、期和整个罐箱运营周期。也便于每个罐箱的监控和管理、减少了堆场的建设成本、省却了部分法律规范的限制。减少了罐箱采购数量、降低了业主前期投入。降低了罐箱在整个运营链里 BOG 的管理难度、增加了安全系数一举多得。延长了 LNG罐箱在行业里的寿命和竞争力。其最大的障碍就是实际运营过程中最后终端的装卸、储存、使用、法律法规等诸多因素的影响。LNG 罐箱到终端集散地后直接进入储槽 提高了罐箱的利用率,增加了经济效益,免去了最后一公里的弊端,增添了实际可操作性。无形中也为储槽经营方增添了除液厂和 LNG 接收站外一个上游进货渠道。六六、结结论论洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装98、卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXXVXXXV结合以上方面的综合考虑,本人的结论是,如如果果坚坚持持“一一罐罐到到底底”运运营营的的话话那那么么罐罐箱箱在在行行业业里里将将会会是是短短时时期期内内的的一一种种过过渡渡性性的的、一一定定区区域域性性的的、小小范范围围内内使使用用的的非非主主流流性性的的存存在在。但但是是如如果果采采用用罐罐箱箱进进储储槽槽模模式式的的话话,对对罐罐箱箱和和储储槽槽的的运运营营双双方方而而言言是是个个双双赢赢模模式式。完完美美避避免免和和解解决决了了罐罐箱箱运运营营最最后后“一一公公里里”中中蕴蕴含含的的法法律律、技技术术、操操99、作作等等难难题题。尤尤其其对对罐罐箱箱的的运运营营方方则则极极大大地地增增添添了了经经济济效效益益、提提高高安安全全效效率率、降降低低管管理理成成本本等等等等各各种种益益处处。洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXXVIXXXVI罐箱的价格并不昂贵。在北美地区,一个罐箱的价格约 30 万美元,一个罐箱可以容纳43.5 m3(即 18 t)LNG。采用集装箱的运输方式,降低了参与 LNG 贸易的门槛,使更多中小企业参与 LNG 的进口成为可能,从而打破大型石油公司通过 LNG 专用码头、LNG 接收站100、及LNG 运输船所形成的贸易壁垒和垄断优势。另外,由于采用常规货船运输,无需在沿海卸货,因此可由沿海进入内河逆流而上,在内河沿岸需要天然气的地区进行交易,这种灵活性是管道气和传统 LNG 贸易无法比拟的。而新的贸易方式在增加更多交易主体的同时,也扩大了 LNG 现货的交易量,为期货价格提供了支撑。这种利用 LNG 罐箱开展的 LNG 现货贸易不仅打破了 LNG 进口的垄断,而且在更深层面上促进 LNG 市场自由竞争化,也利于形成中国乃至亚洲区域的天然气期货价格基准。2 2.3 3 资资源源的的充充分分利利用用对于一个新的 LNG 生产设施来说,以 25 年的周期计算,即使按最小处理量(每天 1101、400 万 m3,每年 360 万 t),也需要保证 1.2 万亿 m3 的天然气探明储量。这就使一些较小的天然气田开发价值不大,处于闲置状态;部分油田伴生气由于产量较低或不稳定,不能形成稳定供给,而被白白烧掉,造成资源浪费。而通过灵活机动的 LNG 罐箱运输,则可以节省开采环节固定设施的投资成本,降低了这些气田开发风险和成本,充分利用油田伴生气,使其达到 LNG 生产经济性,国家也会因此掌握更多的可利用资源。例如,我国东南沿海的某些岛屿,虽然发现了可开采天然气,但产量较低,若按常规方式配套管道输送,或通过液化站液化后经 LNG 运输船输送,则不具备经济价值。但是,根据实际天然气产量配置小型的102、液化站,液化天然气通过罐箱由普通运输船输送至中小型用户,则可产生可观的经济效益。3 3 L LN NG G 罐罐箱箱整整船船运运输输所所面面临临的的问问题题3 3.1 1 安安全全控控制制体体系系的的限限制制洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXXVIIXXXVII3 3.1 1.1 1 L LN NG G 罐罐箱箱整整船船运运输输安安全全控控制制体体系系LNG 罐箱整船运输安全控制体系涵盖了 LNG 罐箱设计制造与检验、LNG 罐箱码头装卸与存放以及 LNG 罐箱水路运输三个主要过程。目前,前两者103、在具体的管理及技术要求方面与传统的危险货物并无区别,LNG 罐箱水路运输则需要突破传统方式,通过普通集装箱运输船整船运输 LNG,但传统的控制体系尚不完全适用于该种运输模型。LNG 罐箱水上运输安全控制体系根据责任主体的不同,可分为三个层次,分别是国际公约规则、国家或地区法律法规以及行业规范标准。从本质上讲,国际公约规则既是最高层次,也是最基本的要求,是缔约国必须遵守的要求;国家或地区法律法规是缔约国根据国际公约规则转化的结果,通常其相关要求等效于国际公约规则,或在国际公约规则的基础上有所提高;行业规范标准是为实施国际公约或法律法规的相关要求而制定的具体技术要求。所以,该控制体系居于核心地位的104、是国际公约规则,其他层次均为该层次的衍生和细化。表1 是 LNG 罐箱水上运输安全控制体系的主要分类和内容。洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXXVIIIXXXVIII根据上述分析可知,对于大规模发展 LNG 罐箱运输的限制主要在于 LNG 罐箱的水上运输环节,该环节所涉及的国际公约规则是 国际海上人命安全公约(SOLAS 公约)。SOLAS 公约涉及海上安全的各个方面,涉及 LNG 罐箱运输的要求列于公约第 VII 章 A 部分。该部分是关于包装危险货物或固体散装危险货物运输的强制规定,危险货物105、的运输必须依照相关条款实施。其具体技术要求指向了国际海运危险货物规则(IMDG 规则),IMDG 规则基于相关条款作了进一步的详细规定。3 3.1 1.2 2 I IM MD DG G 规规则则对对 L LN NG G 罐罐箱箱运运输输的的限限制制IMDG 是一部关于包装危险货物或固体散装危险货物运输的强制性国际规则,其涉及货物分类、包装、托运程序及运输作业等相关规定。通过梳理,涉及 LNG 罐箱运输的要求如表 2 所示。表 2 中:2.1 类表示为易燃气体;E0 代表不准免除;P203、T75 和 TP5 是罐箱的设计、制造、检验和试验要求;D 类代表仅限于舱面积载并需要避开生活居住处所。其106、中,D 类积载要求不允许 LNG 罐箱舱内积载,是限制普通集装箱运输船整船运输 LNG 的关键性要求。3 3.2 2 安安全全系系固固由于 LNG 罐箱较重,通常 40 m3 的 LNG 罐箱重约 30 t,已达上限。并且,由于 LNG罐箱的充装率小于 90%,在自由液面晃荡的作用下会产生额外的晃荡载荷,故 LNG 罐箱多洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XXXIXXXXIX层积载对相关构件强度要求较高。此外,普通集装箱船在运输过程中存在掉箱,因此相关方面对 LNG 罐箱通过集装箱船大规模运输也存在107、顾虑。3 3.3 3 行行业业限限制制目前,LNG 罐箱整船运输还属于新型事物,对其风险的认识还不够透彻,前期小规模的试点应用尚难以凸显其经济性。从起步到形成规模经济效益还需要政府的政策支持,规划和引导中小型企业以协会或集团的形式与上游的天然气生产企业进行谈判协商,落实气源的进口渠道。同时,船舶行业本身是一个较为保守的行业,对新型事物和技术的接纳需要一个渐进的认识过程,并需要有成功的先例来佐证。洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XLXL4 4 解解决决措措施施上述三个限制条件的关键在于第一个(即 I108、MDG 规则)不允许 LNG 罐箱舱内积载的限制。该限制条件源自国际强制性规则,在各国的法律法规及行业规范标准内均有体现。为实现大规模的 LNG 罐箱整船运输,必须首先突破 IMDG 的限制要求。深入分析发现,该限制条件的目的在于防止可燃气体在围蔽空间内的积聚,并进一步形成可燃环境,从而导致火灾爆炸的发生。因因此此针针对对上上述述问问题题,其其解解决决方方法法主主要要有有以以下下几几个个途途径径:可燃气体排放控制、低温液体泄漏防护及安全系固。相应的解决措施应从罐箱、船舶及管理三个方面着手,具具体体措措施施应应该该包包括括:分级运输与物联网结合、BOG 排放控制、探测报警、船体防护及泄漏液体控制109、。4 4.1 1 分分级级运运输输与与物物联联网网结结合合建立智能物流 LNG 罐箱管理系统,将超高频 RFID 技术能应用于 LNG 罐箱堆场和运输过程中,对 LNG 罐箱、托运船舶、车辆、火车进行实时追踪,实现对 LNG 罐箱、托运船舶、车辆、火车和堆场相关信息采集,实时监测 LNG 罐箱的存放状态(罐箱内部温度、压力、液位、绝热层真空度、系固强度及各参数的额定设计值),自动计算 LNG 罐箱的零排放可维持时间,根据托运船舶、车辆、火车信息及相应运输距离和时间,基于整个物流系统统筹安排罐箱的运输,保证罐箱在正常运输状态下,在抵达目的地之前 BOG 零排放(或保证罐箱在堆场及船舶运输期间的 110、BOG 零排放)。4 4.2 2 B BO OG G 的的逸逸散散控控制制为控制 LNG 罐箱在船舶运输或堆场堆码期间产生意外的 BOG 排放,在提高罐箱的绝热性能的基础上,还应采取“第二道防火墙”,即设置 BOG 统一处理系统,将其排放至安全区域或进行循环利用,其有效措施之一就是设置共管透气装置。为提高运输效率,共管透气装置应装设在 LNG 罐箱箱体上,并且在满足罐箱设计标准的基础上应具有自动脱离功能或增加自动对称功能。另外,为保证可靠性,对共管透气装置的易损部位应设置成可拆卸式,规定其使用寿命,对其进行定期检查和更换。洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码111、码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XLIXLI4 4.3 3 探探测测报报警警对于舱内或其他围蔽处所的积载,应在相应位置设置气体探测装置,并根据舱室或处所的最大可承受爆炸冲击压力确定最大可接受爆炸体积,以此来确定探测装置的数量和位置。此外,可根据通风条件,通过气体扩散仿真分析,优化探测装置的数量和布置位置。此外,应设置强制通风系统,在探测到气体泄漏(30%爆炸下限)后启动强制通风,防止可燃气体的形成和积聚。4 4.4 4 船船体体保保护护措措施施对于多层积载,首先罐箱从其设计上应采用上出液形式,从而降低根部接头破损导致LNG 大量泄漏的可能性。然而,即使 LNG 罐箱采112、用上出液形式,也不能防止罐箱在跌落倾洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XLIIXLII翻时低温液体的泄漏。因此,对于多层积载情况,为防止上部罐箱发生泄漏对下部罐箱造成损伤从而产生连锁反应,LNG 罐箱的外壳、框架及角件应采用耐低温材料,如不锈钢。另外,为防止低温液体对船体造成损伤,还可参考 LNG 运输船 B 型舱的设计理念,对船体设置部分次屏蔽或围堰,对船舶底部易遭受低温液体损伤的部位进行防护,避免泄漏的LNG 对船舶安全性能造成影响。同时,可以参考 SPB 型 LNG 运输船,在船舶底部设置积液113、井,将泄漏的低温液体收集起来,通过紧急投弃装置将其投弃到船体外部的安全区域。4 4.5 5 泄泄漏漏 L LN NG G 控控制制由于集装箱船的船体不具有保温绝热性能,不像 LNG 运输船在产生 LNG 泄漏后可长时间(15 天)维持低温不扩散状态,故运输 LNG 罐箱的船舶应设置泄漏 LNG 的应急措施。如可设置高倍数的泡沫灭火系统,利用在围蔽处所易于泡沫覆盖的特点,通过高倍泡沫覆盖泄漏的 LNG 液体,在减缓其蒸发速率的同时,通过紧急投弃系统将泄漏的 LNG 液体投弃到船体之外。4 4.6 6 系系固固加加强强由于 LNG 罐箱较普通集装箱重,且安全性问题突出,故必须在普通集装箱船系固标准114、的基础上,考虑液体晃荡载荷对甲板强度及其他构件和设备的影响,并考虑强度加强。4 4.7 7 试试验验及及试试点点任何安全措施都必须通过试验和试运行来进行验证并改善。通过试验对不同充装率的罐箱进行实船试运行,分析、对比不同充装率下的罐箱内部温度及压力随时间上升的速率,选定最佳充装率及对应的温度和压力随时间上升的速率;同时模拟不同载运环境和条件,对罐箱相关参数进行监控,明确其运输作业的相关限制要求;然后,根据最终试验结果向 IMO 提交公约的修改建议。5 5 结结 论论洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划115、XLIIILNG 罐箱整船运输作为未来 LNG 运输一个新的发展方向,理论上可以借助现有集装箱船实现 LNG 的大批量运输,降低行业门槛消除垄断;同时,通过 LNG 罐箱多式联运,可实现“一罐到底”和“门到门”运输,在提高运输效率的同时有助于未来分布式能源的发展。另外,利用 LNG 罐箱运输可降低油气田天然气开采的配套成本,促进资源充分利用。对此,国外已获得实际应用,国内也开展了大量研究试验工作。然而,相关安全控制体系出于对 LNG 罐箱 BOG 排放的安全考虑,国际公约及标准不允许舱内积载,使 LNG 罐箱整船运输未能得到有效应用和大规模发展。为解决上述矛盾,可以通过分级运输与物联网结合,以116、及 BOG 排放控制、探测报警、船体防护和泄漏液体控制等多项措施确 LNG 罐箱在舱内积载的安全性,实现普通集装箱船舶整船运输 LNG 罐箱的目标。七七、电电解解水水制制氢氢对对于于本本项项目目罐罐箱箱的的新新能能源源转转型型一一、电电解解水水制制氢氢的的原原理理一、在工业上通常采用如下几种方法制取氢气:一是将水蒸气通过灼热的焦炭(称为碳还原法),得到纯度为 75%左右的氢气;二是将水蒸气通过灼热的铁,得到纯度在 97%以下的氢气;三是由水煤气中提取氢气,得到的氢气纯度也较低;第四种方法就是电解水法,制得的氢气纯度可高达 99%以上,这是工业上制备氢气的一种重要方法。在电解氢氧化钠(钾)溶液时117、,阳极上放出氧气,阴极上放出氢气。电解氯化钠水溶液制造氢氧化钠时,也可得到氢气。对用于冷却发电机的氢气的纯度要求较高,因此,都是采用电解水的方法制得。二二、电电解解水水制制氢氢原原理理所谓电解就是借助直流电的作用,将溶解在水中的电解质分解成新物质的过程。XLIII1、电解水原理 在一些电解质水溶液中通入直流电时,分解出的物质与原来的电解质完全没洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XLIVXLIV有关系,被分解的是作为溶剂的水,原来的电解质仍然留在水中。例如硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等均属于这类电解质。在118、电解水时,由于纯水的电离度很小,导电能力低,属于典型的弱电解质,所以需要加入前述电解质,以增加溶液的导电能力,使水能够顺利地电解成为氢气和氧气。氢氧化钾等电解质不会被电解,现以氢氧化钾为例说明:(1)氢氧化钾是强电解质,溶于水后即发生如下电离过程:于是,水溶液中就产生了大量的 K+和 OH-。(2)金属离子在水溶液中的活泼性不同,可按活泼性大小顺序排列如下:KNaMgAlMnZnFeNiSnPbHCuHgAgAu在上面的排列中,前面的金属比后面的活泼。(3)在金属活泼性顺序中,越活泼的金属越容易失去电子,否则反之。从电化学理论上看,容易得到电子的金属离子的电极电位高,而排在活泼性大小顺序前的金119、属离子,由于其电极电位低而难以得到电子变成原子。H+的电极电位=-1.71V,而 K+的电极电位=-2.66V,所以,在水溶液中同时存在 H+和 K+时,H+将在阴极上首先得到电子而变成氢气,而 K+则仍将留在溶液中。(4)水是一种弱电解质,难以电离。而当水中溶有 KOH 时,在电离的 K+周围则围绕着极性的水分子而成为水合钾离子,而且因 K+的作用使水分子有了极性方向。在直流电作用下,K+带着有极性方向的水分子一同迁向阴极,这时 H+就会首先得到电子而成为氢气。2 2、水水的的电电解解方方程程在直流电作用于氢氧化钾水溶液时,在阴极和阳极上分别发生下列放电反洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱120、箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XLVXLV应,见图 8-3。图 8-3 碱性水溶液的电解(1)阴极反应。电解液中的 H+(水电离后产生的)受阴极的吸引而移向阴极,接受电子而析出氢气,其放电反应为:(2)阳极反应。电解液中的 OH-受阳极的吸引而移向阳极,最后放出电子而成为水和氧气,其放电反应为:阴阳极合起来的总反应式为:电解所以,在以 KOH 为电解质的电解过程中,实际上是水被电解,产生氢气和氧气,而 KOH 只起运载电荷的作用。三三、电电解解电电压压在电解水时,加在电解池上的直流电压必须大于水的理论分解电压,以洋洋浦浦港港LNG121、罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XLVIXLVI便能克服电解池中的各种电阻电压降和电极极化电动势。电极极化电动势是阴极氢析出时的超电位与阳极氧极出时的超电位之和。因此,水电解电压 U 可表示为:式中 U0水的理论分解电压,V;I电解电流,A;R电解池的总电阻,;氢超电位,V;氧超电位,V。从能量消耗的角度看,应该尽可能地降低电解电压。下面讨论影响电解电压的几个因素:(1)水的理论分解电压 UO。热力学的研究得出:原电池所做的最大电功等于反应处由能变的减少,即:式中标准状态下电池反应的吉布斯自由能变,J/mol;n反122、应中的电子转移数;F法拉第常数,96500C/mol;E0标准状态下反应的标准电动势,V。在生成水的化学反应中,自由能变为-474.4kJ/mol,即2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)这是一个氧化还原反应,在两个电极上的半反应分别为:O2+4H+4e=2H2O2H2=4H+4e电子转移数 n=4,由洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XLVIIXLVII=-NFE0 得-474.4103=-496500E0可见,在 0.1MPa 和 25时,U0=1.23V;它是水电解时必须提供的最小电压,它随123、温度的升高而降低,随压力的升高而增大,压力每升高10倍,电压约增大 43mV.(2)氢、氧超电位影响氢、氧超电位的因素很多。首先,电极材料和电极的表面状态对它的影响较大,如铁、镍的氢超电位就比铅、锌、汞等低,铁、镍的氧超电位也比铅低。与电解液接触面积越大或电极表面越粗糙,产生的氢、氧超电位就越小。其次,电解时的电流密度增大,超电位会随之增大,温度的上升也会引起超电位的增大。此外,超电位还与电解质的性质、浓度及溶液中的杂质等因素有关,如在镍电极上,稀溶液的氧超电位大于浓溶液的氧超电位。为了降低氢、氧超电位,可以采取一些方法。如提高工作温度及采用合适的电极材料等。此外,适当增大电极的实际表面积或使124、电极表面粗糙,都可在不同程度上降低电极电阻和超电位,从而达到降低工作电压的目的。(3)电阻电压降。电解池中的总电阻包括电解液的电阻、隔膜电阻、电极电阻和接触电阻等,其中前两者为主要因素。隔膜电阻电压降取决于材料的厚度和性质。采用一般的石棉隔膜,电流密度为 2400A/m2 时,隔膜电阻上的电压降约为 0.250.30V,当电流密度再增大时,该电压降还会增大到 0.5V 左右。电解液的导电率越高,电解液中的电压降就越小。对电解液来说,除要求其电阻值小以外,还要求它在电解电压下不分解;不因挥发而与氢、氧一并逸出;对电解池材料无腐蚀性;当溶液的 pH 值变化时,应具有一定的缓冲性能。多数的电解质在电125、解时易分解,不宜在电解水时采用。硫酸在阳极生成过硫酸和臭氧,腐蚀性很强,不宜采用。而强碱能满足以上要求,所以工业上一般都以 KOH 或 NaOH 水溶液作为电解液。KOH 的导电性能比 NaOH 好,但价格较贵,在较高温度时,对电解池的腐蚀作用亦较 NaOH 的强。过去我国常采用 NaOH 作电解质,但是,鉴于目前电解槽的材料已经能抗 KOH 的腐蚀,所以,为节约电能,洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XLVIIIXLVIII已经普遍趋向采用 KOH 溶液作为电解液。此外,在电解水的过程中,电解液中126、会含有连续析出的氢、氧气泡,使电解液的电阻增大。电解液中的马泡容积与包括气泡的电解液容积的百分比称作电解液的含气度。含气度与电解时的电流密度,电解液粘度、气泡大小、工作压力和电解池结构等因素有关。增加电解液的循环速度和工作压力都会减少含气度;增加电流密度或工作温度升高都会使含气度增加。在实际情况下,电解液中的气泡是不可避免的,所以电解液的电阻会比无气泡时大得多。当含气度达到35%时,电解液的电阻是无气泡时的 2 倍。降低工作电压有利于减少电能消耗,为此应采取有效措施来降低氢、氧超电位和电阻电压降。一般情况下,在电流较小时,前者是主要因素;而在电流较大时,后者将成为主要因素。电解槽在高工作压力下127、运行时,电解液含气度降低,从而使电解液电阻减小,为此已经研制出可在 3MPa 压力下工作的电解槽。但是工作压力也不宜过高,否则会增大氢气和氧气在电解液中的溶解度,使它们通过隔膜重新生成水,从而降低电流效率。提高工作温度同样可以使电解液电阻降低,但随之电解液对电解槽的腐蚀也会加剧。如温度大于 90时,电解液就会对石棉隔膜造成严重损害,在石棉隔膜上形成可溶性硅酸盐。为此,已经研制出了多种抗高温腐蚀的隔膜材料,如镍的粉末冶金薄片和钛酸钾纤维与聚四氟乙烯粘结成的隔膜材料,它们可以在 150的碱液中使用。为了降低电解液的电阻,还可以采取降低电解池的电流密度,加快电解液的循环速度,适当减小电极间距离等方法128、。四四、制制氢氢设设备备的的制制氢氢量量衡衡算算和和电电能能消消耗耗1、法拉第定律电解水溶液制氢时,在物质量上严格遵守法拉第定律:各种不同的电解质溶液,每通过 96485.309C 的电量,在任一电极上发生得失 1 mol 电子的电极反应,同时与得失 1 mol 电子相对应的任一电极反应的物质量亦为 1mol。F=96485.309C/mol 称为法拉第常数,它表示每摩尔电子的电量。在一般计算中,可以近似取 F=96500C/mol。根据拉第定律,可以得到下式:洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划XL129、IXXLIXM=kIt=kQ式中 k表示 1h 内通过 1A 电流时析出的物质量,g/(Ah);I电流,A;t通电时间,h;m电极上析出的物质的质量,g;Q通过电解池的电荷量,Ah。由于库仑单位很小,所以工业上常用的电荷量单位是安培小时,它与法拉第常数 F 的关系是:1F=96500/3600=26.8 Ah2、制氢量衡算从法拉第定律可知,26.8Ah 电荷量能产生 0.5mol 的氢气,在标准状态下,0.5mol 氢气占有的体积是 11.2L,则 1Ah 电荷量在一个电解小室的产气量应为(Ah)如果考虑电流效率,那么每台电解槽每小时的实际产氢量应为:m3式中 m电解槽的电解小室数,m=I电流130、,A;t通电时间,h;电流效率,%。同样地,可以计算出氧气的产气量,它正好是氢气产气量的 1/2。3、电能的消耗电能消耗 W 与电压 U 和电荷量 Q 成正比,即W=QU根据法拉第定律,在标准状况下,每产生 1m3 的氢气的理论电荷量 Q0为:洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划LL因此,理论电能消耗 W0 为:式中:U0 为水的理论分解电压,U0=1.23V。在电解槽的实际运行中,其工作电压为理论分解电压的 1.52 倍,而且电流效率也达不到 100%,所以造成的实际电能消耗要远大于理论值。目前通过131、电解水装置制得 1m3 氢气的实际电能消耗为 4.55.5kWh。4、电解用水消耗电解用水的理论用量可用水的电化学反应方程计算:通电2H2O2H2+O2KOH218 g 222.4Lx g 1000L式中:x 为标准状况下,生产 1m3 氢气时的理论耗水量,g;22.4L 为1mol 氢气在标准状况下的体积。x/18=1000/22.4x=804g在实际工作过程中,由于氢气和氧气都要携带走一定的水分,所以实际耗水量稍高于理论耗水量。目前生产 1m3 氢气的实际耗水量约为 845880g。结结论论氢氢气气因因为为具具有有较较高高的的能能量量密密度度和和清清洁洁环环保保的的优优点点,被被认认为为是132、是一一种种新新型型的的燃燃料料,在在未未来来的的可可持持续续能能源源体体系系发发展展中中具具有有非非常常好好的的应应用用前前景景.电电解解水水制制氢氢具具有有更更绿绿色色清清洁洁的的优优点点,不不会会产产生生 C CO O_ _2 2 温温室室气气体体,更更符符合合环环保保的的理理念念.文文章章主主要要介介绍绍电电解解水水制制氢氢的的工工作作原原理理,制制氢氢影影响响因因素素等等.八八、光光伏伏发发电电到到制制氢氢的的系系统统概概论论1 1.太太阳阳能能光光伏伏发发电电系系统统光伏(Photovoltaic):是太阳能光伏发电系统(Solar power system)的简称,是一种利用太阳电133、池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划LILI统,有独立运行和并网运行两种方式。同时,太阳能光伏发电系统分类,一种是集中式,如大型西北地面光伏发电系统;一种是分布式(以6MW 为分界),如工商企业厂房屋顶光伏发电系统,民居屋顶光伏发电系统。2 2.系系统统介介绍绍太阳能光伏效应,简称光伏(PV),又称为光生伏特效应(Photovoltaic),是指光照时不均匀半导体或半导体与金属组合的部位间产生电位差的现象。光伏技术具备很多优势:比如没134、有任何机械运转部件;除了日照外,不需其它任何燃料,在太阳光直射和斜射情况下都可以工作;而且从站址的选择来说,也十分方便灵活,城市中的楼顶、空地都可以被应用。自 1958 年起,太阳能光伏效应以太阳能电池的形式在空间卫星的供能领域首次得到应用。时至今日,小至自动停车计费器的供能、屋顶太阳能板,大至面积广阔的太阳能发电中心,其在发电领域的应用已经遍及全球。太阳能是一种快速增长的能源形式,太阳能市场在过去十年中也取得了长足发展。据资料,按年均太阳能系统装机容量计算,全球太阳能市场复合年均增长率达 47.4%,从 2003 年的 598MW 增长至 2007 年的 2826MW。预测到 2012 年,135、年均太阳能系统装机容量可能进一步增至 9917MW,而整个太阳能行业的销售额可能从 2007 年的 172 亿美元增长至2012 年的 395 亿美元。这种增长势头在很大程度上要归功于全球快速增加的市场需求、日益提高的上网电价和各种政府鼓励措施。在世界的一些主要国家中,尤其是德国、意大利、西班牙、美国、法国和韩国,联邦政府、州政府和地方政府机构纷纷以退税、税收抵免和其他激励措施的形式向太阳能产品的最终用户、经销商、系统集成商和制造商提供补贴和经济鼓励,以促进太阳能在并网应用中的使用,降低对其他能源的依赖。然而拥有巨大政治游说能力的传统公共电力企业也可能试图改变所在市场的相关立法,这也可能对太阳136、能的发展和商业应用造成相对不利的影响。但总体来说,由于全球许多石油和天然气生产地区政治和经济局势的不稳定性,多国政府都在采取积极措施,以减少对国外能源的依赖。太阳能提供了一种极具吸引力的发电方案,而且不会对国外能源形成严重的依赖性。除此之外,日益突出的环境问题和与矿物燃料发电相关的气候变化风险形成政治动因,促使政府实施旨在减少二氧化碳及其他气体排放量的温洋洋浦浦港港LNG罐罐式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划LIILII室气体减排战略。太阳能及其他可再生能源有助于这些环境问题的解决。世界各国政府实施了多种激励政策,以促进137、太阳能及其他可再生能源的开发和应用。许多欧洲国家、一些亚洲国家、澳大利亚、加拿大和美国的多个州省以及一些拉美国家都颁布了可再生能源政策。以客户为中心的财务激励措施包括资本成本退税、强制光伏上网电价和税收抵免。资本成本退税政策提供一笔资金,用于冲抵消费者在太阳能系统中的前期投资。强制光伏上网电价政策要求,公用电力公司依据产生的千瓦时数向用户支付他们通过太阳能系统产生的电力,而价格在一定时期内是有保障的。这些都鼓励了光伏产业的发展。而在我国,长期困扰我国光伏产业发展的瓶颈问题,即产业链结构中原材料和市场均在海外的问题也得到了政策扶助。上半年由于欧洲各国,尤其是西班牙在太阳能领域的政策发生重大转变,138、引起全球光伏市场急剧萎缩,进而导致全球光伏企业一季度的经营状况普遍不理想。为了扭转这种境地,我国下决心上马一大批光伏发电项目,解决了销售市场的问题,在很大程度上稳定了光伏产业的内需,理性的产量预期逐渐形成。前段时间财政部也制定了关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见和太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法。意见对太阳能产业形成了两大积极信息,一是产业政策的扶持,不仅仅中央财政安排专门资金,对符合条件的光电建筑应用示范工程予以补助,以部分弥补光电应用的初始投入。而且出台相关财税扶持政策的地区将优先获得中央财政支持。二是太阳能屋顶计划对于下游需求的刺激等或将形成相对乐观的预期,即拓展了太阳能139、产业的发展空间,下游需求必将有所改善。3 3.现现状状前前景景太阳能发电是新兴的可再生能源技术,已实现产业化应用的主要是太阳能光伏发电和太阳能光热发电。太阳能光伏发电具有电池组件模块化、安装维护方便、使用方式灵活等特点,是太阳能发电应用最多的技术。太阳能光热发电通过聚光集热系统加热介质,再利用传统蒸汽发电设备发电,近年来产业化示范项目开始增多。中国政府持续出台支持光伏产业发展的政策,尤其是在受到美国和欧盟的双反挤压之际,相应的扩大了国内的装机市场,保护国内产业的可持续发展。4 4.太太阳阳能能优优点点无枯竭危险;安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对环保(无公害);不受资源洋洋浦浦港港LNG罐罐140、式式集集装装箱箱周周转转中中心心既既装装卸卸货货码码头头项项目目可可行行性性研研究究报报告告专专项项规规划划LIIILIII分布地域的限制,安装在建筑屋面同时美观的优势;无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;能源质量高(目前实验室最高转化率已经达到 47%以上);使用者从感情上容易接受且非常喜爱;建设周期短,获取能源花费的时间短;从国家安全角度讲,光伏发电可以实现家庭自己供给,避免战争带来的毁灭打击。缺点 太阳能的利用设备必须具有相当大的面积。太阳能的应用受气候、昼夜的影响。技术限制,导致能源利用率不高,效率低下,且设备投资较高。使用太阳能蓄电的蓄电池也会带来很大污染。5 5.国国内内现141、现状状在国际太阳能光伏发电市场的带动下,在可再生能源法及配套政策的支持下,我国太阳能发电产业快速成长,已经建立了较好的太阳能光伏电池制造产业基础,在技术和成本上形成了国际竞争优势。已经启动了大型光伏电站、光热电站、分布式光伏发电及离网光伏系统等多元化的太阳能发电市场。初步建立了有利于成本下降的市场竞争机制,太阳能发电成本实现了快速下降,具备了在国内较大规模应用的条件。中国作为目前世界上经济发展最迅速的经济体,在光伏发电领域的技术和应用只是处于世界的下游水平。其中的主要原因是国内还没有掌握太阳能光伏电池所需要的多晶硅提纯技术,该技术被国外的大企业所垄断,因而国内生产太阳能光伏电池的成本很高。光伏发电的成本是一般发电成本的数倍,也因此造成无法广泛普及。6 6.项项目目前前景景相关电解制氢技术中试目前已经达到 5 度电电解制备 1 升氢气,经济效益十分显著客观,本项目二期互转氢能依靠罐箱储能设备,可以在未来 2-3 年实现氢能的推广普及,借助海南国际自贸港地理位置出口内贸前景非常看好。7 7.经经济济效效益益分分析析依照目前项目技术进展,未来制氢成本可望控制在 10-15 元/升的价格优势,项目输出光伏电解制氢整套设备、建设加氢站,实现水-电-氢循环清洁能源造福民生的项目宗旨。粗略估计项目未来收益可到达 10-100 万亿美元的经济效益。2021 年 1 月 8 日