LNG产业链下游市场开拓策略探讨.docx
《LNG产业链下游市场开拓策略探讨.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LNG产业链下游市场开拓策略探讨.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
LNG产业链下游市场开拓策略探讨
LNG产业链下游市场开拓策略探讨
华贲
华南理工大学天然气利用研究中心
摘要：
按照我国的能源战略，LNG项目正在快速发展。
但由于国际石油价格高企，使LNG价格也不断攀升。
如何开拓进口LNG的下游市场，已成为项目能否成功的关键问题。
本文分析了世界和中国天然气下游市场的消费需求、价格承受能力和由此所决定的天然气下游消费结构走势，指出分布式能源/冷热电联供系统是LNG的下游市场开拓的重要途径；在分析国外分布式能源发展状况的基础上，提出了中国发展分布式能源的特点和发展策略。
并讨论了LNG罐箱运输、作为车用和民用燃料等市场开拓的其他途径。
关键词：
LNG市场开拓策略分布式能源冷热电联供
1.天然气下游市场消费结构分析
天然气具有洁净、高效、储藏丰富、价格稳定等特点，2004年全球天然气消费量已高达2.69万亿Nm3，占世界一次能源消费总量的24.3%。
因环境压力和石油资源限制等因素，预计几十年后天然气将超过石油在世界一次能源消费中占据第一位。
1.1世界天然气的消费结构
除了天然气工业部门的自我消费以外，天然气利用主要包括城市燃气、化工原料、采暖空调设备、燃气汽车、工业燃料、发电等多种用途。
2000年世界天然气的消费构成见表1[1]：
表12000年世界天然气消费构成[1]
项目
发电
能源部门
工业燃料
化工原料
其它
民用燃气
比例（％）
20
17
30
8
2
23
2004年世界天然气消费中,北美和欧洲占了70.4%（其中俄罗斯15%、美国24%）,亚太13.7%、中东9%；几个国家天然气的消费构成见表2[2]：
表22002年各国天然气消费构成[2]
国家，比例%
发电
能源部门
工业燃料
工业原料
商业
运输
民用燃气
美国
27.58
8.12
23.68
2.99
13.38
2.96
21.29
加拿大
10.3
18.78
25.76
4.31
15.91
6.20
18.74
德国
20.17
1.63
25.97
3.00
14.73
---
34.54
法国
9.28
0.78
35.42
5.50
0.85
0.07
48.10
由以上表中可以看出，世界天然气的平均消费主要用作能源，包括发电、工业、商业、民用等几大块。
各国具体情况不同，消费结构也有区别。
1．2中国天然气下游消费现状
2004年我国天然气产量保持稳定增长态势，全年产量（规模以上企业）达到407.7亿立方米，占我国终端能源消费结构约3.2％。
必须指出，到2004年，除北京和“西气东输”终端用户外，中国天然气基本上是产地消费；主要集中在四川省、黑龙江省、辽宁省和新疆，占全国消费量的80%以上。
因为运输成本低，所以价格比较便宜。
表3[3]给出了1996～2000年我国天然气的消费构成。
表31996～2000年中国天然气消费结构[3]
项目
发电
民用燃气
工业原料
化工原料
比例（％，1996年）
3.7
14
37.2
45.3
比例（％，1998年）
4.5
15.3
37
43.2
比例（％，2000年）
4
24
32
40
根据我国能源规划，今后天然气产销将快速增长，预计2010年,天然气在能源总需求构成中的比重约为6%,需求量将达到900亿m3。
2020年,需求量将达到2000亿ｍ3，其中近半靠进口LNG满足。
届时天然气将占整个能源消费构成的12%左右。
必须注意到，这些成倍增长的天然气消费，将主要集中在东南沿海，远离气田的地区。
按照文献[1]，我国未来天然气消费构成发展目标如表4：
表4我国天然气消费结构的发展目标[1]
项目
发电
民用及燃料
化工原料
煤油制氢？
汽车燃料
2010年（％）
30
38
21
6
5
2020年（％）
41
32
18
4
5
分析表4同表3的数据的巨大差异，一是由于上述产、销地区远离。
不论是建设长输送管线还是港口接收LNG，项目都要求有数百亿元的投资，因而要求保证建成后就有相当规模的市场用户。
否则，不仅管线或LNG项目的投资难以回收，用户也难以承受高昂的折旧费用。
一般来说，只有大型天然气发电项目和已经具有管网设施的城市煤气用户能够与管道或LNG项目签订照付不议的用气合同。
第二，不论长输管道气还是LNG项目气，价格都比天然气井口气价高出数倍。
用做化工原料，显然缺乏竞争力。
天然气化工只能在气田附近发展。
这就是表4中规划天然气用户中发电和燃气占70%的苦衷。
具体到项目，更是突出。
例如，我国第一个进口LNG的大鹏项目规划，发电占60%，城市燃气占40%。
1.3我国天然气消费结构的问题
但是，按表4的规划，将会有几个问题。
第一，我国一次能源和发电燃料都以煤为主，劳动力成本低廉等因素使等热值天然气与煤的比价在2.5到3，高于气电生存的临界比价2.4[11]。
尽管天然气发电效率可达50～60％,有明显的效率和环保优势,但仍无法与煤电竞争；与水电也无竞争优势。
国际上与LNG项目配套的燃气轮机电站与电网公司都有保持项目不致亏损的保底上网电价协议。
而由于我国电力生产结构和能源结构的特殊性，与第一个LNG项目配套的燃气轮机电站至今还未能获得这样的协议保证。
在国际LNG市场价格随石油价格而不断攀升条件下，LNG电站的竞争力将更差。
此外，气电一般只用于调峰，年运行时间通常只有3500--4000小时左右，给均衡供气造成难度；也增加了设备的折旧成本。
因此，在中国，把发电作为奠立天然气下游市场的基础并不是很可靠和很经济的。
第二，居民生活用的城市燃气在使用时间上和空间上都比较分散，用量有限，不足以作为项目的主要用户。
世界各国城市燃气占天然气用量一般不到1/4。
而且，新上的项目管网覆盖面不可能太大。
这就给天然气市场发育的初期带来两难的局面。
由表1、2可见，世界天然气下游最大用户是直接作为工商业的燃料，如工业用锅炉、酒店的热水锅炉和空调用直燃机、北方城市冬季采暖锅炉等等。
但在我国东部LNG和“西气”的价格，无论工业还是居民用户都难以承受。
北京在煤改气后尽管政府给了补贴，但是用户负担的采暖费用仍大幅上涨。
何况用天然气烧工业锅炉直接产生生活热水或低压蒸汽供暖，热力学第二定律效率只有10%左右，是极不合理的“高能低用”。
我国能源如此紧缺，不该这样。
因而我们必须寻求更高效、更经济的天然气利用途径。
2．分布式能源是天然气高效利用的最佳途径
2．1分布式能源
分布式能源系统（DistributedEnergySystem，简称DES）是在有限区域内采用冷热电三联供（CombinedColdHeatandPower,简称CCHP）技术通过管网和电缆向用户同时提供电力、蒸汽、热水和空调用冷冻水服务的综合能源供应系统,所以总称“冷热电联供,DES/CCHP”。
这里须强调，“联产”（CogeneratoinorTrigeneration）是侧重于提高一次能源转换效率---通过“联合生产”不同品位的二次能源：
功和热或冷来实现（Production）。
而“联供”（CombinedCold,HeatandPowerSupply）则着眼于提高终端能源供应的效率---一次能源经过各种转换方式组合，最经济、高效地提供用户所需要的空调、采暖、生活热水、蒸汽等各种终端能源服务。
在一些城市商业中心、居民区和一些工业园区，其电力负荷和冷、热负荷密度都比较大，用户集中。
而目前的能源解决方式都是采用分产方式，能量利用效率低，经济性差。
利用DES/CCHP，将天然气发电后余热按照梯级用能的模式供给吸收制冷、蒸汽和热水用户，能源转换过程中的不可逆损失少，能源利用效率可以高达70%到90%。
并且因余热供冷供热与发电共同分摊能源成本，而使发电成本比联合循环电站低；对天然气的价格变化相对不敏感，经济性大大提高。
这是它的第一大优势。
第二大优势是：
DES/CCHP发电在10kV电压下就地直供，避免了升降压和远程传输的设备投资的电力损失以及运营费用；依靠大电网的巨大容量保证用户的供电负荷、电压和频率的稳定并可作为事故备用电源。
第三，分布式能源站资金密集度相对较低、建设快，因而容易上马；而且全年运行时间可长达5000—6000小时，天然气需求稳定，是天然气高效利用和下游市场开拓的一个极为重要的途径。
2.2国外分布式冷热电联供系统的发展概况
自1978年美国开始发展CCHP以来，进展很快。
目前，美国、日本和欧洲都有较为成熟的应用经验，近年来各国又进一步加大了其发展力度。
根据2000年的统计资料，美国在商业、公共建筑中的DES/CCHP为980座，总装机容量4.9GW，72％用天然气[2]工业CCHP系统有1016座，总装机容量45.5GW，其中64％用天然气[3]。
加州电力危机后美国进一步加大了DES/CCHP建设力度，至2003年，美国DES/CCHP总装机容量为56GW，占全美电力总装机容量的7％，年发电总量为310亿kWh，占终端电力消耗量的9％。
美国能源部计划2010年DES/CCHP的发电装机容量达到92GW，占全国总用电量的14％；2010～2020十年期间，还会新增95GW容量，占到全国总用电量的29％。
截止2003年3月，日本全国冷热电总装机容量6.5GW。
其中建筑项目2915个，总装机容量1.43GW，52.8％以城市燃气为燃料；工业联产项目共计1600个，总装机容量5GW，30.7％以城市燃气为燃料。
（参见表4和表5）
欧洲一直重视分布式冷热电联产系统的发展，1992年丹麦热电联产的发电量占总发电量的40％，供热量占区域供热的60％，20年间国民生产总值增长43％但能耗实现了零增长。
2000年底的能源效率比1989年提高了22.3%。
1988年，荷兰启动了一个CCHP激励计划，到1998年，CCHP就由2.7GW猛增到7GW，占总发电量的48.2％。
2000年英国新CCHP项目共1536个,总装机容量达到4.76GW，，希望到2010年可以达到10GW。
表4美国建筑冷热电联产的不同系统形式比较
系统形式
装机容量（MW）
容量比例
（％）
系统数量（座）
数量比例
（％）
平均装机容量（MW）
联合循环
2110
42.8
27
2.8
78.1
锅炉/蒸汽
1341
27.2
60
6.1
22.4
燃气轮机
933
18.9
104
10.6
9.0
内燃机
506
10.3
770
78.6
0.7
其他
36
0.7
19
1.9
1.9
总计
4926
100
980
100
5.0
表5日本冷热电联产系统主要应用的建筑类型
类型商场医院酒店办公建筑运动场所学校区域供冷供热
规模MW264213219193944281
数量4974604402892367721
2．3中国分布式能源的特点和发展策略
分析表4、5中的各种DES/CCHP项目，可以发现，他们的大多数规模较小。
象日本的商场、医院等的DES平均规模不到500kW。
在这些中、小型DES/CCHP项目中，不论采用什么样的机组配置，余热“联产”出来的冷和热很难在不同季节和时段都能按用户对冷、热、电的需求比例供应。
这是小型的“联产”系统固有的问题。
从表4、5还可以发现，很少有用于住宅的DES/CCHP项目。
这是因为，他们的住宅建筑多是一家一户的房子，难以构成任何DES系统。
但是，从表5可以看出，日本的有区域供冷供热的分布式能源都是规模较大的（平均2MW）。
随着大规模区域供冷系统（DCS）近年来的快速发展，（特别在美国、日本和中国，平均每年几十个），在气候温热地区的大型DES/CCHP系统也会快速发展起来。
反观中国，中国建筑用能的特点是：
（1）、城市人口稠密、多集中住于商业化的小区公寓而不是别墅；
（2）、随着人民生活水平提高，空调负荷迅速增加；（3）、生活热水需求快速上升；（4）、住宅与商业、办公建筑交织。
因此，除了如表4、5所列的各种中、小型DES/CCHP项目之外，中国还具有建设大型的、集酒店、商厦、住宅等用户于一体的区域DCS/CCHP的好条件。
这种区域集成的大型DCS/CCHP，可以利用不同用户对冷、热、电的需求在不同季节和不同时段的区别性和互补性，而使CCHP机组有更高的效率和更长的运行时间，并且由于规模效应而具有更好的经济性。
中国正在加速城市化和城市能源气体化的进程，每年增加16—20亿m2建筑面积，具有世界各国都没有的、发展DES的极好机会。
中国建筑用能的数据列于表6：
表6我国建筑能耗各部分所占的比例【4】
能耗构成
采暖通风空调
热水供应
电气
炊事
比重
65％
15％
14％
6%
显然，即使对这个总体的比例，任何基于“联产”的组合都是无法满足的。
而按照“联供”的理念，构成一个组合满足这样供应比例并且能够随时段变化并不难。
例如，采用自发电热泵供暖或供冷的效率比吸收制冷更高，而且可变调节幅度很大。
从根本上说，各种原动机与各种制冷、供热方式（包括各种热泵和可再生哪样）形成的各种组合，都是“三联供”系统。
但只有那些最充分考虑具体情况、组合最优的，才有最好的经济效益和最高的能源利用效率。
各项终端供能的经济直供范围大致为：
电，10kV，1—2公里；空调冷水，1—1.6公里；1MPa蒸汽，1--2公里；60℃左右采暖和生活热水，4—5公里。
所相应的最大经济供应范围为6—12平方公里[7]，相应总电负荷50—100MW。
因此，中国不能照搬美、欧、日目前的分布式能源的模式。
国际能源署也建议中国发展50MW左右的DES/CCHP。
作为天然气下游高效利用的重要途径。
当然，这并不排斥在一些单独的商业建筑或工厂建立数百到数千kW的DES/CCHP。
对于化工、炼油、食品、造纸等大型过程工业和工业园区，电子、家电、轻工等离散制造业工业园区，原来的用于保障区域供电的小型柴油机和燃气轮机电站改造，现有城区内的工业烧煤的热电联产的机组改造为DES/CCHP等，都是中国目前特有的发展大型DES/CCHP的机会。
以炼油工业为例：
中国炼油量目前3亿吨/年--4亿吨/年，以能耗65kgEo/t计，部分替代烧掉的重油和炼厂气中的氢气+乙烷乙烯，约需1300万吨/年天然气。
（某沿海新建1200万吨/年炼油厂就需天然气75-80万吨/年）。
充分发挥这些天然气的高效CCHP作用，就可以使中国沿海炼油厂能源效率大大提高。
十多年内，中国的天然气将快速发展，特别是陆续建设的一批LNG接受站，在下游市场开拓规划上，可以考虑结合周边工业、商业、城建的规划，把3-5个500—1000MW的联合循环电站，分散为十来个50—100MW的DES/CCHP；既解决联合循环电站缺乏竞争力问题，又可以解决工业用天然气做锅炉和加热炉燃料承受能力问题。
这是中国LNG下游市场开拓的重要策略。
2．4大型联合循环电站与分布式三联供系统发电投资效益的比较
表7大型分布式冷热电联供能源与联合循环电站的技术经济比较
项目联合循环电站：
大型城区或工业DES/CCHP：
规模500-1000MW，50-100MW，
运行时间4000h/a,5000-6000h/a，
效率55-60%；70-80%；
单位投资4000+4000（网）元/kW;4000-4500元/kW;
投资回收期10-15a8—10a
如表7所示，尽管大型联合循环电厂由于规模效应而有高效率、低单位投资，但是DES/CCHP由于DES/CCHP在区内经10kV电网直供电，避免了输变电投资和距离输送损失和运营费用；并且因冷热电联供高效利用能源，因而总效益高于联合循环电厂。
2004年10月在北京召开的国际分布式能源联盟（WADE）年会，国际分布式能源联盟对未来满足我国20年电力增长的两个方案（大电厂+大电网VSDES）进行了比较，其比较数据如表8所示：
表8满足我国20年电力增长方案（100％集中和100％DES）的比较[8]
项目
100％集中
100％DES
净节约
节约比例（％）
电厂投资费用（亿元）
8946
7783
1163
13
输变电费用（亿元）
7083
547
6536
92
总费用（亿元）
16029
8330
7699
48
消耗燃料（Quads）
17387
7337
10049
57
单位费用（万元/kwh）
1.02
0.6
0.42
44
CO2排放（MT/年）
1321
891
430
32
2．5典型较大DES/CCHP案例介绍
（1）广州大学城分布式能源站简介
广州大学城一期面积18平方公里，建筑面积800万m2；DES服务对象是大学城的20万大学生和10万居民的用电、空调和和生活热水。
组合方案是基于燃气轮机－蒸汽联合循环的DES/CCHP。
主机是2台FT8Twin燃气轮机，单台发电出力为51.35MW，一次发电效率为38.4％，联合循环全凝发电出力为66.7MW，发电效率50.4％。
设置4制冷站，其中3个为双工况带蓄冰的压缩制冷机组，一个以10Mpa抽汽吸收制冷为主，总装机11万冷吨。
60℃生活热水由余热锅炉100℃--50℃烟气加热，冬季不足由汽轮机蒸汽冷凝潜热补充；连续生产，分散储存，容量保证集中使用需求。
集中供冷和生活热水系统已经部分投入运行。
系统基本流程如下：
图1广州大学城分布式能源站系统流程图
（2）广东某城区分布式能源站简介
广东某5km2城区为集酒店、旅游景区、高尚住宅、文化设施、科技研发为一体的社区，05年人口6-7万，建筑面积250万m2。
2015年规划控制人口8.5万，建筑面积380万m2。
电、冷和生活热水的负荷随季节和昼夜波动较大。
DES/CCHP组合为三台8700kW，一次发电效率46％的燃气内燃机，系统基本流程如下：
图2燃气内燃机联合循环分布式冷热电三联供系统基本流程
余热锅炉参数为12.5bar，280℃蒸汽继续进入汽轮机发电后157℃烟气用于产生高温热水供吸收式制冷机用。
生活热水可由润滑油冷却器产生，并输送给城区内各生活热水用户。
此外，在北京中关村国际商城，顺德某金融新区，广州某新城中心区，深圳某高科技开发区，武汉某商业中心区，银川“哈纳斯”商业中心，天津新港区人工岛等大型DES/CCHP系统，都正在建设或策划之中。
3、LNG下游市场开拓策略探讨
4．3.1应用DES/CCHP技术提高工、商用户对天然气价格的承受能力
由表2可见，工、商业用户占世界（严格来说，大部分在发达国家）天然气消费约40%；其中采用DES/CCHP的也还是少数。
如前所述美国计划2010年DES/CCHP的发电装机占全国总量的14％，2020年占29％。
据报导，2006年3月交货的美国天然气期货价格降为$7.858/1000ft3,折合$275/1000m3,或人民币2.2元/m3[12]；比大鹏LNG项目1.1元/m3的到岸价高一倍。
中国的工、商业用户显然难以承受。
但为什么欧美国家能够承受呢？
这主要是经济发达程度的问题。
在经济全球化条件下，国际能源价格体系是同一的，但在各国消费物价中的相对价格却相差悬殊。
$0.275/m3的天然气对10美元的美国快餐不算什么；但2.2元/m3对10元人民币的中国快餐就是高成本了。
有趣的是，5年前，当美国天然气期货价只有$0.15/m3的时候就有美国的麦当劳快餐店采用微燃机DES/CCHP来降低燃料成本的报导。
但迄今还有人认为中国不宜采用和推广DES/CCHP。
中国东南沿海人口稠密的城市群既不能因此就改回烧煤，也不能等经济发达以后再买天然气；因为加速发展天然气是中国包括恢复生态和环境在内的可持续发展的大能源战略的需要。
所以中国只能以比美国更快的速度发展DES/CCHP在工、商业用户中的应用，用更高的利用效率来承受高价格的天然气。
在本文2.3段中介绍了中国工、商业用户用能的特点和采用DES/CCHP的有利条件，这里不再赘述。
具体类型的分析参见文献[]。
3.2城市煤气公司拓展DES用户市场
许多城市煤气公司迄今仍然把发展用户的目光盯在居民炊事和生活热水用气上。
如上所述，其实DES才是他们快速拓展天然气市场的重要方向。
例如，广州煤气公司与大鹏签订的一期合同为41万m3/d，远景120万m3/d供应上百万用户。
而广州大学城DES作为广州煤气公司的一个用户需求就有12万m3/d。
因此，已有天然气的地区，通过发展DES项目开拓市场，步伐大、效率高。
正在天然气项目的地区，更可以一开始就针对工业、商业和城市建筑用户，规划DES/CCHP项目，不用面对只考虑联合循环电站和城市煤气的两难局面。
兹以广州为例略加探讨。
广州地区的天然气下游市场调查见下表：
表92010年和2020年广州对天然气的需求
用途发电民用燃气工业化工原料其它备注
广州201024（35）25（36）28（40）17（25）6（9）括号内为量，万吨/年
预期202020（5）24（6）30（25）206（汽车）
（括号内为分布式能源占的百分数）
这里对于工业、商业等天然气用户中可能发展的DES/CCHP的估计并非没有根据。
例如，环保要求小锅炉改烧气，采用小型分布式能源可以避免经济损失；南沙开发区、广州经济技术开发区的工业园区、新建的汽车、石化、冶金等大企业，工业用气2011年将达60万吨/年，采用大型DES/CCHP是节能、环保、提高经济效益的必由之路。
3.3DES/CCHP是各方得益的优化选择
如果能用十几个50--100MW的、年运行时间达6000～7000小时的DES/CCHP替代几个300MW–1GW的纯发电电站，对天然气公司来说，下游市场会更稳定可靠，也更有利于均衡供气。
对投资和运营商来说，可以通过联供，降低发电成本，比投资纯电厂投资回收期短而且有保障。
对终端用户来说，可以得到比常规分产系统便宜而且方便的冷、热供应。
对电网公司来说，DES/CCHP只占它经营负荷的一小部分，不会冲击电网，也不会减少盈利，反而会节省大网投资；DES/CCHP通过就地直供电和供冷供热，不仅减少电网的负担，而且可以同样起到帮助电网调峰的作用。
此外，由于DES/CCHP需要电网对频率和安全性的保障，电网可以适当的向DES/CCHP收取一定的容量保障和紧急备用费用，两者是互利互助的。
对政府来说，DES/CCHP节约了能源，保护了环境，减少了政府在公用事业上的投资。
因此，DES/CCHP是政府、电网、燃气公司、投资运营商和用户五方共赢、共同获益的的一种优化选择。
从全社会角度看，以广州市为例，未来十几年内大力建设DES/CCHP，可以节约上百万kVA的电网和变电站建设费用，节省上百万kW输送损耗和调度费用；冷热电联供高效利用LNG的社会效益上十亿元计；并可利用上百亿元计的社会资本，节省国家财政开支；DES用户以大电网作后备补充，可靠性更高；还将带动燃气轮机、余热锅炉、大型制冷机等制造业发展，拉动上百亿元/年GDP增长。
3.4加快开拓天然气作为车用燃料的市场
根据我国环保部门提供的数据，在北京、上海、广州等大城市，机动车对CO、HC、NOx的贡献率已经超过50％。
目前，中国已经成为世界第一位的重型卡车用户，占总量的36%[12]。
这意味着机动车已逐渐成为我国大城市大气污染的主要污染源。
控制汽车排气污染已经成为十分急迫的问题。
随着国家清洁汽车行
升级会员 