天然气液化厂投资成本要素分析.docx

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天然气液化厂投资成本要素分析

天然气液化厂投资成本要素分析

摘要:

开发利用天然气是当今世界能源发展的潮流,天然气液化项目有利于突破产气区和用气区之间的地理位置局限,受到各国油气公司的高度关注。

建设一座天然气液化厂往往要投资数十亿美元,只有控制投资成本,才能成功运作并实现竞争优势。

本文详细分析了影响天然气液化厂投资成本的要素,并通过举例阐明了一个投资估算的误区,从而进一步论证了这些要素造成的项目投资上的差异。

关键词:

天然气液化厂投资成本要素分析

天然气是最清洁的化石能源,是“低碳经济”的代表。

利用天然气产生的CO2排放量比煤少43%,比石油少28%。

同时,天然气储量丰富,产量持续增长,在全球一次能源消费结构中的比例不断增加。

各国油气公司都高度重视天然气业务的发展,并将控制天然气资源作为实现其战略目标的核心。

天然气有两种贸易模式,即管道天然气贸易和液化天然气（LiquefiedNaturalGas,LNG）贸易。

目前全球LNG贸易量约占天然气贸易总量的30%左右。

LNG贸易有利于突破产气区和用气区之间的地理位置局限。

近几年来,全球已经兴建了多个天然气液化项目,据著名能源咨询公司伍德-麦肯兹公司（WoodMackenzie）预测,未来十年,全球总共还需要新增大约1.5亿吨LNG生产能力,以满足日益增长的天然气需求。

新的天然气液化项目可能采用传统或非传统天然气资源,甚至可能采用还在勘探阶段的天然气来源,这种不确定性增加了产业未来发展的挑战。

建设一座天然气液化厂往往要投资数十亿美元,要想成功运作,需要通过控制成本来实现竞争优势,从而在未来的LNG供应中发挥良好的作用。

而控制成本则首先要深入了解天然气液化厂的投资构成要素,本文主要就此进行了分析。

1天然气液化厂工程范围

天然气液化厂在设计阶段会考虑整个项目生命周期的成本,但投资成本更为关键,它是项目生命周期成本中最大的一项单独的成本。

因此要了解哪些因素是影响投资的关键因素,它们增加了不可避免的投资成本。

在此之前,要首先了解投资范围。

天然气液化项目一般需投资建设以下几个部分:

（1）天然气预处理设备——天然气中含有硫化氢、二氧化碳、水、重烃和和重金属等杂质,会腐蚀生产和储运设备,在低温下冻结而堵塞设备和管道,因此作为液化装置的原料气,必须首先进行预处理;

（2）液化设备——也称作液化天然气生产线,将天然气冷却至-162℃左右成为液态,其体积在常压下减至气态时的1/600,大型天然气液化厂一般包括几条生产线;（3）液化天然气储罐;（4）液化天然气的装运码头;（5）辅助设施、公用工程。

虽然天然气液化厂并没有一个固定的标准,但以上设施是构成液化厂的主要部分。

2影响天然气液化厂投资成本的因素

影响整个液化厂投资的要素并不是按照以上工程范围划分的,而是从以下几个方面进行考虑:

厂址、原料气气质和产品标准、生产规模、液化工艺的选择、材料成本、劳动力成本、发起人/承包商成本、融资成本和模块化建设等。

2.1厂址

厂址选择是工业基本建设的一个重要环节,在天然气液化项目中,厂址对投资的影响尤其重要,特殊的厂址和不同的市场目标使得每个液化厂都是独一无二的。

在最初的设计阶段,现场特定条件对投资的影响即应被考虑在内。

首先,虽然场地平整费用所占总投资的比例不大,但该项费用却会由于厂址的地理位置、场地面积和土壤条件的不同而千差万别,场地平整的难易程度对工期成本和劳动力成本有较大的影响,有些场地平整费用还包含土地动迁费用。

第二,厂址条件影响LNG储罐设计。

LNG储罐的设计与液化厂的规模有关,但更取决于运输船的尺寸和装卸频率,而运输船尺寸与装卸频率受到现场条件的限制。

另外,LNG储罐的建设成本受土壤条件和地震条件的影响较大。

第三,海运设施的投资也主要取决于厂址条件,部分取决液化厂的规模和配置。

液化厂一般建设在远离人口中心的依托条件较差的地方。

为了保证至少13.5m的水深条件,码头需要离岸足够远。

有些地点还需要建设防波堤,以达到运输船装卸条件。

海运设施的成本很高,海运码头主要由两部分组成,即码头前沿和栈桥。

不同码头前沿的建设成本相差不大,而栈桥的成本主要取决于长度和海底土壤条件。

如果码头前沿需要离岸更远,则要增加栈桥长度,海运设施的成本便相应增加。

有时栈桥长度会绵延数公里。

第四,厂址条件影响公用工程和辅助设施的规划建设,比如供水、供电设施是否需要新建或完善。

此外,现场交通运输条件将影响施工建设期间和投产之后的运输费用。

第五,项目地点对劳动力的成本影响十分显著,因项目地点不同而导致的劳动力成本差异可达到50美元/吨。

2.2原料气气质与产品标准

不同气源的原料气气质差别很大,对天然气预处理的工艺流程及液化厂的配置具有一定影响,比如一些原料气中的二氧化碳、二氧化硫和重金属等杂质含量较高,需要特殊处理,除增加净化设备外,还要增加后续处理设施。

另外,原料气气质还关系到是否回收一些有价值的组分,比如对凝析油的回收利用。

产品方案和产品标准根据市场目标而设计,产品标准的差别将影响工艺流程的设计,进而影响工艺装置投资。

比如不同的市场目标使得LNG产品的热值标准不同,LNG产品标准关系到凝析油的回收和脱氮等问题。

2.3生产规模

生产规模决定设备数量和场地面积,从而影响设备材料成本和场地平整费用。

生产规模还决定海运设施的规模和数量,从而影响海运设施的建设成本。

另外,生产规模也决定劳动力成本。

总体来看,有不到50%的液化厂投资与生产规模有关。

单从项目来看,根据“规模效益”的概念,如果单线生产能力增加,投资成本便相应降低。

2003年以前,天然气液化厂项目的投资普遍反映出一个趋势,即工艺技术水平的进步和单线规模增加可以降低单位投资成本。

但是2004年之后,新建LNG项目的投资不再呈现这种趋势。

2004年至2008年,虽然LNG单线生产能力逐渐扩大,液化厂项目的单位投资从400美元/吨上升到了1000美元/吨。

以下几个原因对这一情况具有一定影响。

（1）石化项目建设高峰导致EPC承包商资源短缺。

（2）原材料供不应求导致原材料价格上涨。

（3）LNG工业领域缺乏有技术和经验的工人。

（4）美元汇率的变动。

生产规模本身受到气田开发情况和市场情况的限制。

2.4液化工艺

液化工艺的选择常常被认为是影响投资成本的重要因素，但实际上，工艺技术选择对于整个项目成本来说并没有那么大的影响，虽然它确实会影响到日后的生产运营和生产效率。

不同工艺技术的投资有所不同，但工艺条件也有所差异，比如热效率、操作灵活性、技术成熟度等，要根据项目的具体情况选择。

专利技术和工艺包的购置费用也取决于谈判情况。

2.5材料成本

材料成本是指所有设备和辅助材料的成本,包括散材（比如配管、电气、钢结构和混凝土）。

在项目采购阶段,材料成本根据项目的技术规范和要求以及材料市场供需情况的不同会有很大差别。

材料成本占液化厂总成本的比例对于各液化厂项目之间的投资比较具有一定的影响,这是由于近几年来,材料市场的发展已经超越了天然气液化厂项目的规模经济效益。

2.6现场劳动力成本

劳动力成本是一项重要的成本指标,劳动力成本占到项目建设成本的50%左右。

现场劳动力成本主要指分包合同费用,以人工时费用为主,还包括粉刷、绝缘等与材料有关的费用。

每个国家的经济发展水平不同,造成人工时费用差别很大。

比如在美国、加拿大等发达国家,对现场劳动力的工资、住宿条件、保险费用等有较高的要求并有严格的监管。

不同地区、不同时期,技术工人的供需情况也有所不同,进而影响人工时费用。

2.7发起人/承包商成本

发起人成本是指业主人员在项目执行期间的费用,大约会占整个液化厂投资的10%,但是也会由于许可证和法律费用等项目的不同而有所差异。

每个液化厂的具体工程范围不同,发起人的费用会由于项目复杂性的增加而增加。

承包商的费用所占总投资比例较大,该项成本与工程范围和项目地点有关,与设备数量成比例变化。

承包商的费用包括设计、总部支持性服务、施工管理、装置建设和临时设施建设等费用。

承包商之间的竞争通常被认为是影响投资成本的重要因素,但承包商在各自条件相近的情况下,其竞争对成本的影响十分有限。

2.8融资成本

融资成本包括股票、债券利息和项目初始阶段的运营费用（LNG产品收入尚不能涵盖操作费用时）。

这是一项很少被列入成本指标的费用,但它实际和劳动力成本、发起人/承包商成本及材料成本处于同样重要的位置。

该项成本会由于项目风险和筹资难易程度的不同而不同。

2.9现场建设与模块化建设

大多数液化厂都是现场建设,除非劳动力短缺、现场气候条件差等原因造成传统建设模式成本高,或者项目执行计划不适于现场建设时,模块化建设模式更为适宜。

模块化设计使得液化厂的部分结构可以在专门的制造厂制造。

离岸设施的甲板上的结构经常采用模块化形式建造。

模块化的作用是可以重新部署劳动力并降低现场建设成本。

模块化建设可以实现项目的并行建设,缩短工期,但是如果海运只能在特定的气候条件下进行时,则会有增加工期的风险。

总的来说,模块化设计在节约成本上并不占优优势,模块化建设比现场建设需要更多的结构钢和设计工作,但是模块化建设可以降低厂址偏僻遥远造成的费用增加。

3一个投资估算的误区

“多少美元一吨”是一个比较项目成本的时尚方法,即用生产规模除以总投资得到单位投资,从而比较不同项目的投资情况。

有时候,投资者为了快速获得费用估算,会采用这种方法借鉴以往项目的投资。

但是这种比较只关注了项目规模上的差异,而忽视了项目地点、项目范围、气源和市场等方面的差异,以下案例可以说明这一问题。

假设有六个天然气液化厂都具备以下固定条件:

（1）LNG生产能力为400万吨/年;

（2）液化厂开工率为95%;（3）平均环境温度22℃;（4）采用燃气透平驱动和空气冷却技术。

假设第一个液化厂的进料气气质符合一定的标准,不需要预处理,则该液化厂仅包括液化装置、最少的公用工程和辅助设施,水、电、污水处理都可以依托液化厂界区外的设施;第二个液化厂由于现场可依托条件较少,需要在第一个液化厂的基础上增加公用工程系统;第三个液化厂由于气质原因,需要在第二个液化厂的基础上增加进料气预处理装置,包括酸气处理和脱汞装置;第四个液化厂在第三个液化厂的技术上增加分馏装置,并相应增加LNG存储装置和装卸系统;第五个液化厂在第四个液化厂的基础上进一步增加凝析油装置、二氧化碳脱除及后续处理装置;第六个液化厂在第五个液化厂的基础上增加硫磺回收装置,且副产品液化石油气（LPG）采收率最高。

比较这六个液化厂可以看出现场特定条件对项目投资具有很大影响。

首先,六个液化厂的配置逐步增加,设备成本便相应增加,但是带动的相关费用的增加比例不会很大,这是由于制冷压缩机、驱动设备和低温换热器等主要LNG生产设备已经被包含在基本液化厂中。

第二,设备数量逐步增加,场地面积便相应增加,场地平整费用随之增加。

第三,LNG储罐成本可能有所差异。

LNG储罐根据结构不同,可分为单包容罐、双包容罐、全包容罐和薄膜型罐,对储罐的选型要从投资、运行费用、环境保护等方面综合考虑。

使用全包容罐可以减少存储LNG产品占用的场地面积,但是会增加很多投资成本。

另外,全包容罐需要更长的建设周期,对工期成本造成一定影响,LNG储罐成本还受到土壤条件和地震条件的影响。

因此,这六个液化厂的LNG储罐成本可能会有很大差异。

第四,深度回收凝析油可能是考虑到项目整体的生产效益——比如液化石油气（LPG）产品的价值超过了增加LNG产品的价值。

虽然第六个液化厂深度回收凝析油可以增加项目的整体收入并降低项目的生命周期成本,但是当单独评估LNG的生产成本时,却导致评估值增加。

此外,六个液化厂的材料成本、海运设施成本、劳动力成本、发起人/承包商成本、融资成本等也可能由于各自特定条件的不同而有所差异。

可以看出,六个液化厂在LNG生产能力相同的条件下,单位投资却不一样。

因此,单纯通过规模的角度来比较项目的单位投资是不合理的。

与上述比较方法不同的是,一些石油公司建立了成本分析模型,可以通过改变具体条件来评估项目的投资成本,比如增减设备数量、修改人工时数量和价格、调整项目风险系数等,从而根据液化厂的不同配置计算出不同的成本,得到“多少美元一吨”的结果,这种方法的计算结果会相对准确一些,因为它是将一个已知条件的设计同另一个假设条件或已知条件的设计进行比较。

4结语

成功运作一个液化厂项目需要完美的统筹计划,合适的合作伙伴和可靠的资金支持,项目的难点在于力争做到成本最低和工期最短。

因此,在投资之前,首先要清楚地了解影响投资成本变化的关键因素,包括现场条件、项目开发情况、项目范围和市场目标等;同时,要选好合作伙伴,制定好融资计划;另外,还要平衡考虑安全性、可靠性、日后的运转和维护等因素。

当面对一个新项目时,在清楚地了解影响投资因素的基础上进行费用估算是一个恰当的评估复杂项目的办法。

不同的建设地点和工程范围需要考虑不同的建设因素,使得每个液化厂的投资可能会相差100%。

没有任何两个天然气液化厂项目是相同的。