鐘林 王陽(yáng) 敬佳佳 王黨飛 黃澤奇

(1.西南石油大學(xué)，四川 成都 610500；2.西南石油大學(xué)能源裝備研究院，四川 成都 610000)

世界環(huán)境危機(jī)日益嚴(yán)峻，碳中和已成全球共識(shí)，碳減排是大勢(shì)所趨，能源轉(zhuǎn)型是重要舉措。

天然氣的碳排放僅有煤炭的一半，氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)、煙塵濃度水平顯著低于燃煤。美國(guó)在2007年和2019年能源消耗總量基本持平，天然氣消費(fèi)量從23%增至32%，煤炭消費(fèi)量從24%下降至12%，非化石能源從12%增長(zhǎng)至17%，碳排放總量下降32%，其中接近三分之二的貢獻(xiàn)來(lái)自天然氣發(fā)電替代燃煤發(fā)電。相比于全球天然氣消費(fèi)在能源消費(fèi)中約25%的占比，中國(guó)9%的天然氣消費(fèi)占比仍有很大的上升空間[1]。作為最低碳、清潔、靈活的化石能源，天然氣將在我國(guó)“雙碳”進(jìn)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，是承接高碳燃料有序退出的補(bǔ)位能源和支撐可再生能源大規(guī)模利用的“穩(wěn)定器”，將與零碳能源長(zhǎng)期并存。

1 LNG產(chǎn)業(yè)裝備發(fā)展的必要性

從國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展出發(fā)，能源安全是全局性、戰(zhàn)略性問(wèn)題。習(xí)近平總書記在黨的十九大報(bào)告中提出“要構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”。中國(guó)2021年供應(yīng)天然氣中45%依靠國(guó)外進(jìn)口。進(jìn)口氣由管道氣與LNG構(gòu)成，LNG相比管道氣有靈活、來(lái)源廣等優(yōu)點(diǎn)，不受管網(wǎng)限制。我國(guó)是全球最大的LNG進(jìn)口國(guó)，2021年我國(guó)進(jìn)口LNG為1089億m3，在進(jìn)口氣中占比高達(dá)65%[2]，是我國(guó)全年天然氣消費(fèi)量的近三分之一(見(jiàn)圖1)。國(guó)家能源局在《中國(guó)天然氣發(fā)展報(bào)告(2021)》中[3]提到天然氣消費(fèi)預(yù)計(jì)將從2020年的3251億m3增長(zhǎng)至2030年的6000億m3，屆時(shí)我國(guó)仍有1200億～1700億m3天然氣供需缺口，加上2017年開始的煤改氣工程進(jìn)一步擴(kuò)大了天然氣缺口，僅靠自產(chǎn)氣與陸地進(jìn)口管道氣無(wú)法填補(bǔ)用氣缺口，海上進(jìn)口LNG將會(huì)成為未來(lái)天然氣增量的重要組成部分。

圖1 2015—2021年中國(guó)天然氣供應(yīng)量

不難看出，無(wú)論作為能源保駕國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展還是助力世界環(huán)境改善，天然氣都舉足輕重。此外，受限于我國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)滯后儲(chǔ)氣能力弱，LNG這種“靈活”的天然氣其重要性進(jìn)一步得以體現(xiàn)，當(dāng)遭遇特殊及應(yīng)急情況例如管道氣進(jìn)口受限以及極端天氣氣候變化等，LNG可成為保供的主要來(lái)源。隨著2018年LNG被正式納入國(guó)家天然氣儲(chǔ)備體系(國(guó)發(fā)〔2018〕31號(hào))，以及供需缺口的逐漸增大，我國(guó)LNG戰(zhàn)略儲(chǔ)備能力弱、儲(chǔ)備量少、區(qū)域發(fā)展和布局不平衡、受到國(guó)際形勢(shì)影響時(shí)天然氣供應(yīng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力較差等問(wèn)題將會(huì)凸顯。要解決這些問(wèn)題必須要大力發(fā)展與之相關(guān)配套的LNG產(chǎn)業(yè)儲(chǔ)運(yùn)裝備，建立LNG裝備產(chǎn)業(yè)體系、規(guī)模化儲(chǔ)運(yùn)裝備設(shè)施，攻關(guān)關(guān)鍵卡脖子技術(shù)，逐漸降低直至擺脫對(duì)外依賴。本文聚焦LNG產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游關(guān)鍵儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，對(duì)LNG儲(chǔ)備相關(guān)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化以及LNG產(chǎn)業(yè)儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化等發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了對(duì)比闡述，對(duì)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，并提出了相關(guān)技術(shù)發(fā)展建議。

2 LNG產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵儲(chǔ)運(yùn)裝備發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

LNG全產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游的開采液化、中游的儲(chǔ)運(yùn)接收以及下游的分銷，其中上游開采液化主要包括兩種：一是陸地開采天然氣然后在LNG液化廠進(jìn)行液化，二是海上開采天然氣然后通過(guò)FLNG進(jìn)行液化；從液化廠出來(lái)的LNG主要通過(guò)漕運(yùn)車送至LNG接收站，從FLNG出來(lái)的LNG通過(guò)LNG船從海上運(yùn)送至LNG站。目前在LNG全產(chǎn)業(yè)鏈(見(jiàn)圖2)中，LNG產(chǎn)業(yè)儲(chǔ)運(yùn)裝備主要包括四大核心裝備：FLNG船、LNG運(yùn)輸船、LNG儲(chǔ)罐與LNG-FSRU。

圖2 LNG全產(chǎn)業(yè)鏈總覽圖

2.1 FLNG發(fā)展現(xiàn)狀

FLNG(Floating Liquid Natural Gas)，即浮式液化天然氣生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置，F(xiàn)LNG的概念源于FPSO，其存儲(chǔ)介質(zhì)為L(zhǎng)NG，由于LNG的物理特性(低溫：-162℃；低密度：425～470 kg/m3)，F(xiàn)LNG遠(yuǎn)比FPSO復(fù)雜。典型的FLNG包括船體系統(tǒng)(船型、圓筒型、半潛型等)、系泊系統(tǒng)(單點(diǎn)系泊系統(tǒng)、多點(diǎn)新系統(tǒng))、液貨艙系統(tǒng)(Moss、SPB、GTT)、外輸系統(tǒng)(串靠外輸、旁靠外輸)、油氣處理系統(tǒng)、生活樓等。業(yè)界也稱作LNG-FPSO，F(xiàn)LNG集生產(chǎn)平臺(tái)、外輸管線與陸上終端的功能于一身，可實(shí)現(xiàn)海上天然氣生產(chǎn)、處理、液化及儲(chǔ)存，結(jié)合LNGC(LNG運(yùn)輸船)可在海上直接實(shí)現(xiàn)LNG的液貨出口，其在設(shè)計(jì)上對(duì)相關(guān)設(shè)備的布局以及安全性有非常高的要求。FLNG的概念最早由殼牌公司于20世紀(jì)60年代末首次提出，70年代末第一次提出用于解決LNG的相關(guān)問(wèn)題。

截止2022年7月世界上有5艘FLNG正式投入使用，其中最大的是澳大利亞的Prulude FLNG，該FLNG由韓國(guó)三星重工建造，是全球最大的浮式海工裝置。這艘FLNG船長(zhǎng)489 m，寬74 m，排水量達(dá)60萬(wàn)噸，建造時(shí)采用了大約26萬(wàn)噸鋼材，具有超過(guò)150項(xiàng)專利。Prelude FLNG每年能夠生產(chǎn)360萬(wàn)噸LNG、130萬(wàn)噸冷凝水和40萬(wàn)噸LPG，可以抵抗各種極端天氣氣候變化[4]。世界已投產(chǎn)和在建的FLNG項(xiàng)目如表1所示。

表1 世界已投產(chǎn)和在建的FLNG項(xiàng)目

我國(guó)自主的FLNG相關(guān)裝備技術(shù)也正在積極研發(fā)中，其主要研發(fā)工作由中國(guó)海油領(lǐng)銜開展，截止目前該項(xiàng)研究工作已經(jīng)完成存儲(chǔ)模塊、上部模塊的設(shè)計(jì)建造，同時(shí)也解決了部分核心裝備以及部分技術(shù)難題，從整體上掌握了FLNG的核心技術(shù)。此外，針對(duì)FLNG中關(guān)鍵的液化裝備以及晃動(dòng)工況下LNG繞管式換熱器兩相流均布及換熱性能技術(shù)進(jìn)行了研發(fā)和實(shí)驗(yàn)，包括一套液化量可達(dá)2萬(wàn)m3/天的氮膨脹液化裝置與3套模擬海上晃動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，3套試驗(yàn)臺(tái)分別對(duì)應(yīng)微型雙混合冷劑液化工藝實(shí)驗(yàn)裝置的晃動(dòng)工況模擬與實(shí)驗(yàn)研究、晃動(dòng)工況下LNG繞管式換熱器兩相流均布及換熱性能技術(shù)研究與預(yù)處理用塔器內(nèi)部?jī)上嗔鱾鳠醾髻|(zhì)的模擬和實(shí)驗(yàn)研究以及晃動(dòng)工況下的兩相流動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)理論研究，提出了可以在晃動(dòng)工況下均勻流動(dòng)的兩相流設(shè)備，突破了浮式生產(chǎn)裝置兩相流設(shè)備的流動(dòng)換熱控制關(guān)鍵技術(shù)[5]。圖3為“FLNG+水下生產(chǎn)系統(tǒng)”的工程模式[6]。

圖3 FLNG+水下生產(chǎn)系統(tǒng)”的工程模式

2.2 LNG運(yùn)輸船發(fā)展現(xiàn)狀

LNG船是國(guó)際公認(rèn)的高技術(shù)、高難度、高附加值的“三高”船型，被稱為“海上超級(jí)冷庫(kù)”，最難的部分是它的液貨圍護(hù)系統(tǒng)，也就是要將-163℃的低溫LNG安全儲(chǔ)存，不能泄露，同時(shí)使低溫液貨與船體結(jié)構(gòu)有效隔離以防止產(chǎn)生鋼板低溫脆裂，而且蒸發(fā)率要低。LNG船按液貨艙的結(jié)構(gòu)形式可分為獨(dú)立儲(chǔ)罐式和膜式。前者是將柱形、罐形、球形等形狀的儲(chǔ)罐置于船內(nèi)；后者采用雙殼結(jié)構(gòu)，體內(nèi)殼就是液貨艙的承載殼體，相比于獨(dú)立儲(chǔ)罐式結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，雙殼結(jié)構(gòu)具有許多優(yōu)勢(shì)特征，不僅具有較高的容積利用率，而且結(jié)構(gòu)重量也比較輕[7]。世界上已有的液貨艙技術(shù)有法國(guó)GTT薄膜型、英國(guó)的Moss球罐型、日本的SPB型艙以及應(yīng)用較少的C型壓力罐式，此外近兩年也出現(xiàn)了韓國(guó)的KC-1型和挪威的LNT-A型液貨艙技術(shù)[8]。在這其中應(yīng)用最多的是法國(guó)GTT薄膜型液貨艙技術(shù)，在市場(chǎng)上其他幾種技術(shù)類型的份額總和不及它的一半。

最早的LNG運(yùn)輸船是1958年美國(guó)用普通舊油船改建成的5100 m2的“甲烷光鐸”號(hào)。當(dāng)時(shí)直接將儲(chǔ)罐移至船艙內(nèi)部作為液貨倉(cāng)。目前，世界上先進(jìn)的LNG運(yùn)輸船有韓國(guó)大宇造船公司建造的Christophe de Margerie號(hào)，它是全球唯一一艘SRC7冰級(jí)特大型LNG運(yùn)輸船，用于北冰洋西伯利亞地區(qū)的LNG運(yùn)輸，該船型在必要的時(shí)候可以進(jìn)行破冰作業(yè)，其滿載LNG運(yùn)輸量可以達(dá)到17.36萬(wàn)m3。北方海航道上行駛的Christophe de Margerie號(hào)LNG運(yùn)輸船如圖4所示[9]。

圖4 北方海航道上行駛的Christophe de Margerie號(hào)LNG運(yùn)輸船

我國(guó)生產(chǎn)過(guò)不少LNG運(yùn)輸船，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LNG運(yùn)輸船有中小型的“海洋石油301”號(hào)，該船滿載運(yùn)輸量為3萬(wàn)m3，液貨艙采用4個(gè)C型壓力罐，是目前全球最大的C型LNG運(yùn)輸船，需要注意的是C型壓力罐式液貨艙并非世界主流LNG運(yùn)輸船液貨艙技術(shù)。此外，中船旗下的數(shù)艘LNG運(yùn)輸船也是自主研發(fā)制造的。截止目前，中船旗下的LNG運(yùn)輸船正在進(jìn)行第五代LNG運(yùn)輸船的研制，在其已經(jīng)交付的LNG運(yùn)輸船中，最先進(jìn)的是4艘第四代大型LNG運(yùn)輸船，分別是“大鵬昊”、“大鵬月”、“閩榕”以及“閩鷺”。中國(guó)船舶旗下的4艘大型LNG運(yùn)輸船中運(yùn)輸量最大的是“大鵬昊”，其滿載運(yùn)輸量可達(dá)14.7萬(wàn)m3，這一數(shù)據(jù)已經(jīng)接近了世界上最大的LNG運(yùn)輸船。2022年8月中國(guó)第五代大型液化天然氣船首制船點(diǎn)火開工，這標(biāo)志著由中國(guó)自主研發(fā)設(shè)計(jì)、代表當(dāng)今世界大型LNG運(yùn)輸船領(lǐng)域最高技術(shù)水平的中國(guó)第五代“長(zhǎng)恒系列”17.4萬(wàn)m3LNG運(yùn)輸船由設(shè)計(jì)藍(lán)圖“駛向”實(shí)船建造。這款具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“長(zhǎng)恒系列”船型已經(jīng)獲得美國(guó)船級(jí)社、法國(guó)船級(jí)社、英國(guó)勞氏船級(jí)社、挪威船級(jí)社等四家國(guó)際著名船級(jí)社頒發(fā)的船型設(shè)計(jì)通用認(rèn)可、入級(jí)預(yù)先認(rèn)可等證書，取得了實(shí)船建造的通行證[10]?！昂Ｑ笫?01號(hào)”LNG運(yùn)輸船如圖5所示[11]，“大鵬昊”LNG運(yùn)輸船如圖6所示[12]。

圖5 “海洋石油301號(hào)”LNG運(yùn)輸船

圖6 “大鵬昊”LNG運(yùn)輸船

2.3 LNG儲(chǔ)罐發(fā)展現(xiàn)狀

自2006年大鵬LNG接收站投產(chǎn)以來(lái)，中國(guó)LNG儲(chǔ)罐的最長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)時(shí)間已經(jīng)超過(guò)11年。目前國(guó)內(nèi)大型LNG儲(chǔ)罐的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到40多個(gè)。儲(chǔ)罐決定了LNG接收站的接收能力，我國(guó)在前些年放緩了LNG接收站的建設(shè)，但是由于最近幾年的天然氣消費(fèi)量上升速度太快，自產(chǎn)氣增速和進(jìn)口管道氣的增速滿足不了，所以至2016年開始又加快了LNG接收站的建設(shè)進(jìn)度，這同時(shí)也對(duì)LNG儲(chǔ)罐研制提出了更高的要求。

與LNG儲(chǔ)罐研制相對(duì)應(yīng)的是儲(chǔ)罐建造的核心技術(shù)，核心技術(shù)包括全模型建模分析、地震響應(yīng)分析、隔震研究、支撐結(jié)構(gòu)研究、局部構(gòu)件的校核以及失效性分析。中國(guó)已完全具備常規(guī)LNG儲(chǔ)罐的自主設(shè)計(jì)能力，當(dāng)前自主核心技術(shù)主要在常規(guī)單容罐以及常規(guī)全容儲(chǔ)罐，包括雙金屬壁全容罐和混凝土全容罐方面，且集中在數(shù)值模擬計(jì)算方面[13]。相關(guān)研究和設(shè)計(jì)單位已經(jīng)掌握27萬(wàn)m3以內(nèi)的全容儲(chǔ)罐核心技術(shù)，正在建設(shè)的江蘇LNG一期擴(kuò)建、珠海LNG二期項(xiàng)目里11座27萬(wàn)m3儲(chǔ)罐，為目前世界單罐罐容最大的全容儲(chǔ)罐，同時(shí)也是世界上罐容最大的LNG儲(chǔ)罐。該項(xiàng)技術(shù)可用于未來(lái)國(guó)內(nèi)LNG戰(zhàn)略儲(chǔ)氣庫(kù)布局，加速國(guó)內(nèi)LNG儲(chǔ)罐國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。在常規(guī)單容罐方面，我國(guó)自主設(shè)計(jì)的單容罐最大容積為8萬(wàn)m3，國(guó)外最大為16萬(wàn)m3，全容儲(chǔ)罐其優(yōu)點(diǎn)是安全性高、占地少、完整性和技術(shù)可靠性高，是未來(lái)常規(guī)LNG儲(chǔ)罐發(fā)展趨勢(shì)[14-15]。建設(shè)中的中海油江蘇LNG站6座27萬(wàn)m3儲(chǔ)罐如圖7所示，建設(shè)中的中海油珠海LNG站5座27萬(wàn)m3儲(chǔ)罐如圖8所示。常規(guī)LNG儲(chǔ)罐國(guó)內(nèi)外對(duì)比如表2所示。

表2 常規(guī)LNG儲(chǔ)罐國(guó)內(nèi)外對(duì)比

圖7 建設(shè)中的中海油江蘇LNG站6座27萬(wàn)m3儲(chǔ)罐

圖8 建設(shè)中的中海油珠海LNG站5座27萬(wàn)m3儲(chǔ)罐

在超大型LNG儲(chǔ)罐的發(fā)展方面，目前沒(méi)有超大型儲(chǔ)罐的明確定義，單彤文等業(yè)界專家傾向于將罐容在20萬(wàn)m3以上的LNG儲(chǔ)罐定義為超大型LNG儲(chǔ)罐。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)我國(guó)已經(jīng)完全掌握了超大型的儲(chǔ)罐的研制，但是全容罐受制于其形貌、表層截面尺寸、厚度、安裝方式等原因，其罐容不可能無(wú)限增大，27萬(wàn)m3的罐容幾乎已經(jīng)達(dá)到了上限。

在新型儲(chǔ)罐方面，目前有自支撐儲(chǔ)罐、海上LNG儲(chǔ)罐等，國(guó)外在新型儲(chǔ)罐的研制方面暫時(shí)領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)。Haug等[16]對(duì)國(guó)外混凝土結(jié)構(gòu)LNG海上接收終端的研究進(jìn)程進(jìn)行了論述，對(duì)不同形狀的附屬結(jié)構(gòu)以及存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的受力模式及特點(diǎn)進(jìn)行了分析，總結(jié)了設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中需要考慮的主要因素；Sullivan等[17]對(duì)重力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)接收終端和海上接收模塊與陸上接收終端進(jìn)行了對(duì)比，從結(jié)構(gòu)的受力、基礎(chǔ)型式、施工周期、造價(jià)和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)等方面進(jìn)行了分析；國(guó)內(nèi)目前已經(jīng)對(duì)海上LNG儲(chǔ)罐運(yùn)輸系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、抗冰系統(tǒng)等方面逐步開展了部分研究。

此外，目前國(guó)內(nèi)LNG儲(chǔ)罐部分保冷及儀表系統(tǒng)仍未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。其中，泡沫玻璃磚、瀝青氈、玻璃棉等保冷材料，可實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但國(guó)內(nèi)供應(yīng)商較少，在部分項(xiàng)目實(shí)際建設(shè)時(shí)采用進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)的形式。玻璃布、彈性氈、珍珠巖原礦、罐表系統(tǒng)，目前還未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，國(guó)內(nèi)LNG儲(chǔ)罐建設(shè)時(shí)仍采用進(jìn)口形式。

2.4 LNG-FSRU發(fā)展現(xiàn)狀

FSRU浮式液化存儲(chǔ)及再氣化裝置是近些年提出來(lái)的一種新型海上LNG裝備，它集LNG接收、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移運(yùn)輸、再氣化、外輸?shù)榷喾N功能于一體，相當(dāng)于將LNG運(yùn)輸船和LNG接收站結(jié)合，是一種名副其實(shí)的海上大型移動(dòng)LNG站，其可以將LNG運(yùn)送至目的地后直接將LNG氣化，對(duì)接天然氣管線對(duì)外進(jìn)行供氣。

當(dāng)前世界上已經(jīng)投運(yùn)的LNG-FSRU分為兩種，一種是基于已有的LNG船進(jìn)行改造得來(lái)，一種是從新設(shè)計(jì)建造，其中大部分是重新設(shè)計(jì)建造的，在該領(lǐng)域韓國(guó)目前處于世界領(lǐng)先地位。世界已經(jīng)投運(yùn)的近30艘LNG-FSRU里有22艘是韓國(guó)建造，我國(guó)基于在LNG運(yùn)輸船以及路基LNG接收站上的研發(fā)積累，在2015年完成了1艘17萬(wàn)m3的FSRU改裝工作，2017年接到首單小型FSRU的訂單，同年稍晚接到了兩艘17.4萬(wàn)m3的大型FSRU訂單。目前只有建造17萬(wàn)m3以上的FSRU才能在國(guó)際市場(chǎng)擁有一席之地，其可以永久或者半永久地停泊在LNG卸貨地。截止2022年，我國(guó)僅有一艘中海油天津“安海角”號(hào)LNG-FSRU，其采用的是Hoegh公司的14.5萬(wàn)m3的FSRU，于2013年底正式投入運(yùn)營(yíng)?！鞍埠＝恰碧?hào)LNG-FSRU如圖9所示[18]。

圖9 “安海角”號(hào)LNG-FSRU

相較于傳統(tǒng)LNG運(yùn)輸船和路基LNG接收站，F(xiàn)SRU的主要技術(shù)難點(diǎn)集中在氣態(tài)外輸相關(guān)設(shè)備，包括再氣化工藝裝置、高壓外輸計(jì)量單元以及高完整性壓力保護(hù)系統(tǒng)等。目前相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)均未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。此外鋼材、控制系統(tǒng)、GCU、配電板、殷瓦、膠合板等，低溫材料如高壓低溫閥門、安全閥等基本都是進(jìn)口；部分常規(guī)設(shè)備和材料如透氣桅、濾器、泵塔、低溫管及管件、低溫小口徑閥門、玻璃鋼管、PVC管、絕熱材料等可以國(guó)產(chǎn)，中船集團(tuán)收購(gòu)了瓦錫蘭集團(tuán)低速機(jī)業(yè)務(wù)成立WinGD，使得FSRU推進(jìn)系統(tǒng)可以國(guó)產(chǎn)，整體自產(chǎn)化率在50%～60%。

2021年我國(guó)自主設(shè)計(jì)研發(fā)的首座17.4萬(wàn)m3的LNG-FSRU正式交付給希臘daynagas公司，標(biāo)志著我國(guó)擁有了自主設(shè)計(jì)并建設(shè)大型LNG-FSRU的能力。該艘FSRU與中船的第五代LNG運(yùn)輸船采用同型的液貨艙，存儲(chǔ)管理系統(tǒng)也類似，除了在單位時(shí)間內(nèi)再氣化能力(再氣化能力決定了FSRU的工作能力)以及液貨艙的蒸發(fā)率方面與韓國(guó)有一點(diǎn)差距，從實(shí)際效果來(lái)講處于世界先進(jìn)水平。世界已投產(chǎn)的先進(jìn)FSRU項(xiàng)目如表3所示。

表3 世界已投產(chǎn)的先進(jìn)FSRU項(xiàng)目

2.5 LNG產(chǎn)業(yè)儲(chǔ)運(yùn)裝備未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與展望

2.5.1 我國(guó)FLNG未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與展望

未來(lái)我國(guó)的自主FLNG除了要在結(jié)構(gòu)布局以及安全性上樹立高標(biāo)準(zhǔn)，其發(fā)展首先要完全突破并掌握：

1)船體設(shè)計(jì)技術(shù)；

2)上部模塊的設(shè)計(jì)與建造，包括油氣分離系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、液化系統(tǒng)、儲(chǔ)藏系統(tǒng)、外輸系統(tǒng)等；

3)液化工藝以及相關(guān)配套設(shè)備的研制；

4)液艙系統(tǒng)及配套設(shè)備，單點(diǎn)系泊系統(tǒng)以及相關(guān)配套設(shè)備。

完成以上裝備與工藝的技術(shù)突破以后接下來(lái)則應(yīng)當(dāng)建造適合我國(guó)南海環(huán)境的FLNG，最后向體量更大且環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)的FLNG進(jìn)行研發(fā)與突破。FLNG是海洋油氣工業(yè)發(fā)展與科技進(jìn)步結(jié)合的產(chǎn)物，其誕生為海上氣田開發(fā)提供了全新的解決方案，我們應(yīng)當(dāng)著眼于FLNG的廣闊應(yīng)用前景，大力發(fā)展全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的各型FLNG。

2.5.2 我國(guó)LNG運(yùn)輸船未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與展望

目前我國(guó)的LNG運(yùn)輸船設(shè)計(jì)與建造已經(jīng)處于世界先進(jìn)水平，但還有不足之處：無(wú)論是中船旗下的第四代還是第五代LNG運(yùn)輸船其液貨艙均采用的是GTT薄膜罐技術(shù)，該技術(shù)收購(gòu)于法國(guó)GTT公司非自主技術(shù)。此前第四代LNG運(yùn)輸船基于該項(xiàng)技術(shù)將蒸發(fā)率(自然損失率)降低到了0.1%，第五代在此基礎(chǔ)上繼續(xù)降低了15%達(dá)到了0.085%，該項(xiàng)數(shù)據(jù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平，但是與韓國(guó)的0.05%還有一定的差距。所以我們接下來(lái)的努力也有了目標(biāo)，那就是繼續(xù)提高液貨艙的建造工藝水平，進(jìn)一步降低蒸發(fā)率，相信在未來(lái)我國(guó)在全球范圍內(nèi)的LNG船市場(chǎng)會(huì)越來(lái)越廣闊。

2.5.3 我國(guó)LNG儲(chǔ)罐未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與展望

全容罐的建設(shè)我國(guó)目前已經(jīng)處于世界一流水平，接下來(lái)應(yīng)當(dāng)著重發(fā)展其他形式的超大型儲(chǔ)罐以及新型儲(chǔ)罐，不但應(yīng)在原材料以及相關(guān)控制系統(tǒng)打破進(jìn)口現(xiàn)狀，還要發(fā)展新型材料，同時(shí)在研發(fā)手段上應(yīng)當(dāng)多樣化。超大型LNG儲(chǔ)罐研制應(yīng)當(dāng)向地下罐、薄膜罐或者二者結(jié)合方向發(fā)展。新型儲(chǔ)罐中自支撐儲(chǔ)罐采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的內(nèi)罐，對(duì)工藝和材料要求較高，但這種復(fù)合式內(nèi)罐在承載上限方面遠(yuǎn)高于常規(guī)儲(chǔ)罐的壁板式內(nèi)罐，且材料成本較一般的板式內(nèi)罐要低；海上LNG儲(chǔ)罐最大的優(yōu)點(diǎn)集中在不受使用面積的限制，我國(guó)目前規(guī)劃了很多新的LNG接收站，全部建成以后LNG接收站的數(shù)量將在現(xiàn)有的基礎(chǔ)之上翻一番，往后LNG的選址難度將會(huì)大大增加，海上LNG儲(chǔ)罐將會(huì)成為海上LNG接收終端的基礎(chǔ)。

2.5.4 我國(guó)LNG-FSRU未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與展望

目前我國(guó)已經(jīng)啟動(dòng)了22萬(wàn)m3的FSRU研制工作，已經(jīng)交付的17.4萬(wàn)m3的FSRU和已經(jīng)改裝完成的17萬(wàn)m3FSRU為我國(guó)在此領(lǐng)域的設(shè)計(jì)建造以及改裝方面積累了經(jīng)驗(yàn)。未來(lái)FSRU的研發(fā)應(yīng)著重向著材料領(lǐng)域以及控制系統(tǒng)領(lǐng)域進(jìn)行研究突破，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮相關(guān)產(chǎn)品缺少船級(jí)社證書無(wú)法船用，在設(shè)計(jì)考慮、安裝方式、試驗(yàn)條件、應(yīng)用場(chǎng)景等方面與船用產(chǎn)品不一致等問(wèn)題。

3 未來(lái)發(fā)展建議

現(xiàn)如今我國(guó)的LNG產(chǎn)業(yè)儲(chǔ)運(yùn)裝備研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入了瓶頸期，正處于咬牙攻堅(jiān)的關(guān)鍵期，基于前述發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)對(duì)我國(guó)相關(guān)儲(chǔ)運(yùn)裝備的未來(lái)研究與發(fā)展方向提出以下建議：

(1)在研發(fā)時(shí)需長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，未來(lái)的相關(guān)裝備應(yīng)具有系統(tǒng)化、集成化、精細(xì)化、模塊化的特點(diǎn)；

(2)應(yīng)著重向核心部件的材料領(lǐng)域、控制系統(tǒng)領(lǐng)域以及加工工藝領(lǐng)域進(jìn)行突破；

(3)研制過(guò)程中，其配套產(chǎn)品要跟上核心裝備的進(jìn)程，在設(shè)計(jì)考慮、安裝方式、試驗(yàn)條件、應(yīng)用場(chǎng)景等方面要切合國(guó)際市場(chǎng)以及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的實(shí)際需求。