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本文来自微信公众号:地球知识局 (ID:diqiuzhishiju),作者:Sha, 制图:孙绿,校稿:辜汉膺,编辑:蛾,头图来自:视觉中国


天然气是一种极易燃烧的清洁化石能源,主要成分为甲烷。其成因与其它化石能源类似,简单说来都是遗留在地球表面的动植物有机质,经过时间的沉淀和复杂的地壳运动后,被掩埋在地壳深处。在压力与地热的作用下,这些有机质慢慢演变成了煤炭、原油和天然气等化石燃料。


天然气主要成分是各类轻烷烃,最主要成分为甲烷(来源:The CGA Playbook)


与煤炭和原油这些传统化石能源相比,天然气又具有储量较多、碳排放和开采难度相对低等优点。


谁储量多,谁财大“气”粗,一目了然(横屏)


虽然天然气不如太阳能和风能更环保,但没太阳、没风的时候,天然气还需用一用。预计在中短期内,人类应该还摆脱不了对化石能源的依赖,只能尽量选择相对清洁的化石能源加以妥善利用。


因此,天然气这种相对优秀的化石能源自然是拥有强劲的市场需求,但传统的管道供应却限制了从产地到终端的触及范围。这时,液化天然气(LNG)的登场就很好地解决了这个问题


LNG如何实现全球旅行?


LNG是将开采后的天然气经过预处理,再冷却至约-162℃,使其从气体变为液体,同时体积也缩小为原体积的约1/600。


液化后的天然气就可以由装载了特殊储罐的车、船运往世界各地的天然气接收站。再在接收站转化成气体,经由当地的管道传送至终端使用单位。


运输方式的优化与便捷,使得LNG的贸易属性更加鲜明。在过去的两年里,全球能源危机、新冠疫情、通货膨胀以及航运紧张等诸多影响因素的叠加,共同见证了LNG跌宕起伏的供需关系和价格变化,让全球能源格局变化莫测。


LNG的产业链可简要概括为:勘探开采和预处理,液化,运输,接收储存和再气化以及运往终端市场。这条产业链中比较关键环节的就是液化厂、运输船和接收站。具备液化能力是能够出口LNG的必要条件之一。


LNG产业链是一条资金庞大、技术密集的链系,贯穿了天然气产业全过程,可分为三个环节


据国际天然气联(IGU)的公开报告显示,截至2022年4月,全球液化产能约4.724亿吨/年,其中澳大利亚以8760万吨/年的液化产能位居世界第一,美国和卡塔尔分别以8610万吨/年和7710万吨/年的产能位列其后。


以2020年为例,该国出口商品中LNG占比不低


此外,在建液化厂产能有1.385亿吨/年,计划建设的液化厂产能为10.345亿吨/年。全球LNG的产能需求,可见一斑。


LNG运输船作为承载LNG开启全球贸易之旅的重要运输工具,拥有极高的技术门槛。与普通货运船不同的是,LNG运输船需要具备强大的维护系统,能够确保LNG处于-160℃的液体状态并尽量降低其蒸发率。因此,LNG运输船又有“海上超级冷冻车”的美誉。


近年来,随着科技发展和市场需求增长,LNG运输船在数量、舱容和维护系统技术上都有了显著的提升。截至2022年4月,全球共有641艘在运行LNG运输船,216艘在建,在建船中有21艘是可用于穿越北极区域的破冰船。


俄罗斯产的LNG,有些是通过北冰洋航线发货的


运输船平均交付期长达30-50个月,价格也与其系统和其它技术参数挂钩。随着订船需求的增长,交付周期或许会更长,价格也随之攀升。举个例子,一艘常规17.4万立方米舱容的二冲程运输船的价格曾一度从1.8亿美金涨到2.3亿美金。


由此可见,LNG运输船不仅是技术密集型,也是资金密集型,用“船界爱马仕”来形容也毫不夸张


MKⅢ薄膜型LNG船的货舱,非常科幻(图:9gag.com)


建造LNG运输船所面临的一系列技术、结构、安全和资金挑战,势必让大多数造船厂都望而却步。当今世界上具备上述能力的造船厂屈指可数,主要是韩国现代重工,三星重工,大宇造船厂和我国的沪东中华


在建的216艘LNG运输船中,有200艘是向这4家造船厂所订购的,其数量依次为82、54、35和29艘。


当LNG“乘坐”其豪华运输船抵达指定卸货港口后,将由接收站通过特殊的管道接收,以保证LNG能依然在低温的条件下卸载,并传送到双壁隔热低温储存罐中。


码头上的LNG储罐(图:Flickr)


尽管储存罐的隔离性能已经很高,但还难以避免微量气体蒸发。这时,回收系统就会回收这部分溢出气体,并将其再液化后送回储罐中。如此一来,就很难有气体再“逃逸”了。


LNG在被运往终端前,需要经过再气化,这一过程需要将其升温至0℃以上。恢复至气态的天然气会经过计量、加臭(天然气无色、无味又极易燃,通过添加四氢噻吩增加气味,便于探测气体泄漏)、分析后进入输送系统。至此,天然气就完成了从产地到终端的长途旅行。


接收站的工作会根据天然气的终端用途和要求有所区别。除了传统的陆上接收站,浮式液化天然气储存和气化装置(FSRU)的数量也在逐年增长。


FSRU既可作为LNG运输船,又具备接收站的储存和再气化功能,并因其灵活性和建造时间、费用相对少的优点被认为将会作为陆上接收站的补充更加受欢迎。


截至2022年4月,全球陆上再气化产能约有9.019亿吨/年,浮式和离岸再气化产能约1.426亿吨/年。


LNG的全球贸易现状如何?


2021年,全球LNG贸易量以3.723亿吨创新高,较2020年增长1620万吨,展示出明显的后疫情市场需求复苏。


截至2022年4月,全球共有19个LNG出口国和40个LNG进口国。其中,澳大利亚以7850万吨的出口量保持世界第一出口国位置,卡塔尔、美国和俄罗斯,分别以7700万吨,6700万吨和2960万吨位列世界第二、三、四位。

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这碗能源饭是真的香


2021年,中国首次以7930万吨的进口量取代日本成为世界最大的LNG进口国,相较于其2020年6890万吨的进口量,2021有了15%的增长。其增长主要受疫情后强劲的经济复苏和发电需求共同推动。日本、韩国和印度分别以7430万吨、4690万吨和2400万吨的进口量位居世界第二、三、四位。


受地理位置和运输等因素的影响,LNG全球贸易具有明显的区域特征。从贸易流量和路径来看,最大的贸易区域就是亚太地区内部,主要由澳大利亚供往日本、韩国和中国台湾,2021年贸易总量为8190万吨。其次,是亚太-亚洲区域,2021年贸易总量4900万吨,其中有3100万吨由澳大利亚供往中国。


中日韩,都是澳大利亚LNG的大客户


此外就是中东-亚太,非洲-欧亚,北美-拉美、欧洲和亚太,俄罗斯-欧洲和亚太。在LNG贸易往来的区域特征基础上,形成了各自区域的定价系统。常见的定价系统有:


  • 北美的亨利枢纽(Henry Hub)

  • 英国国家平衡点(NBP)

  • 荷兰所有权转让中心(TTF)

  • 东北亚的日本进口原油加权平均价格(JCC)

  • 俄罗斯与中亚地区的双边垄断定价模式


目前,世界LNG市场有三种主流的定价机制:北美机制、欧洲机制和亚洲机制,此外还有一些地区采用别的定价体系 


2021年,全球疫情好转,经济复苏带动天然气需求上涨,LNG供需关系由松变紧,其现货价格更是创历史新高,并保持在长期合同价格之上。


据日韩基准JKM(Japan Korea Marker),东北亚到货价格从2021年3月低点5.563美金/百万英热飙升至同年10月的56.326美金/百万英热,可谓是云霄飞车式的增长。


与此同时,不变的却是全球变暖、能源危机和环境保护的挑战。当看清这一切就会明白,人间正道是可持续。


近年来,随着国际油价上涨和环保压力的加大,LNG这种高效清洁的能源受到世界各国的重视(图:Flickr)


LNG对可持续意味着什么?


问:当我们在谈论可持续时,我们在谈论什么?


答:谈能源转型、低碳甚至零碳。


不管是加大对提高能源效率、水力发电和其他可再生能源的投资,还是推出更严格的国际贸易碳排放条例,各国和各国际组织都已纷纷采取行动。虽然提倡从化石能源向完全清洁能源转型势不可挡,但很多国家还不具备完全转型的技术和基建。


如此看来,相对易采、清洁、灵活的LNG将在世界能源转型过程中扮演重要角色。而与之配套的相关产业都已将低碳排放的要求融入在了项目设计和建造的早期阶段,这让我们与低碳甚至零碳的小目标更近了一步。


LNG似乎给能源紧张国家带来了更多选择,但似乎又不是。尽管LNG的市场需求大,动荡的国际局势对于能源分布和走向始终都有着举足轻重的影响。


俄乌冲突让本就纷繁复杂的能源格局承受更多的压力,多家油气公司如BP、壳牌、挪威国家石油公司和艾克森美孚都宣布退出在俄全部投资和合资企业。欧洲多国也都表示将减少从俄罗斯进口天然气,并寻求其它供应途径。


不用俄气是把双刃剑,反过来可能伤及欧盟自身(图:reddit @u/andmascales)


国际制裁让很多在建和拟建的液化厂、运输船、接收站等项目遇到重重阻力。这对世界能源转型进程来说,无疑是艰难的。


国际局势的转变和贸易政策的抉择,或许与我们相隔甚远,但这并不代表节能减排的美好愿望也让普通人可望而不可即。


以我国为例,人口占世界20%,石油、天然气和煤炭储量分别占世界能源的2.1%,1%和11%。我国这三种化石能源的人均占有率也只有世界平均水平的11.1%,4.3%和54%。


中国LNG进口量总量超日本,但人均依然很低


不难看出,我国的能源禀赋并不优秀,很大程度依赖于进口。大家可以想一下,2021年的生产限电和今年南方持续高温的用电紧张,就不难理解能源危机其实就在我们身边。


与其说是LNG影响世界能源格局,不如说是能源、政策与环境相互影响。孰重孰轻,何去何从,除了拭目以待,我们还应该做些什么?


参考资料:

1.IGU World LNG report 2022

https://www.igu.org/resources/world-lng-report-2022/

2. Raunek, How does LNG terminal works? https://www.marineinsight.com/ports/how-does-lng-terminal-works/

Marine Ports,May 28, 2021

3.Magnus Eikens, Economics of the LNG Value Chain, https://www.econnectenergy.com/articles/economics-of-the-lng-value-chain

Econnect Energy, Nov. 24, 2020

4.全球天然气定价规则一览,http://center.cnpc.com.cn/bk/system/2017/03/22/001640121.shtml

中国石油·百科, 2017-03-23

5. Eric Mackres, 6 Lessons on Energy Decarbonization from Countries Leading the Way, https://www.wri.org/insights/6-lessons-energy-decarbonization-countries-leading-way

World Resources Institute, Jan. 22, 2020

6. 液化天然气(LNG)行业市场分析,https://zhuanlan.zhihu.com/p/425816671


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