LNG是超低溫液態(tài)天然氣（-162攝氏度），蘊含著大量高品位冷能。數(shù)據(jù)顯示，2022年全國LNG進口量超過6000萬噸，攜帶的冷能約150億千瓦時，相當于千萬級人口城市1年的居民用電量。這些冷能可以通過發(fā)電、工業(yè)制冷、冷鏈物流等方式，替代制冷所需的大量電能，具有突出的節(jié)能及環(huán)保效益。

如何讓LNG冷能利用“熱”起來？在此前召開的國內(nèi)首屆LNG冷能利用產(chǎn)業(yè)與技術(shù)論壇上，與會專家共同探討“雙碳”背景下LNG冷能利用的創(chuàng)新發(fā)展路徑。

契合綠色發(fā)展目標

記者梳理發(fā)現(xiàn)，LNG冷能作為一種清潔、低碳、高效的能源利用方式，正逐漸成為推動我國能源轉(zhuǎn)型和低碳發(fā)展的重要手段之一。

《天然氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃》要求，引導(dǎo)天然氣高效利用，將LNG接收站冷能利用納入LNG項目核準評估內(nèi)容，實現(xiàn)節(jié)能減排和提高能效。

“天然氣已成為彌合傳統(tǒng)能源和未來可再生能源之間差距的絕佳選擇。”中國石油大學（北京）機械與儲運工程學院院長李振林認為，LNG冷能應(yīng)該被用來提高能源效率，減少溫室氣體排放，為再氣化過程增加價值。

“LNG冷能主要是利用LNG與周圍環(huán)境（如空氣、海水等）的溫度差和壓力差，在趨于平衡的過程中能夠進行回收的能量。”在上海交通大學制冷與低溫工程研究所教授陳煜看來，有效地將冷能進行回收，合理地應(yīng)用于空氣分離、發(fā)電、制造干冰、低溫冷庫、汽車冷藏、汽車空調(diào)等生產(chǎn)生活各個領(lǐng)域，可以節(jié)約大量電力資源。

據(jù)華南理工大學化學與化工學院綠色冰鏈實驗室主任徐文東測算，1噸LNG=1噸氣態(tài)天然氣+240千瓦時冷能，1億噸LNG的冷能相當于240億千瓦時電力，價值超過100億元。

冷能利用也是推動LNG產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型升級的一大抓手。

中國海油氣電集團技術(shù)研發(fā)中心冷能發(fā)電工程師胡蘇陽告訴記者，不同溫度區(qū)間的LNG冷能價值相差很大，對應(yīng)最優(yōu)的冷能利用方式也不同。目前全球LNG冷能利用以冷能空分和冷能發(fā)電項目最多。

陳煜同時補充，由于能源短缺，日本等許多LNG的大量進口國在LNG冷能利用方面研究投入很大，而且已經(jīng)有許多成熟的工藝流程投入實際運行。

胡蘇陽說，日本在LNG冷能回收工藝技術(shù)上處于世界領(lǐng)先的地位，特別是在利用LNG冷能發(fā)電領(lǐng)域，70%的冷能利用項目是在發(fā)電領(lǐng)域，裝機容量一般在400千瓦~9400千瓦。

“韓國主要將LNG冷能用于空氣液化分離及食品冷凍庫兩個方面，利用率不足20%；印度冷能利用的主要方式是冷能發(fā)電。”中海油能源發(fā)展股份有限公司清潔能源分公司冷能利用中心經(jīng)理魏林瑞說。

方興未艾仍需努力

談及LNG冷能利用在國內(nèi)的進展，魏林瑞說，頭部LNG資源擁有方對LNG冷能利用技術(shù)研究較早，前期冷能利用技術(shù)研究積累豐富，產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模。

“中國海油不斷發(fā)揮LNG產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，推動‘天然氣’+建設(shè)，同時利用冷能資源基礎(chǔ)設(shè)施及產(chǎn)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，基本完成了冷能利用項目的規(guī)劃和技術(shù)布局。”中國海油氣電集團總工程師張超表示。

“利用LNG冷能進行低溫發(fā)電，主要是依靠LNG與周圍環(huán)境之間存在的溫度差和壓力差構(gòu)建動力循環(huán)進行發(fā)電。”陳煜分析，從目前世界上的實際應(yīng)用情況來看，LNG冷能發(fā)電的技術(shù)較為成熟，也是最可能被大規(guī)模利用的冷能利用方式。

值得一提的是，5月24日，我國首個LNG冷能發(fā)電項目——上海LNG冷能發(fā)電裝置通過性能及可靠性試驗，各項指標優(yōu)秀，實現(xiàn)了國內(nèi)LNG冷能發(fā)電應(yīng)用的重大突破，填補了國內(nèi)該領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用的空白。

據(jù)悉，該裝置采用低溫朗肯循環(huán)工藝系統(tǒng)，核心設(shè)備主要由透平膨脹發(fā)電機組、中間介質(zhì)氣化器和丙烷循環(huán)泵組成，裝機容量0.5萬千瓦，投產(chǎn)后每小時可氣化205噸LNG，每年發(fā)出“綠電”約2400萬千瓦時，可減少接收站四分之一的用電成本，每年碳減排量約1萬噸。

李振林認為，大型LNG接收站內(nèi)巨額LNG冷能的高效合理利用是LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展和我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點工作。

“我國大型LNG接收站的冷能利用還有很大的發(fā)展空間。”李振林坦言，與日本等國家相比，我國LNG冷能發(fā)電技術(shù)起步較晚，仍需要努力完成工程化應(yīng)用。

“若設(shè)備國產(chǎn)化，能降低投資30%~40%，大幅降低冷能發(fā)電成本。”胡蘇陽如是說道。

多措并舉推進發(fā)展

“目前，我們正在重點進行小型橇裝化冷能發(fā)電技術(shù)與裝備的研發(fā)。”胡蘇陽介紹，我們在研究時還發(fā)現(xiàn)可以對丙烷蒸發(fā)器進行優(yōu)化設(shè)計，在不改變蒸發(fā)器外觀尺寸的情況下實現(xiàn)丙烷蒸汽過熱，既能保障透平入口蒸汽干度，保證透平安全運行，又可以提高發(fā)電循環(huán)效率。

此外，中國海油還在廣東省開展冷水魚育種與養(yǎng)殖技術(shù)示范應(yīng)用，利用LNG冷能對冷水魚種生長環(huán)境進行人工模擬與精確控溫，實現(xiàn)反季供應(yīng)，具有顯著的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

在液態(tài)空氣儲能領(lǐng)域，李振林特別提到，中國科學院理化技術(shù)研究所研究團隊提出將液相工質(zhì)蓄冷的液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)與LNG冷能結(jié)合，利用LNG和液相蓄冷工質(zhì)提供冷量給空氣。

“傳統(tǒng)液態(tài)空氣儲能加入LNG冷能后有望提高效率，實現(xiàn)大規(guī)模高效儲能。”李振林對此充滿期待。

展望未來，魏林瑞圍繞政策、機制、人才等方面提出了建議。

一是加大政策支持力度。目前我國LNG冷能利用在稅收、用地及融資等方面缺乏具體詳細的扶持政策，通過相關(guān)政策的出臺和行業(yè)標準的完善，能夠加快推進我國LNG冷能利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐。

二是重視LNG冷能利用規(guī)劃。將LNG冷能利用項目納入LNG接收站項目規(guī)劃并協(xié)同設(shè)計，建立協(xié)同運作機制，整合周邊產(chǎn)業(yè)及資源，按規(guī)模發(fā)展大、中、小型LNG接收站冷能利用產(chǎn)業(yè)。

三是積極探索運行模式。LNG冷能資源方和技術(shù)擁有方眾多，且目前處于快速發(fā)展階段，做好資源整合的同時，積極探索新的運行模式，協(xié)同開發(fā)LNG冷能資源，帶動冷能利用產(chǎn)業(yè)鏈加速構(gòu)建。

四是加強人才培養(yǎng)和國產(chǎn)化攻關(guān)。加大關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化支持力度，推動冷能利用技術(shù)集成優(yōu)化和工程化進程，做好冷能利用專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)和儲備工作，確保我國LNG冷能利用可持續(xù)發(fā)展。