一罐到底!透析 LNG 罐式集裝箱的前世,今生,未來

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可移式 LNG 燃料罐在陸上液化站完成充裝後,再通過吊裝或滾裝固定到船上,其 " 加註 " 作業可在現有大部分港口碼頭完成,不受水上加註站點的制約,因而可移式 LNG 燃料罐在船舶上應用逐漸得到重視。

罐式集裝箱 ( 以下簡稱 " 罐箱 " ) 兼具壓力容器的高可靠性和集裝箱的陸海聯運優勢,並已有水路運輸 LNG 的先例,是船用可移式 LNG 燃料罐的理想選擇。目前國外已有企業開展罐箱作為船用可移式 LNG 燃料罐的設計和可行性研究,但僅限於罐箱及相關附件的功能安全研究,未考慮碼頭及船上作業等潛在的風險。


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一、什麼是 LNG 罐式集裝箱

一般來說 , LNG 罐式集裝箱的整體結構是將高真空多層絕熱低溫液體貯罐安置於國際標準集裝箱框架內 , 貯罐本體設計時被視為 " 剛性梁 "。

罐體與集裝箱框架採用端部圓弧板和底部縱梁(包括幾組輔助鞍式支座) ,保證了整體結構的牢固、可靠。 低溫液體貯罐是 LNG 罐式集裝箱的核心組件,它是由一個盛裝低溫液體並承受內壓的不鏽鋼內容器和一個在內容器外承擔真空絕熱夾套的碳鋼外殼所組成 。

內容器通過兩組徑向組合支撐與外殼相連接(靠近閥門 、儀表一端固定,另一端滑動,以補償材料的熱脹冷縮) ,內容器與外殼之間的夾層為窄間隙高真空絕熱空間 。內容器外側纏繞多層絕熱反射屏 ,並裝有低溫和常溫吸附劑 。

貯罐的各種閥門、儀表及安全附件集中佈置在貯罐的一端,以便於管理與操作。LNG 罐式集裝箱是常規集裝箱的實用新型結構,它既運用了國際通行的集裝箱標準外形尺寸,便於堆碼排列,又大幅度減輕了集裝箱的非有效重量,同時保護放置在其中的低溫液體貯罐的安全。


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二、LNG 罐式集裝箱的 10 個方面

1、LNG 罐式集裝箱設計單位應具有壓力容器設計許可證 , LNG 罐式集裝箱製造單位應具有壓力容器製造許可證。

2、LNG 罐式集裝箱製造單位應按型號進行樣箱型式試驗 , 由中國船級社頒發可移動罐櫃證書。

3、LNG 罐式集裝箱應接受國家質量監督檢驗檢疫總局鍋爐壓力容器安全監察局指定的國家質檢機構檢驗及型式試驗 。

4、LNG 罐式集裝箱的額定質量一般不大於 30480kg , 最大不得大於 34000kg 。

5、LNG 罐式集裝箱的額定充滿率應不大於 90% 。

6、LNG 罐式集裝箱的安全附件應至少包括安全閥、緊急切斷裝置、液麵計、滅火器、阻火器、導靜電裝置和壓力錶等。安全閥、液麵計和壓力錶等應有產品合格證,不得使用玻璃板式液麵計,導靜電裝置的接地電阻應小於 10 Ω 。

7、安全閥的開啟壓力為設計壓力的 1.05 ~ 1.1 倍,回座壓力應不低於開啟壓力的 0.9 倍。

8、當真空絕熱層失效或處於火災情況下時,安全閥的洩放能力應足以將內容器的壓力限制在不超過設計壓力的 1.2 倍的範圍內。

9、LNG 罐式集裝箱裝卸用氣相和液相的管路上應裝設緊急切斷裝置,且在裝卸、遇火或發生意外移動時,緊急切斷裝置應能快速關閉。在非裝卸時,緊急切斷閥應處於閉合狀態。緊急切斷裝置一般由緊急切斷閥、遠程控制系統和易熔塞自動切斷裝置組成。

10、LNG 罐式集裝箱材質及厚度的選取應符合安全要求。材料厚度應不小於由強度計算所得的計算壁厚和腐蝕餘量之和。


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三、LNG 罐式集裝箱風險措施建議

LNG 罐式集裝箱特點在於 " 加註 " 操作頻繁、與船舶供氣系統軟管連接、船上可堆碼佈置、標有危險識別標誌。由於這些特點,有行業人士對此提出了 6 個風險控制措施的建議

1、罐箱作為船用可移式 LNG 燃料罐的主要危險源包括吊裝失效、隔離失效、供氣連接失效和堆碼失效,應建立多級風險防控應急預案將風險控制在最低水平。

2、港口監管機構應加強罐箱的稱重和保養檢查,吊裝作業嚴格遵守港口危險品相關管理規定要求。

3、罐箱在船上佈置時應保證足夠的安全間距和良好的通風條件。

4、罐箱應通過軟管與船舶供氣系統連接,連接前進行氣密試驗,採取有效的洩漏防護措施。

5、罐箱在船上堆碼應進行有效系固,所有透氣管出口應通往露天的安全位置。

6、對於大量罐箱在船上作為可移式 LNG 燃料罐使用,建議考慮使用共管透氣方案,並保證每個罐箱與供氣管路之間有效隔離,且不會對其他罐箱的有效性造成影響。


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悄然之間,LNG 罐式集裝箱再度火熱。能源商、貿易商、船運企業、港航企業、製造商紛紛殺入這片 " 藍海 ",亂花漸欲迷人眼。首次、首創、第一次、零的突破、填補空白……不斷刺激人們的眼球。

1. 標準的誕生

LNG 罐式集裝箱並非新生事物,在國外的應用可以追溯到上世紀 60 年代。在國內,最早嘗試營運 LNG 罐式集裝箱的是新疆廣匯,並推動首部《液化天然氣罐式集裝箱》國家標準誕生。

2002 年 6 月,新疆廣匯投資 15.7 億元的液化天然氣項目一期工程開工,項目包括一套日處理 150 萬方天然氣的液化裝置,同期建設鐵路專用線及 LNG 罐式集裝箱等配套設施。

鑑於國內 LNG 鐵路運輸尚無先例,為了能順利通過原鐵道部的 LNG 運輸審批,新疆廣匯委託編制 LNG 罐式集裝箱行業製造標準,2003 年 3 月 1 日,《液化天然氣罐式集裝箱》(JB/T 4780-2002)標準實施。

2003 年 7 月,張家港聖達因對 LNG 罐式集裝箱進行為期 25 天、行程 8000 公里以上的路試,路試期間經歷不同路況和氣候的考驗,25 天內並沒有因壓力過高而發生放散。

然而,新疆廣匯的 LNG 鐵路運輸只有 1.8 公里。

2. 設備的強者

2004 年,新疆廣匯 LNG 專用運輸鐵路建成運行。2013 年,國家鐵路總公司在青藏鐵路線格—拉段開展了 LNG 罐式集裝箱上線運輸試驗。青藏鐵路格—拉段 105 公里,此次使用的是由中集安瑞科製造的 GX42T7-LNG-01 型 40 英尺 LNG 罐式集裝箱。

中集安瑞科是 LNG 儲運裝備龍頭企業,槽車市場佔有率 70%,儲罐市場佔有率 30%。同時也深度參與 LNG 多式聯運商業化運營。2017 年,中集安瑞科的海、陸多式聯運 LNG 罐式集裝箱物流模式在美國和加拿大得到良好實踐,並實現加拿大 LNG 出口到中國。中集安瑞科在北美及拉丁美洲地區航線運輸經歷從充液至卸液的所有階段,即靜態無損儲存、公路運輸、海路運輸、再至靜態儲存,單程運輸距離為 2600 公里,無損儲存時間已可達 140 天。

2018 年 5 月 25 日,中集安瑞科與中國天然氣舉行戰略合作協議簽約儀式,雙方將在 LNG 罐式集裝箱產業等方面展開合作。根據協議,中國天然氣將斥超一個多億向中集安瑞科購買二百多臺 LNG 罐式集裝箱。並計劃在未來五年內購置 5000-10000 臺 LNG 罐式集裝箱以滿足其南氣北運及多式聯運 LNG 供應鏈發展需求。

就在 2018 年 3 月 21 日,中國天然氣與查特深冷簽署《投資合作意向協議》,雙方共同投資設立合資公司,並承諾合資公司成立後的 3 年內,中國天然氣下屬成員企業向合資公司採購不少於 1000 臺 LNG 罐式集裝箱。

兩份戰略協議可見中國天然氣在 LNG 罐式集裝箱產業上的野心。

3. 進口的野心

中國天然氣的野心貌似只在 LNG 罐式集裝箱設備的製造與多式聯運。利用 LNG 罐式集裝箱開拓新業務的遠非中國天然氣一家。最大的野心莫過於通過 LNG 罐式集裝箱突破 LNG 接收站的壟斷。

傳統 LNG 接收站資金與技術密集,建設週期和回收期長,主要由三大石油公司和實力雄厚能源公司建設運營。而 LNG 罐式集裝箱運輸具有運輸環節少、覆蓋範圍廣、投資成本少、市場準入門檻低、方便靈活的特點。理論上,採用罐式集裝箱進口 LNG 是實現中小規模 LNG 進口的有效途徑。2017 年,試水 LNG 罐式集裝箱多式聯運進口 LNG 為中化國際、中國國儲及振華物流。三家單位合計進口 LNG233.077 噸,其中中化國際 210.55 噸,中化國際氣源來自比利時和澳大利亞,數量分別為 197.21 噸和 13.34 噸。

中化國際具體操作 LNG 進口業務的為中化國際物流有限公司,其利用 LNG 罐式集裝箱多式聯運物流方式突破傳統大型 LNG 接收站的限制,為分佈在各地的天然氣終端客戶提供 " 一罐到底 " 的能源物流解決方案。

中化國際物流憑藉其先發優勢本應在 2018 年實現新的突破,但卻鮮有見聞。

就在 2017 年 12 月 11 日,鄂爾多斯君正、春光置地和華泰興農與中化國際(控股)股份有限公司簽訂了《產權交易合同》,轉讓中化國際物流有限公司 100% 股權,轉讓價格 34.5 億元。

2017 年,中化國際還以 8.75 億元轉讓所持中化興中全部 44.8% 股權,中化興中和中化國際物流均從事化工物流業務,中化國際稱交易有助於公司聚焦精細化工業務。中化國際物流 LNG 板塊業務新東家是否感興趣不得而知。不過坊間傳聞,其 LNG 板塊核心人員有的已雲遊海外,有的已投奔新的 LNG 罐式集裝箱運輸企業。

4. 套利的空間

而伴隨著 LNG 罐式集裝箱的熱度,其飽受爭議點體現在這個商業模式能不能賺錢以及這個商業模式存不存在政策和規範的問題。

從試水的經驗來看,LNG 罐式集裝箱模式可以實現盈利。其主要方式是先鎖定優質氣源價格,再鎖定國內用戶,這樣就鎖定了上下的風險。不過國內 LNG 價格完全市場化放開,價格走勢不宜預測。尤其是 2017 年下半年以來,市場行情大起大落,LNG 罐式集裝箱從海外裝船到到國內港口清關,1-2 個月週期套利風險加大。2018 年以來,中國及歐洲對 LNG 的強勢需求已拉高國際 LNG 現貨價格。對於適用小規模進口的 LNG 罐式集裝箱更是很難引起國際賣家的興趣,拿貨難度加大。

從國內倒運看,LNG 罐式集裝箱與普通 LNG 槽車運輸相比的優勢在於水運和鐵路運輸,通過運輸成本的減低,實現南氣北運,沿海向內陸的遠距離運輸。但營運季節性明顯,如果只用於北方冬季取暖期旺季,LNG 罐式集裝箱全年週轉率低,綜合成本很難降低。

另一方面,有先驅實驗的企業認為當前行業中正在複雜化這一商業模式。既然 LNG 進入罐箱之後就是普通的商品,可以正常的清關,為何還需要制定所謂的 " 標準 " 或者 " 規範 " 呢?所謂 " 法無禁止即可為 "。

5. 發展的方向

LNG 罐式集裝箱水運需要形成能源商、貿易商、船東公司、租箱公司、港航企業、堆場、檢驗機構、運輸代理、信息監控等多方聯動、協調發展的運營體系。一己之力很難打通整個產業鏈條。LNG 作為大宗工業品,獲利需要規模效益,規模化經營意味著大額投資。

儘管 LNG 罐式集裝箱符合國際上通行的安全規範,通過嚴格的產品型式認證試驗,在運輸過程中嚴格遵循國際通行標準的危險品運輸規範,可極大地保證罐式集裝箱運輸的安全性,但是現在集裝箱運營模式以班輪運輸為主,如果同時運輸 LNG 和普通貨物,LNG 罐式集裝箱碼放數量受限,與傳統運輸相比,增加船舶航行期間安全風險,對於人員和港口設施也存在安全隱患。

從保障安全和形成規模看,建設專用 LNG 罐式集裝箱船舶,專船專運勢在必行。

天然氣管網建設投資大、週期長,同時天然氣管網為線性工程,建設與運維協調難度大。在管網不能覆蓋或暫時難以覆蓋地區,LNG 點供則彌補了天然氣管網的不足。LNG 罐式集裝箱 " 一罐到底 ",可以節省用戶建設 LNG 儲罐成本,通過高效物聯網技術及信息化管理 LNG 罐式集裝箱週轉,實現 " 門對門 " 定製式服務必將大大提升 LNG 罐式集裝箱的競爭力。

6. 突破的曙光

2018 年 2 月 6 日,北京。

由國家發改委提出的《液化天然氣物流體系建設與創新發展研究》課題開題,中國交通運輸協會、中化集能、中海油石化工程、中車長江車輛等 12 家單位參加開題報告會,值得注意的是國家鐵路局規劃與標準研究院與中國鐵路經濟規劃研究院也是課題成員單位。

課題研究旨在分析 LNG 物流體系現狀及存在問題,探討 LNG 綜合物流服務體系建設方案,提出相應的發展措施與建議,為國家制定相關政策提供參考。

嘗試與創新從未止步。

LNG 罐式集裝箱運輸的試運,以及未來鐵路、海陸通道打通後實現 " 一罐到底 " 的多式聯運,必將助力升級全球 LNG 物流模式。


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