高效利用LNG冷能的途徑范文

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《化學工業雜志》2014年第五期

1LNG冷能利用環境分析

1.1產業發展現狀各國政府和企業均十分重視LNG冷能的回收利用，特別是以日本和中國為代表的東亞國家和地區均對LNG冷能應用展開了廣泛深入的研究，在空氣液化、冷庫、液化二氧化碳和干冰的制取、低溫發電和低溫破碎等領域進行了成熟的商業性應用，已積累了豐富的經驗，企業在LNG冷能的回收利用過程中能得到政府在政策、資金等方面的大力支持，從而獲得明顯的經濟效益和社會效益。

1.1.1日本日本是世界上LNG冷能利用較多、技術最發達的國家，主要方式有低溫發電、空氣分離、液態二氧化碳及干冰的制造和萬噸級低溫冷庫，約20%~30%的LNG冷能被利用。其中，低溫發電比重超過70%，空氣分離約占20%。日本正在運營的LNG冷能空分裝置如表11所示。日本是利用LNG冷能發電最多的國家之一，冷能發電裝置裝機容量一般在400~9400kW之間，正在運營的LNG低溫發電廠如表12所示。東京灣LNG接收站區域已成為集中低溫倉庫、深冷發電裝置，冷凍食品廠，空氣分離及液化裝置以及液化二氧化碳和干冰生產廠等企業的工業聚集區，其冷能利用率達到43%。2.1.2韓國LNG冷能主要用于空氣液化分離和食品冷凍庫兩個領域，LNG冷能利用率約20%~30%。

1.1.3中國中海油是我國LNG冷能利用的領軍龍頭企業，常年致力于冷能利用技術的推廣和工業實踐，已在冷能空分、冷凍膠粉、丁基橡膠等多項技術領域取得了工業化進展，冷能空分裝置已進入良好的商業運行階段，冷凍膠粉和丁基橡膠已進入工業應用的實質性推進階段，具有豐富的冷能項目建設運行經驗，在國內外冷能產業中具有相當的競爭力。中石油和中石化是我國LNG冷能利用的主要企業，均根據各自沿海LNG接收站的規劃建設進度安排相關冷能項目的規劃審批，在冷能產業的技術積累和產業規模方面均落后于中海油，具有一定的后發優勢。其中，中石油江蘇如皋LNG接收站與國內空分企業合作建設冷能空分項目；中石化LNG冷能利用項目尚處于規劃前期階段。

1.2技術環境分析中海油是我國最早進行LNG冷能綜合利用研究和工業化運行的企業，也是我國LNG冷能綜合利用的領軍企業。其中，中海油福建LNG冷能空分項目是我國第一個成功工業運行的LNG冷能利用項目，福建LNG冷能低溫橡膠粉碎項目是我國第一個LNG冷能低溫膠粉項目。2010年7月，中海油能源發展股份有限公司石化分公司LNG冷能項目組牽頭研究的《利用LNG冷能進行空氣分離方法學》（AirseparationusingcryogenicenergyofLNG）在德國波恩召開的聯合國方法學審核理事會第44會議上獲得批準。這是國際LNG冷能利用領域第一個獲批的方法學，將為LNG冷能利用產業帶來可觀的二氧化碳減排資金支持，是中海油對世界節能減排事業的重要貢獻。目前，福建LNG冷能空分項目的CDM開發交易已向國家發改委申報并獲得批準。截至2011年12月31日，中海油冷能利用領域的主要科研成果包括2個發明專利、4個實用新型專利和2個工藝包，如表13所示。目前，中海油初步形成了技術、管理、市場銷售和科研的人才儲備梯隊，可以獨立承擔冷能項目申報立項、設計施工、投產運營和市場銷售，擁有冷能利用研發和工業化能力。

1.3產業政策環境分析

1.3.1天然氣產業政策分析根據國家發改委2012年10月31日頒布的《天然氣利用政策》（2012年第15號令），天然氣工業下游產業分為優先類、允許類、限制類和禁止類，相關規定如表14—17所示。《天然氣利用政策》（2012年第15號令）已于2012年12月1日正式實施，天然氣利用項目管理均適用該政策，所有新建天然氣利用項目（包括優先類）申報核準時必須落實氣源，并簽訂購氣合同。其中，對優先類用氣項目，地方各級政府可在規劃、用地、融資、收費等方面出臺扶持政策。鼓勵天然氣利用項目有關技術和裝備自主化，鼓勵地方政府出臺如財政、收費、熱價等具體支持政策，鼓勵發展天然氣分布式能源項目。根據我國《天然氣利用政策》的相關規定，城市燃氣和工業燃料是國家鼓勵支持的天然氣利用方向，天然氣化工則是國家限制和禁止的天然氣利用方向。

1.3.2LNG冷能利用相關政策分析根據《關于印發天然氣發展“十二五”規劃的通知》（發改能源［2012］3383號），為引導天然氣高效利用，將lng接收站冷能利用納入LNG項目核準評估內容，實現節能減排和提高能效。2012年3月，國家發展改革委、財政部、國土資源部和國家能源局聯合頒布了《頁巖氣發展規劃（2011—2015年）》，規劃明確我國要加大LNG冷能利用力度，冷能利用納入LNG項目核準評估內容，與接收站同步建設，減少對海水生態環境的影響，提高能源綜合利用效率，實現節能減排和提高能效。根據《石油和化工行業“十二五”發展指南》，國家鼓勵LNG冷能的利用，特別是大型空分設備對LNG冷能的利用。LNG冷能利用是社會各界關注的問題，“十二五”期間是我國冷能產業快速發展的重要時期，相關的產業政策和行業標準將有望逐步完善，進一步推動我國LNG冷能產業的科學健康持續發展。

1.4制約因素分析在世界范圍內，LNG冷能多領域利用存在二個制約因素：（1）LNG冷能利用項目受LNG接收站周邊的工業環境的影響較大，國外多為單項利用技術；（2）天然氣管道用戶的用氣量具有波動特性，LNG接收站需要承擔調峰任務（即LNG單位時間氣化量波動幅度很大），LNG接收站氣化需求和冷能用戶需求在時間和空間上不同步。鑒于LNG氣化和冷能利用之間存在空間和時間上的不同步性，國外大多數LNG接收站的冷能利用率在20%~30%之間。

2高效利用冷能的路徑分析

2.1指導思想LNG冷能利用途徑要按照“依托LNG接收站、發揮冷能優勢、建設節能創新型LNG冷能利用產業鏈”的指導思想，從實際情況出發，踐行低碳理念，構建LNG冷能戰略性產業，科學規劃“從高到低”的冷能梯級利用的產業格局，實現多領域生產和冷能資源利用的深度聯合，培育核心的市場競爭優勢，積極推進清潔能源機制，形成節能減排產業亮點，逐步提升LNG冷能產業的經濟效益和社會效益。

2.2路徑定位LNG冷能利用產業以經濟、工藝技術、節能減排等多項指標作為產業發展的主要任務，科學規劃一系列下游冷能利用項目，按照溫位由低到高、逐級地利用LNG的冷能，努力實踐“溫度對口、高能高用、低能低用”的梯級利用模式，力爭最大限度的回收利用LNG冷能，統籌兼顧利用LNG冷能資源的社會效益和經濟效益。

2.3冷能利用方案比選

2.3.1冷能空分（1）技術成熟性：空氣分離是LNG冷能利用中的最常用技術之一，工藝技術流程成熟。日本、韓國、法國、澳大利亞、美國、歐盟和中國臺灣已有多座商業化工廠投入運營。我國福建LNG接收站冷能回收項目已經啟動，日產液氮、液氧和液態惰性氣體等產品600t。（2）發展空間：我國沿海地區工業氣體市場容量不斷增長，符合循環經濟、環境友好、節能的原則，滿足社會、經濟和環境三重效益，提高能效和減少環境足跡將對工業氣體市場是一個巨大的增長機會。（3）冷能利用效率：由于空分裝置中所需達到的溫度低于LNG溫度（LNG的溫度約-162℃，氧氣液化溫度為-182.97℃、液氮液化溫度為-195.8℃），LNG冷能利用效率高，受到地點條件的限制小，是最佳LNG冷能利用方式，技術上最為合理。（4）建議：建設規模和產品方案要充分考慮液態工業氣體市場共性，兼顧區域市場之間的差異性，生產貼近區域市場需求的工業氣體產品，獲得市場競爭優勢。

2.3.2冷能發電（1）技術成熟性：世界上已有多套商業化運行的LNG冷能發電裝置，在日本柏克德、安然、三菱重工等公司得到了廣泛應用，技術成熟，易于實現工業化生產。（2）發展空間：LNG冷能低溫發電是一種新興的節能環保的發電方式，產業鏈最短，不受諸如市場、資源環境、運輸等因素的干擾。（3）冷能利用效率：約30％~50%，低于其它利用方式，要求大量穩定供應的冷量。（4）建議：冷能發電投資高，綜合考慮發電成本和上網電價等因素，建議將冷能發電作為重點跟蹤關注項目，在進一步降低其商業運行成本后進行建設。

2.3.3低溫粉碎（1）技術成熟性：液氮冷凍粉碎法以其生產過程無二次污染的優越性而倍受關注，可以利用LNG冷能空分產品低溫粉碎輪胎和塑料，節約傳統工藝的制冷能耗，節能效果顯著，成為發達國家發展最快的廢舊橡膠綜合利用技術之一。（2）發展空間：根據我國《廢橡膠綜合利用行業“十二五”發展規劃》，“十二五”期間我國廢橡膠綜合利用行業將發展具有我國特色的膠粉廢橡膠綜合利用格局，廢舊橡膠綜合利用行業在全國范圍內完成規模和區域重組，實現粉碎—再生—加工—應用的有機組合形式。根據工業和信息化部《廢舊輪胎綜合利用指導意見》（工產業政策［2010］第4號），“十二五”期間我國逐步擴大橡膠粉直接應用范圍，促進橡膠粉下游新產品的直接應用，開展橡膠粉改性瀝青技術、橡膠粉與廢塑料并用技術研究及加大橡塑共混材料在建筑、橡塑包復式鐵道枕木、防水、隔音產品、民用橡膠制品等領域的推廣應用力度，到2015年國內膠粉年產量達到100萬t。（3）冷能利用效率：是較好的LNG冷能間接利用方法。（4）建議：低溫粉碎的市場和政策環境良好，適用于對橡膠、塑料、及銅、鋁、鋅等金屬工業和民用廢棄物的資源回收再利用，對充分利用再生資源、擺脫自然資源匱乏、減少環境污染、改善人們的生存環境具有重要意義，是經濟效益和環境效益相結合的LNG冷能重點利用方向。

2.3.4丁基橡膠（1）技術成熟性：中海油能源發展股份有限公司5萬t／aLNG冷能利用丁基橡膠項目工藝技術擬采用意大利CONSER公司的技術，利用LNG冷能新工藝，降低生產成本。亞洲某公司采用CONSER公司技術正在建設一套10萬t／a丁基橡膠，意大利CONSER公司與該亞洲公司簽訂了“無侵權和自由運作（FTO）書”，以避免今后技術轉讓及專利方面的風險。（2）發展空間：目前，我國只有2家企業生產丁基橡膠，3個產品牌號，產能和產量均不能滿足國內實際生產的需求，每年都要大量進口國外產品。預計2015年我國丁基橡膠的總產能將有望超過40萬t／a，同期年需求量約43萬t，成為世界重要的丁基橡膠生產國家之一，總供需矛盾得到緩解。（3）建議：2012—2015年我國有多套丁基橡膠裝置產能將投放市場，2015—2020年期間多家相關企業擬進入丁基橡膠生產領域，國內市場競爭將進一步加劇，只有具備先進低成本工藝技術的生產企業才能在未來市場中占據主導地位。

2.3.5氟化工（1）技術成熟性：我國氟化工生產工藝技術水平基本達到發達國家的水平。（2）發展空間：根據我國“十二五”發展規劃，氟化工是國家戰略新興產業，發展空間較大。根據國家發展改革委《產業結構調整指導目錄（2011年本）》，特種含氟單體、高品質氟樹脂、高性能氟橡膠、含氟精細化學品和高品質含氟無機鹽等含氟產品屬于鼓勵類建設項目。根據工業和信息化部《石化和化學工業“十二五”發展規劃》，有機硅屬于加快開發步伐的化工新材料。根據國務院、國家發展和改革委員會和商務部《外商投資產業指導目錄（2011年修訂）》，高性能氟樹脂、氟膜材料、醫用含氟中間體均屬于鼓勵外商投資產業目錄。根據工業和信息化部《“十二五”產業技術創新規劃》，我國化工行業將重點開發有機氟特種單體及高功能含氟聚合物產業化技術。根據工業和信息化部《工業轉型升級投資指南》，氟材料均屬于重點提升市場競爭力的產品。（3）建議：氟化工技術資金密集，用冷程度相對較低，有可能通過產品組合實現LNG冷能梯級優化利用。

2.3.6海水淡化（1）技術成熟性：2010年世界150多個國家和地區在應用海水淡化技術。“十一五”期間，我國海水淡化能力快速增長，已具備進一步發展的條件。冷凍法海水淡化工藝簡便可靠，已經發展成為一種可靠的工業技術，在世界大中型海水淡化工廠中應用較為普遍。含有冰晶的懸浮體輸送分離較為困難，將冷凍海水淡化法和其他方法相結合（例如，蒸餾／冷凍、反滲透／冷凍、太陽能／冷凍等），可以減少濃鹽水排放帶來的環境污染問題，而且可以綜合利用海水資源，開發副產品。（2）冷能利用效率：海水淡化是比較耗能的產業之一，在冷凍法淡化工藝中應用LNG冷能可以節約大量的制冷能耗。（3）發展空間：我國是淡水資源缺乏的國家，人均水資源擁有量低，時空分布不均。海水淡化是緩解我國沿海缺水地區和海島水資源短缺的有效途徑。隨著沿海地區經濟的快速推進和海洋經濟的發展，利用LNG冷能進行海水淡化的前景將更加廣闊，對促進我國沿海地區海水淡化利用、優化用水結構、保障水資源持續利用具有重要意義，具有良好的發展前景，是一個極具潛力的新興產業。（4）建議：LNG冷能海水淡化項目不僅可以增加水資源總量，而且可以改善水資源結構、提高水資源安全保障率，是解決我國沿海地區淡水短缺的戰略選擇和重要措施，也是推動我國多元化LNG冷能利用方式的積極嘗試。

2.3.7液體二氧化碳和干冰為保護環境，LNG冷能用于動力循環的二氧化碳捕集和封存，可以大幅降低電力生產過程排放的二氧化碳氣體的捕集能耗和成本，受到廣泛重視。LNG冷能二氧化碳捕集主要思路是二氧化碳氣體脫水后再直接利用LNG冷能將其冷卻液化，最后封存。LNG冷能液體二氧化碳和干冰生產裝置最大的弊端是液化二氧化碳所需的溫度（-60~-50℃）與LNG冷能品位（-162℃）相差太大，冷能回收率低，只適合與其它回收利用項目聯合使用。此外，LNG冷能液體二氧化碳和干冰生產裝置需要選擇建設排放大量氣態二氧化碳的工廠附近，確保原料氣態二氧化碳供應充足。如果LNG接收站周邊建設有鋼廠和火電廠等二氧化碳集中排放源，可以考慮建設干冰或液體二氧化碳生產項目。

2.3.8冷凍冷藏（1）技術成熟性：日本LNG冷能在冷庫技術的研究及應用較為深入，其神奈川縣根岸基地的金槍魚超低溫冷庫，自1976年開始營業至今效果良好。2010年6月，廣東省順德市LNG衛星站LNG冷能冷庫技術的工業示范裝置投產。（2）冷能利用效率：利用LNG冷能的利用效率較高，與其他LNG冷能項目綜合建設，可以最大限度回收利用LNG全溫度區間的冷能。（3）發展空間：傳統的大型冷庫通常采用數百甚至數千千瓦的壓縮制冷裝備，消耗大量電能。在一般的食品冷藏中，冷庫動力消耗約占全廠總耗電量的80%以上。冷凍冷藏項目能耗低、占地少、投資較小、日常維護方便。如果LNG接收站周邊區域有低溫食品加工儲藏和消費需求，建設相應的冷庫設施是較為便捷的LNG冷能利用方式，是節能環保型產業，是具有潛力的LNG冷能利用方向。（4）建議：應考慮與其他冷能利用項目集成利用。由于冷凍冷藏上下游產業覆蓋能源工業、食品加工和食品物流產業，對相關市場開發、生產安全、環保衛生和專業人才等方面提出全新的挑戰和要求。

2.3.9輕烴分離（1）技術成熟性：在LNG接收站實現高水平的輕烴分離工藝，需要天然氣管道在比較穩定的高壓力下運行和輕烴分離裝置穩定的進料量。保持輕烴分離裝置進料量和產量穩定，將導致管道系統壓力隨管道輸出量的增加而降低。（2）發展空間：在我國天然氣供應整體緊張和海外LNG資源市場競爭激烈的大背景下，輕烴分離項目可以提高LNG整體產業鏈的利用效率和經濟效益。（3）建議：分離工藝要基于技術的可行性和運行的長周期性，最大限度實現LNG冷能的利用，同時確保現有工藝設施的節能降耗，并且一定數量的輕烴集中加工才有分離價值，上下游產業配套要求較高，投資較大，局限性較大。

2.3.10分布式能源（1）技術成熟性：目前，歐洲各國和美國、日本等都在開發和研制LNG冷－熱－電聯供系統，我國LNG冷－熱－電聯供系統技術的研究尚處于起步階段，尚不具備系統、全面的LNG冷－熱－電聯供系統技術的研發指導機制，缺乏此類技術的評價方法。（2）發展空間：分布式能源是當今世界天然氣能源應用技術主流，是傳統集中式供能的補充和替代。分布式能源系統是保證我國能源可持續發展戰略實施的有效途徑之一，發展潛力巨大。（3）建議：在技術上存在LNG冷能替代電驅機械制冷的方式進行環境制冷的可能性，有建設區域供冷中心的可能性，作為未來建設綜合性分布式能源的基礎。根據上述分析，LNG冷能利用的工藝技術整體風險度較小，部分工藝技術方案已經或擬進入商業化運行階段，如表18所示。

2.4主要產品的競爭力分析

2.4.1冷能空分冷能空分裝置是以外銷為主的全液體空分，核心市場競爭力取決于能否為地域性用戶提供安全穩定、優質價廉的產品，取決于能否降低空分設備的能耗和提高設備的利用率，以保證利潤的最大化，確保項目的可持續盈利性。與常規空分裝置相比，LNG冷能空分工藝具有流程簡單、穩定性、可靠性、先進性等優點，減少系統投資和運營成本。中海油LNG冷能空分技術包括：TSA變溫吸附凈化空氣、全精餾無氫制氬工藝和LNG冷能利用，具有六大特點：（1）采用引進的空氣壓縮機、冷氮壓縮機等關鍵設備，確保生產過程長期高效低耗，生產運行穩定、性能可靠、操作維修方便；（2）空氣冷卻系統采用管殼式換熱器替代空冷塔，乙二醇通過LNG冷卻，乙二醇閉式循環冷卻空氣，乙二醇泵提供循環動力形成閉式循環，徹底消除原料空氣大量夾帶水進入吸附器的可能，提高冷能利用效率，節約水耗；（3）利用冷壓縮機和LNG冷能液化氮氣的先進技術，為生產大量液體產品提供冷量，有效利用LNG冷能，節省能耗；（4）系統中氮氣內循環系統在比LNG溫度更低的工況下提供冷量，滿足高壓下產品的沸點等工藝要求，同時將LNG與液氧系統分離開，避免工質泄漏可能引起的危險，提高了系統的安全性；（5）采用先進的DCS計算機控制技術，實現了中控、機旁、就地一體化的控制體系，有效監控整套空分設備的生產過程；（6）由于LNG冷能可以在瞬間釋放，LNG冷能空分可以縮短空分流程的啟動時間，非常有利于空分系統的穩定性，是傳統空分系統無法達到的。LNG冷能空分的成本優勢如表19所示。表19中常規空分裝置的低溫環境完全由電力驅動的機械制冷產生，電力成本占到生產成本的50%~60%。冷能全液體空分裝置液化空氣制取液態空氣分離產品，能夠實現空分運行機組小型化，運行耗電降低50%以上，比常規外壓縮流程和內壓縮流程空分的液體產品成本都低。利潤空間大，產品具有很強的市場競爭力。隨著能源價格的不斷上漲，空分能耗所占生產成本比例還將上升，冷能空分項目發展前景良好。

2.4.2冷凍膠粉

2.4.2.1膠粉與再生膠相比膠粉生產流程簡化，與制造再生膠相比，節約大量設備、廠房、動力和人力，不用軟化劑、活化劑等化工原材料，也不存在廢水、廢氣、粉塵的污染，生產環境有明顯改善，而且膠粉硫化后性能優于再生膠，為橡膠制品行業降低產品成本、提高效益創造了有利條件。

2.4.2.2膠粉低溫粉碎與常溫粉碎相比膠粉的制造技術分為常溫粉碎和低溫粉碎二大類。常溫粉碎法是在常溫下通過機械動力將一定大小的膠塊（符合粉碎設備的喂料要求）粉碎成一定粒徑范圍的膠粉的過程，工藝技術簡單，生產操作便捷。我國的廢膠粉碎生產以常溫輥壓剪切法為主，所得粉粒為15~60目。由于這種膠粉顆粒較粗，只能作為膠料填充劑，不能起到明顯的補強作用，且用量比例及使用范圍有較大的限制。低溫粉碎所得膠粉粉粒為50~200目。廢舊橡膠被冷凍到-70.0~-80.0℃時就可完全脆化，傳統的低溫粉碎工藝采用-196℃的液氮來冷凍橡膠，造成了能量的降質使用；并且每生產100kg膠粉需耗用110~115kg液氮，生產成本較高。由于空氣制冷的制冷費用高，因而選擇在相對高的溫度（-56℃左右）附近進行粉碎。此時，橡膠雖然已經脆化，但還存在一定的形變量，因而仍須用剪切式粉碎機粉碎，因此盡管液氮法工藝成熟，但由于投資大、液氮耗量高、能耗高，膠粉生產成本高而難以在我國推廣。

2.4.2.3LNG冷能低溫破碎與常規低溫破碎相比常規液氮冷凍粉碎法生產膠粉的技術關鍵就是盡量減少液氮消耗量或降低液氮制取成本。與空氣膨脹法和氨／乙烷復疊式制冷法相比，利用LNG冷能空分項目的液氮進行低溫粉碎，液氮生產成本大幅降低，錘式粉碎機能耗低于剪切式粉碎機，不需要膨脹機等制冷設備，相應減少了電力消耗，膠粉生產成本減低，減少噪音污染，降低對環境的污染，發展前景較好。我國2008年12月已將廢舊輪胎再利用產業列入免征產品增值稅產業。根據工業和信息化《國家再生資源綜合利用先進適用技術目錄（第一批）》（征求意見稿），廢舊輪胎橡膠包括丁基橡膠高溫連續再生工藝技術、廢胎面膠粉在翻胎胎面膠中的應用技術、廢輪胎膠粉改性瀝青生產應用技術屬于先進適用技術。根據工業和信息化部《石化和化學工業“十二五”發展規劃》，提高廢膠粉瀝青利用率是我國節能減排和資源綜合利用要點。在良好的國家政策環境下，冷能利用精細膠粉項目的自負盈虧能力將得到進一步的提高。

2.4.3冷凍法海水淡化海水淡化是指分離海水中鹽和水的技術過程。通過脫除海水中的大部分鹽類，使處理后的海水達到生活和生產用水的標準。海水淡化工藝路線分為兩類：一是從海水中取水，包括采用蒸餾法、反滲透法、水合物法、溶劑萃取法和冷凍法；二是除去海水中的鹽分，包括電滲析法、離子交換法和壓滲法。海水淡化主要工藝方法如表20所示。目前，世界上應用較廣且具有一定競爭力的海水淡化技術主要是蒸餾法（熱法）和膜法。蒸餾法消耗熱能和電能，膜法消耗電能，二者在能耗方面接近。（1）蒸餾法：通過將海水加熱使其溫度超過沸點而蒸發，并將水蒸汽冷凝而得到淡水的制水工藝。目前，已形成商業應用的蒸餾法主要有多級閃蒸（MSF）和低溫多效蒸餾（LT-MED）兩種。（2）膜法：包括壓力驅動和電驅動兩種技術，壓力驅動膜技術通常指反滲透（RO），電驅動膜脫鹽技術主要是電滲析（ED）。在海水淡化中，以壓力驅動的膜法通常稱為SWRO法（SeaWaterRO）。實際應用的海水淡化技術主要是SWRO和LT-MED，產品水質經后續處理后均能達到生產和生活用水的要求。SWRO工藝的主要缺點是對海水預處理的要求高、膜使用壽命較短（3~5年）、產水水質不如LT-MED、存在膜通量衰減和脫鹽率下降等缺點；LT-MED的主要缺點是需要蒸汽或熱水作動力熱源驅動、建造材質要求高、結垢較難清理等。我國部分已建成投產的電廠海水淡化工程單位造水成本如表21所示。從整體費用的角度考慮，采用結晶冷凍法的海水淡化裝置可節約能源40%，在經濟上和技術上都具有一定的優勢。目前，我國海水淡化的成本已經降到5~6元／t，依然比自來水價格高很多。以正式向城市水網供水的天津北疆電廠為例，淡化每噸水成本約5.5元，專用輸水管網運行成本約3.6元／t，到城市自來水廠的成本約9.1元／t。引灤入津的原水價格為1.75元／t，總成本約4.0元／t（考慮處理工序和管網折舊等費用），天津市居民用水價格為4.6元／t。2008年1月1日正式生效實施的新《企業所得稅法》中，對于從事海水淡化項目的企業實行稅收優惠，自項目取得第一筆生產經營收入所屬納稅年度起，給予“三免三減半”的優惠，即前3年免稅，后3年稅收減半。根據國家發改委會同11部委制訂的《加快海水淡化產業發展的意見》，國家將加大沿海地區工業用淡化海水的力度，鼓勵和支持海水淡化水進入市政管網，建立新型水價形成機制，制定海水淡化稅收優惠政策，加大海水淡化投融資力度，保障海水淡化項目用海用地，加大海水淡化技術自主創新力度，加快海水利用裝備產品自主制造的步伐。在良好的國家政策環境下，以生產海水淡化水為主要目的，作為沿海地區水資源的重要補充和戰略儲備。整體板塊包括相關技術研發、設備制造、工程設計與建設、生產運營、原材料生產與銷售、咨詢服務、宣傳培訓和交流等工序和環節在內的、具有完整產業鏈的生產體系，是戰略性新興產業，是新的經濟增長點。綜上所述，隨著關鍵設備國產化進度的加快和科技水平的提高，我國海水淡化成本將繼續下降，冷能海水淡化項目的自負盈虧能力將得到進一步的提高。

3高效利用冷能的實施建議

3.1落實可利用LNG冷能數量為確保相關建設項目的順利推進，需要與LNG接收站落實可利用的冷能數量，簽訂相關用冷協議，在接收站內預留冷能接口和管廊出口，使得冷能利用項目成為接收站設計下游用戶，成為氣化操作正常工藝的一部分，做好LNG供應負荷的需求預測以及相應的LNG可用冷量的計算工作，LNG接收站平面布置考慮接收站和LNG冷能利用項目的運行和遠期擴建。

3.2積極探索LNG冷能產業的運行模式LNG冷能綜合利用產業是新興多學科交叉領域，相關建設項目設計工業氣體、海洋工業、資源循環、化學工業、食品以及物流等諸多領域，產品銷售需要面向諸多細分市場，工藝技術均涉及常規工藝的創新改造，日常生產運行事關LNG接收站上下游用戶的安全。鑒于LNG冷能綜合利用產業需要投入大量的人力物力，建議對LNG冷能利用統一規劃，平衡分配，對冷能利用公司進行統一整合，為產業鏈條的招商引資創造有利條件，實現LNG冷能循環經濟產業項目逐一落地，確保整體產業的順利建設和投產，充分高效利用冷能，實現預期的社會和經濟效益。

3.3推動冷能產業園區化發展，提高LNG冷能利用效率通過特定工藝技術梯級利用LNG冷能，從單項高效利用技術和綜合利用技術兩個方面提高LNG冷能利用效率，達到節能減排和提高經濟效益的目的。單項高效利用技術的研發是在現有的LNG冷能單項利用技術的基礎上，對原流程進行合理的優化，提高LNG冷能的利用效率，并積極拓展LNG冷能的應用領域，開發新的LNG冷能單項利用技術。LNG冷能綜合利用技術的開發是在單項利用技術和LNG冷媒技術的基礎上，以LNG冷媒系統為紐帶，單項高效利用技術為基礎，采用系統工程技術，對各單項利用技術進行集成和優化，開發適用于LNG接收站的通用LNG冷能綜合利用工藝。建議最大限度的在LNG接收站附近建設利用LNG冷能的工業、商業裝置，形成低溫倉庫、深冷發電、冷凍食品，空分、液體二氧化碳和干冰等企業的生產聚集區，為整體產業發展打造良好的園區平臺。

3.4設置蓄積和儲存冷能的冷媒系統現有冷能利用技術中都是采用高壓液化天然氣直接和冷能利用裝置進行熱交換，冷能用戶必須使用耐高壓的換熱器（7.0MPa以上）來利用液化天然氣的冷能，并具備相應的應急設施，致使高壓保溫管線大大增加，使得冷能利用項目投資增大和危險增加。而冷媒壓力遠低于天然氣壓力，冷能利用項目中換熱器和管線的投資可以大為降低，提高冷能利用項目的經濟效益。冷媒循環系統主要由低溫儲罐（包含相變儲能材料）、高溫儲罐、冷媒與天然氣換熱器、低溫冷媒與高溫冷媒換熱器等四部分組成，是連接LNG氣化系統和冷能用戶的橋梁，其主要工作原理包括二部分：（1）通過冷媒將冷能回收和冷能利用分開成為兩個過程，將占地面積較小的低溫冷媒和LNG的換熱器安置在場站中，占地面積較大的冷能用戶布置在場站周邊，通過冷媒輸送管線向各冷能用戶供應冷能。LNG氣化過程和冷能回收過程全部在場站的直接控制下，根據天然氣下游用戶的用氣負荷變化規律來調節制冷能，保障下游的用氣需求，完全不受冷能利用的影響，滿足制冷和需冷過程的空間不同步性。（2）冷媒攜帶的冷能可以用于深冷粉碎、制干冰、冷庫制冷和冷能發電等冷能利用項目。通過冷媒低溫儲罐和冷媒常溫儲罐的調節，可以滿足在制冷能波動的情況下，盡可能多地回收冷能，提高了冷能的回收利用率，而且可以根據用戶需求向用戶提供冷能，當冷能用戶的負荷波動時也有一定的調節能力，滿足制冷和需冷過程的時間不同步性。根據上述分析，通過設置冷媒系統可以充分實踐“溫度對口、梯級利用”的冷能利用原則，適當增加LNG冷能使用距離，拓展LNG冷能利用的空間界限，提高LNG冷能的利用率。

3.5冷能項目積極爭取財政支持由于國外大多數LNG冷能利用項目都是在能源價格較低廉的年代陸續開發的，大部分LNG冷能利用項目多為單一的LNG冷能利用。僅僅考慮了冷能的回收利用，并未考慮利用過程的能量利用效率，導致較高品位冷能沒有得到較為合理的利用，造成部分冷能損失。在世界能源價格高漲的背景下，LNG冷能利用項目要在按能量梯級集成利用的基礎上，按照“最優傳熱溫差、梯級利用、投資最小化”的基本原則，在力爭項目經濟效益最大化的基礎上，申請中央預算內投資和中央財政節能減排專項資金，申請地方財政對LNG節能減排的財政補貼，積極爭取國家節能減排所得稅、增值稅等優惠政策，實現冷能利用項目自負盈虧，取得最大經濟效益。

3.6著力加強人才建設，增強產業發展活力和動力LNG冷能產業要建立良好的用人機制，儲備熟悉產業特征的研究性人才和熟悉行業市場的戰略性人才，培養LNG冷能利用的專業隊伍，為冷能產業持續發展注入活力和動力，增強LNG冷能利用產業的核心競爭力。（1）組建專家團隊建立LNG冷能利用技術制定評價體系，作為LNG冷能利用項目的技術準則，促進LNG冷能利用的健康持續發展。（2）隨時跟蹤開展合同能源管理所需政策的動向。設置專人對國家宏觀政策及產業政策進行實時收集與分析，以保證經營決策與國家政策之間的高度一致性；引進和培養熟悉合同能源管理項目申請補貼、獎勵規則和流程的專門負責人員。（3）建設具備專業的技術評價團隊，尋找可靠的專家團隊或咨詢機構作為技術支撐，提高合同能源管理的能力。

3.7自我完善及穩健發展合同能源管理國家激勵政策的出臺從宏觀層面、從長遠角度利好合同能源管理產業的發展。LNG冷能節能服務產業要高度重視自我完善及穩健發展，搭建碳交易平臺，推進清潔發展機制，大力發展碳金融等高端市場，爭取碳交易的話語權。通過二氧化碳排放權交換等多種形式開展國際交流合作，得到國際的資金和技術支持。

3.8加強產學研合作，建設創新型產業技術創新是LNG冷能利用產業發展的強大動力和不竭源泉，要推進以冷能利用項目為主體、市場為導向、產學研相結合的自主創新體系的建設，將品牌、技術和產業相融合，提升冷能產業的自主創新能力和品牌價值，推進科研成果產業化，孕育產業新的突破。

作者：余黎明單位：石油和化學工業規劃院