作為一種重要的清潔能源,天然氣不僅是現(xiàn)代工業(yè)的重要燃料,也是地理考試中的高頻考點(diǎn)。 可天然氣為什么要液化?液化天然氣又有哪些地理考點(diǎn)? ![]() ![]() 天然氣為什么要液化? 天然氣是以甲烷(CH?)為主的清潔化石燃料,但常溫下是氣體,密度小、體積大,運(yùn)輸效率較低。 ![]() 中國主要天然氣資源分布概況 圖源:生態(tài)石油 【注】全球天然氣資源分布極不均衡,主要分布在中東地區(qū)(伊朗、卡塔爾等)、俄羅斯(西伯利亞地區(qū))、中亞(土庫曼斯坦等)和北美等地。在我國,西部地區(qū)是天然氣的主要產(chǎn)區(qū),塔里木盆地、四川盆地、柴達(dá)木盆地和鄂爾多斯盆地是我國四大主要的天然氣產(chǎn)區(qū)。 氣態(tài)的天然氣從產(chǎn)地遠(yuǎn)距離運(yùn)到消費(fèi)地,比較常見的運(yùn)輸方式是管道運(yùn)輸。 ![]() “西氣東輸”工程線路示意圖 圖源:湘教版教材 管道具有運(yùn)量大(晝夜不停)、連續(xù)性強(qiáng)、損耗小、安全性高等優(yōu)點(diǎn),但前期建設(shè)成本高,且受自然環(huán)境和地緣政治(如俄羅斯與歐洲的天然氣管道爭端)影響較大。 ![]() 鋪設(shè)管道 | 圖源:生態(tài)石油 如果將天然氣液化(冷卻至-162℃),其體積可驟減至原來的1/600,更便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸,可以通過專用運(yùn)輸船進(jìn)行海運(yùn)。 【注】液化天然氣:Liquefied Natural Gas,簡稱 LNG。下文中用LNG表示液態(tài)天然氣。 ![]() 圖源:國際船舶網(wǎng)、滬東中華 與管道運(yùn)輸相比,海運(yùn)具有以下優(yōu)勢:
天然氣經(jīng)低溫液化,體積大幅縮減,運(yùn)輸優(yōu)勢明顯,1艘17萬m3的LNG船運(yùn)量約等于1.2億m3管道天然氣,相當(dāng)于陸地管道連續(xù)輸送10天的量。
管道建設(shè)成本高昂,在一些地形復(fù)雜的地區(qū)(如高山、海洋、沙漠等)鋪設(shè)難度大。而通過海運(yùn)的方式運(yùn)送液化天然氣,可以實(shí)現(xiàn)跨洲、跨洋的長距離運(yùn)輸,極大拓寬市場覆蓋范圍。
天然氣管道建設(shè)周期長(前期規(guī)劃、征地、施工等工作),成本巨大。相比之下,建設(shè)液化天然氣接收站和配套的LNG運(yùn)輸船雖然也需要不少投資,但建設(shè)周期上相對更短,并且可以根據(jù)市場需求逐步建設(shè)和擴(kuò)展,在一定程度上降低了前期投資風(fēng)險(xiǎn)和成本壓力。
相比管道運(yùn)輸,液化天然氣運(yùn)輸更方便匯聚全球各地的氣源,實(shí)現(xiàn)多氣源互補(bǔ),當(dāng)某一氣源供應(yīng)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí),能迅速調(diào)配其他氣源,利于保障天然氣供應(yīng)的穩(wěn)定性。 ![]() 我國2024年LNG進(jìn)口份額占比圖 圖源:液化天然氣產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì) 同時(shí),LNG接收站通常具備大型儲(chǔ)罐,可在用氣高峰(調(diào)峰功能)或突發(fā)供應(yīng)中斷(應(yīng)急儲(chǔ)備功能)時(shí)保障能源安全。
LNG接收站 LNG接收站是接卸和存儲(chǔ)船運(yùn)液化天然氣的能源基礎(chǔ)設(shè)施,包括LNG碼頭和LNG儲(chǔ)罐區(qū)。 液化天然氣通過海運(yùn)到達(dá)目的地后,需要通過專門的LNG接收站進(jìn)行接收、儲(chǔ)存、加熱氣化后供給用戶(通過管道等方式向終端用戶輸送天然氣)。 ![]() 圖源 | 珠海特區(qū)報(bào) 因此,LNG接收站區(qū)位選擇需要綜合多方面因素來考慮: ① 靠近市場 液化天然氣接收站應(yīng)盡量靠近天然氣消費(fèi)市場,這樣可以減少天然氣在輸送過程中的損耗和成本。比如,長三角、珠三角等地區(qū)。 ![]() 中國LNG接收站分布(部分)| 圖源:生態(tài)石油 ② 良好的港口條件 由于液化天然氣主要通過專用的 LNG 運(yùn)輸船運(yùn)輸,所以接收站需要具備良好的港口條件——水深、避風(fēng)、陸域平坦開闊等。 ③ 基礎(chǔ)設(shè)施配套 接收站的運(yùn)營需要完善的基礎(chǔ)設(shè)施支持,包括與天然氣輸送管網(wǎng)的連接、可靠的電力供應(yīng)、便利的交通條件等。 ④ 安全條件 液化天然氣具有易燃、易爆的特性,因此接收站與城市居民區(qū)、重要公共設(shè)施等之間需要保持一定的安全距離。同時(shí),選址地區(qū)的地質(zhì)條件要穩(wěn)定,盡量避免建在地震活躍帶、易發(fā)生滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域,以確保儲(chǔ)罐安全。 ⑤ 政策和法規(guī)環(huán)境 液化天然氣接收站在選址時(shí),需要考慮當(dāng)?shù)氐恼攮h(huán)境,包括土地使用政策、環(huán)保要求、能源發(fā)展規(guī)劃等。 左右滑動(dòng)查看圖片 左右滑動(dòng)查看圖片 近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,天然氣作為清潔能源的消費(fèi)需求快速增長。由于國內(nèi)天然氣產(chǎn)量無法完全滿足市場需求,我國LNG(液化天然氣)進(jìn)口量連年攀升。 ![]() 2015年-2024年中國進(jìn)口天然氣總量變化 圖源:炸丸子工作室 在這種背景下,LNG接收站作為重要的能源基礎(chǔ)設(shè)施,其數(shù)量呈穩(wěn)定增長趨勢。 液化天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對區(qū)域經(jīng)濟(jì)有著重要影響。 一方面,它可以帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展,如天然氣開采設(shè)備制造、LNG 運(yùn)輸船制造、天然氣加工等產(chǎn)業(yè),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。 另一方面,液化天然氣的進(jìn)口,有利于增加天然氣供應(yīng)量,緩解能源供需矛盾,增加天然氣能源儲(chǔ)備,保障我國能源安全;優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),改善環(huán)境質(zhì)量。 ![]() ![]() LNG冷能利用 -162℃的液化天然氣到達(dá)接收站之后,要先恢復(fù)氣態(tài),然后輸送到千家萬戶,在氣化的過程會(huì)產(chǎn)生大量冷能。 【注】冷能,是低溫物體所蘊(yùn)含的冷量。 低溫物質(zhì)在升溫過程中會(huì)釋放冷能,通俗理解就是吸收熱量。比如,冰塊吸熱融化就是冰塊釋放冷能的過程。 而-162℃的LNG要變回常溫氣體,同樣需要吸收熱量。常見的方式就是用海水加熱它——海水會(huì)被"搶"走熱量,溫度驟降。在實(shí)際接收站運(yùn)行中,通??刂茊未螕Q熱的海水溫降在5-7℃范圍內(nèi),這樣可以保證安全換熱,又避免海水結(jié)冰或局部過冷對海洋生態(tài)造成影響。 巨量冷能的直接排放會(huì)造成極大的能源浪費(fèi)。數(shù)據(jù)顯示,2022年全國LNG進(jìn)口量超過6000萬噸,攜帶的冷能約150億千瓦時(shí),相當(dāng)于1000萬人口城市1年的居民用電量。 如果這些冷能可以用于發(fā)電、工業(yè)制冷和冷鏈物流等領(lǐng)域,就能實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用,具有顯著的節(jié)能和環(huán)保效果。 ![]() 舟山LNG氣化冷能發(fā)電系統(tǒng) 圖源:舟山市投資促進(jìn)中心 具體如何利用LNG冷能,我們來看個(gè)案例。 廣東大鵬LNG接收站位于深圳市大鵬新區(qū),建有國內(nèi)首個(gè)利用LNG冷能的海水養(yǎng)殖區(qū)。 ![]() 廣州大鵬LNG接收站冷水養(yǎng)殖項(xiàng)目 圖源:大鵬新區(qū)科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)服務(wù)局 接收站利用LNG氣化過程中釋放的冷能,通過換熱器給養(yǎng)殖池降水溫,成功養(yǎng)殖三文魚、虹鱒魚等冷水魚類,年產(chǎn)量可達(dá)2000噸,供應(yīng)粵港澳大灣區(qū)高端海鮮市場。 大鵬接收站冷水養(yǎng)殖項(xiàng)目,既帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益,又產(chǎn)生良好的生態(tài)效益。 ? 經(jīng)濟(jì)效益 提升產(chǎn)品價(jià)值:養(yǎng)殖的海產(chǎn)品在低溫環(huán)境下生長更健康,肉質(zhì)細(xì)膩富有彈性,口感更佳,經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。 穩(wěn)定市場供應(yīng):通過控制養(yǎng)殖水溫,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)魚類反季節(jié)繁殖和全年可繁殖生產(chǎn),補(bǔ)足市場空窗期,保障市場穩(wěn)定供應(yīng),提高了市場競爭力。 ![]() 圖源:CCNT ? 生態(tài)效益 減少污染,保護(hù)海洋生態(tài):減少冷水及養(yǎng)殖污水排放(循環(huán)活水養(yǎng)殖系統(tǒng))對附近海域及生物的影響。 ![]() 【注】圖中傳統(tǒng)方式①,若將未經(jīng)處理的超冷海水直接排海,會(huì)引起局部水溫驟降,造成魚類凍傷甚至死亡,影響海洋生態(tài)。 圖中循環(huán)活水養(yǎng)殖系統(tǒng)②,則是先從接收站明渠中抽取低溫、無菌的海水進(jìn)入養(yǎng)殖系統(tǒng),經(jīng)過儲(chǔ)水塔、冷水低溫處理池、組合養(yǎng)殖箱等的循環(huán)流動(dòng)后,進(jìn)行多級處理——廢水處理和海水回溫后再排入海洋,整個(gè)過程對海洋環(huán)境影響小。
做完題再走~ 廣東大鵬LNG(液化天然氣)接收站進(jìn)口來自全球25個(gè)國家和地區(qū)的液化天然氣,用戶包括燃?xì)怆姀S、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)和工業(yè)企業(yè),惠及約7000萬人口。LNG氣化過程與海水進(jìn)行熱交換,釋放冷能,產(chǎn)生大量無菌、溶氧能力強(qiáng)的低溫海水。廣東大鵬LNG接收站回收冷排海水開展冷水養(yǎng)殖項(xiàng)目,主要養(yǎng)殖高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的魚類以及蝦、蟹、鮑魚等海產(chǎn)品。據(jù)此完成下面小題。
1. B 【解析】LNG是一種相對較為清潔的能源,與煤炭等傳統(tǒng)能源相比,其燃燒產(chǎn)生的二氧化碳等溫室氣體排放量較少,可以減少碳排放量,B正確。增加進(jìn)口LNG的供應(yīng)只是改變了能源的來源和結(jié)構(gòu),并不會(huì)直接導(dǎo)致能源消耗的減少,A錯(cuò)誤。發(fā)電壓力的大小取決于電力需求和電力供應(yīng)的平衡情況,增加LNG供應(yīng)與降低發(fā)電壓力關(guān)系不大,C錯(cuò)誤。進(jìn)口LNG可能會(huì)受到國際市場價(jià)格等因素的影響,不一定能降低能源成本,D錯(cuò)誤。故選B。 2. C 【解析】LNG氣化過程產(chǎn)生的冷排海水原本是廢棄資源,回收冷排海水開展養(yǎng)殖項(xiàng)目主要是為了提高資源的利用率,實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用,C正確。增加水產(chǎn)供應(yīng)可能是結(jié)果之一,但不是開展養(yǎng)殖項(xiàng)目的主要目的,A錯(cuò)誤。該養(yǎng)殖項(xiàng)目屬于在原有LNG接收站基礎(chǔ)上的拓展利用,并非是對整個(gè)產(chǎn)業(yè)的升級,B錯(cuò)誤。提高區(qū)域就業(yè)率是項(xiàng)目帶來的積極影響之一,但不是開展該項(xiàng)目的主要出發(fā)點(diǎn),D錯(cuò)誤。故選C。 3. D 【解析】大鵬LNG接收站冷水養(yǎng)殖的水產(chǎn)品由于成本較高、品質(zhì)較好等因素,價(jià)格通常會(huì)更高,A錯(cuò)誤。養(yǎng)殖種類的多少主要取決于養(yǎng)殖技術(shù)、市場需求等因素,與是否是冷水養(yǎng)殖關(guān)系不大,B錯(cuò)誤。產(chǎn)量的高低受養(yǎng)殖面積、養(yǎng)殖技術(shù)、管理水平等多種因素影響,冷水養(yǎng)殖不一定產(chǎn)量更高,C錯(cuò)誤。其產(chǎn)生的冷排海水具有無菌且溶氧能力強(qiáng)的特點(diǎn),水質(zhì)較好,且溫度適宜,有利于水產(chǎn)品的生長和品質(zhì)提升,所以與普通水產(chǎn)養(yǎng)殖相比,大鵬LNG接收站冷水養(yǎng)殖的水產(chǎn)品品質(zhì)更好,D正確。故選D。 |
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