日本LNG接收站的建设

摘 要

摘要：及时了解、吸收国内外先进的LNG接收站建设经验，有助于推进我国正大力进行的LNG接收站建设工作。为此，详细介绍了世界最大LNG进口国及建有最多LNG接收站的国家—&mdas
摘要：及时了解、吸收国内外先进的LNG接收站建设经验，有助于推进我国正大力进行的LNG接收站建设工作。为此，详细介绍了世界最大LNG进口国及建有最多LNG接收站的国家——日本的LNG接收站建设经验，阐明其LNG接收站具有以下特点：建设较早，多采用地下罐，配有大量LNG卫星站和管网，实行LPG和LNG兼营，建有个别的内航船LNG接收站，LNG法规完备，LNG接收站项目由保险公司和银行等投资，燃气公司负责LNG接收站运营，重工制造公司负责LNG接收站的设计建造，商社负责LNG资源采购。研究成果对我国有如下启示：做好规划建设，适当建设内航船LNG接收站、地下罐；LNG与其他能源合理配置，尽量不用来发电；引入银行和保险公司的风险投资机制；同时加强对日本和中国台湾省LNG接收站的调查研究和学习。
关键词：LNG；日本；接收站；储罐；组织建设；总体布局；投资体制；相关法规
1日本LNG接收站的发展过程
从20世纪60年代开始，液化天然气(LNG)在英美两国开始由工厂的尝试转向成熟，成为一种新的能源利用方式。随着LNG大规模产业化的发展及远洋运输成为可能，急需能源的日本迅速加强了LNG理论的学习、技术的引进、接收站的建设，开始大规模地引进LNG。
1969年，日本首个LNG接收站——根岸接收站开始接收美国阿拉斯加LNG。几年后日本就成为世界最大的LNG进口国，并一直保持到现在，1990年其LNG进口量曾占世界总量60%，近10a开始降低，2008年约占世界总量40%共920×108m3[1]。2007年度日本一次能源构成中，天然气已占17.9%[2]。城市燃气构成中LNG占87%，国产天然气占6%，LPG占6%，其他能源占1%。目前日本进口的天然气全部为LNG，已建接收站26个(见表1)，是世界建有最多LNG接收站的国家，另有内航船(槽船)LNG接收站5个(函馆、八户、高松、松山、筑港)、卫星站68个[3]。
 
2 日本接收站的组织建设
    日本的LNG接收站的运营公司主要有3个：东京燃气、大阪燃气和东邦燃气，主要从事LPG、LNG接收站的运营及燃气销售。LNG的海外采购及运输主要由三井物产、三菱商事、伊藤忠商事等专业的商贸及矿产公司来完成。LNG接收站的施工建设、LNG轮船的制造，主要由三菱重工(MHI)、石川岛播磨重工(IHI)、川崎重工(KHI)等重工制造公司来完成。其工程产业链为：燃气公司负责LNG接收站的运营，专业商贸公司负责海外采购及运输，重工制造公司负责设计施工、设备制造。
    日本LNG接收站的建设，主要的核心工程是外包给重工制造公司，但一些较小的工作多由燃气公司自己完成。由于燃气公司的工作包括接收站的日常运行、检修维护，因此其本身具有一定的运行检修维护能力，具备承担简单的建设和项目管理的能力，并且，随着建设经验的丰富和学习积累，LNG项目建设的外包工作逐步减少，直至最后过渡到几乎全部建设工作由燃气公司自己承担，甚至开始独立到海外承揽接收站的建设工程。重工制造公司则逐步专注于核心的、更高难度的设备制造，不断产品升级。商贸公司则专注于海外贸易、矿产资源投资、远洋运输，专业于海外的研究。
    目前国际上LNG接收站建设所需的LNG主要设备，基本垄断在日本的制造商手中。世界主要的LNG资源产地，均有日本公司的投资参与。
    工程上，日本LNG接收站建设受地震和海啸影响较深。商务上，近年来，原签订的20a的LNG资源合同很多要到期了。无论是技术上的海外工程业务、还是商务上的LNG资源采购，今后日本都面临着韩国、中国的竞争。但日本LNG接收站相关产业，通过运营、建造、商贸的合理组织和多年发展，具有较强的应对竞争的能力，并从国内建设开始走向国外承揽LNG工程。
    近年来，日本LNG运营、建造、商贸的公司，尤其1是重工制造等公司大量参与中国的LNG接收站建设，甚至在部分领域处于垄断地位。主要参与内容为：LNG储罐设计及建造，前端设计(FEED)及试车，LNG泵、气化器、卸料臂等重要设备的提供。
3 日本典型的LNG接收站及其特点
3.1 日本典型的LNG接收站
    日本最大燃气公司东京燃气主要运营的LNG接收站为根岸、袖浦、扇岛3大接收站，其中：根岸为日本最早的LNG接收站，袖浦为日本最大的LNG接收站，扇岛则是全地下罐的LNG接收站(见图1～3)。3大LNG接收站容量都很大，均位于东京湾、处于东京的外围，通过管网互联，绕经整个都市圈，并通过联络管道与远方的仙台、新溻等市的LNG接收站联络起来。LNG接收站还通过槽船、槽车运送LNG至未连接骨干网的LNG卫星站(含内航船LNG接收站)，如北海道地区的函馆、八户LNG站[4～5]。
3.2 日本LNG接收站的特点
3.2.1总体布局
    日本LNG接收站在总图布局上，其厂区及泊位大都依工程条件呈不规则形状布置，厂区填海区不多且均为填沙，码头泊位往往不与岸线平行，个别采用背靠背的泊位方式。如根岸LNG接收站厂区为带转折的长条形，袖浦LNG接收站虽较方正但其泊位却与岸线有一偏斜的夹角，扇岛LNG接收站则通过海底隧道连接泊位，泊位成为在海湾中的一孤立平台。2km的海管，袖浦站卸料总管最长部分达3km(中途是否中继加压不详)。日本的这种依工程具体条件的不规则的布置，与西欧(如西班牙)的LNG接收站比较类似。
3.2.2储罐概况
    日本LNG接收站的储罐，部分为地上罐，更多的是地下罐。日本这种大量采用地下罐的情况，几乎为世界独有现象，其原因可能为基于地震的安全考虑。具体的罐的类型分为：地上罐、半地下(上)罐、嵌入式地下罐、全地下罐。嵌入式地下罐为顶部或少量罐体露出地面，罐内液体高度最高不超过地面；全地下罐为整个罐均处于地面下。地下罐的罐顶又分为两种：拱顶形和平顶形。为保护环境景观，地下罐周围、甚至平顶地下罐的顶部，种植草木[6]。接收站除有LNG罐外，部分接收站还有LPG罐。
    日本LNG接收站总罐容有大有小，根据实际需要，最大的如袖浦，总罐容达266×104m3，小的如长崎接收站，总罐容仅3.5×104m3。内航船接收站总罐容则更小。
3.2.3配套系统
    LNG接收站在全国沿岸各主要区域均有分布，东京湾、大阪湾、伊势湾、四国水道一带较多，北海道、日本海沿岸较少，与日本经济及城市分布大体一致。
    日本LNG接收站配套的卫星站(含内航船接收站)较多、管网也不少。大部分LNG接收站有骨干网连接。日本认为其国土山地多，无法铺过多的管网，因此大建卫星站。但实际上日本的骨干网已经不少，仅东京燃气属下的东京湾骨干网就已形成完整的环形、长460km，且与300km外的新溻、仙台等连在一起(管长500km)，管网总长超过50000km(2004年为47653km)，加上法定储备天数为50d，因此供气可靠性很高[4]。
    日本约半数的LNG接收站与发电厂相邻而建，LNG用于发电。LNG发电量占全国发电量的27%[2]。表1日本LNG接收站一览表中，适用法规为电气事业法及高压燃气保安法的接收站，均配套有发电厂。部分LNG接收站还配套有LNG冷能利用工厂。
3.2.4投资规模
日本部分LNG接收站投资规模比较见表2。
表2 日本部分LNG接收站投资额比较表1)
名称
罐规模2)
罐形式
投产时间
投资额3)
富津
9×4
地下式
1986年
1145
大分
8×3
地上式
1990年
820
扇岛
20×1
全地下式
1998年
1700
袖师扩建
16×1
地下式
(2010年)4)
200
注：1)资料根据日本公开资料报道整理；2)罐规模：罐容量(104m3)×罐个数；3)投资额均为大约数，单位为亿日元；4)投产时间为预投产时间。
    从表中可以看出，LNG接收站地下罐比地上罐投资大。LNG接收站建设投资并未随时间推移而明显增加。
3.2.5建设公司
    日本LNG接收站主要由燃气公司和电力公司建设、运营。电力公司(发电厂)是LNG接收站很重要的用户，也往往是接收站的重要股东。
    在日本，LNG往往是与LPG混合达到一定热值后作为燃气销售的，燃气公司同时运营LNG、LPG，很多LNG接收站码头泊位也是LNG船及LPG船通用的，LNG与LPG储罐当然是分开的，只在最后外输至用户前LNG与LPG才混合。
    2008年度日本燃气销售约345×108m3，东京燃气、大阪燃气、东邦燃气分别占36%、25%、11%，这些大型燃气公司拥有LNG接收站；全国共有211个城市燃气批发商(60%在关东地区)，但多数没有自己的LNG接收站，从大型燃气公司购入LNG到LNG卫星站。燃气最终用途为工业用50%，商业用14%，家庭用28%，其他用途约占8%[7]。
    东京燃气是日本最大的LNG接收及销售公司，1885年成立，控股多个天然气发电厂和北海道燃气等燃气公司，主要供应东京都市区和北海道地区。第二大燃气公司大阪燃气，主要供应阪神都市区，天然气销售收入占公司销售收入一半以上。
    日本LNG接收站的施工、设备制造企业，与LNG运营公司有密切的联系。如气化器的主要两个厂家：神户制钢及住友精密工业，分别是大阪燃气和东京燃气的合作伙伴。东京燃气旗下的LNG接收站，气化器全部为住友所产；大阪燃气旗下LNG接收站的气化器，则全部为神户制钢所提供。
    在日本，无论是基础材料，还是低温设备，直至储罐工艺系统等，其设计制造能力均已达到世界先进水平。其中，一些LNG储罐、LNG船等关键设备的设计制造公司如石川岛播磨重工(IHI)、川崎重工(KHI)、三菱重工(MHI)等由早期的重型军工企业发展而来，技术力量雄厚，有的重工公司拥有超过100a的海外工程历史。
3.2.6投资体制
    日本的LNG相关的建造、施工等工程公司，多为公众上市公司，主要股东多为银行及保险公司。LNG接收站的建设业主或运营公司，股东同样也主要是银行及保险公司，如东京燃气的十大股东，除“社员持株会”外全部为银行、保险、信托金融机构，大阪燃气、东邦燃气也是如此。LNG接收站工程建设中，银行及保险公司对项目的收益及风险性分析较早，介入工程也较深。
3.2.7相关法规
    日本LNG法规主要有：石油供需及储备、禁止垄断及国民生活、石油税务及关税、工业地理环境、运输、安全、环境、矿业、通商及外资、节能及新能源等相关法规。最主要的有燃气事业法、高压燃气保安法和电气事业法。各法律下面再设有详细的技术规范。
    主要供气给发电厂的LNG接收站，适用电气事业法；主要供气给居民及工业的，适用燃气事业法；既供气民用又供气发电的，适用高压燃气保安法。各LNG接收站采用法规情况见表1。
    日本LNG接收站建设由经济产业省批准并主管，海上保安厅(警卫队)亦参与管理，与美国海岸警卫队核准海上LNG接收站的做法类似。
4 日本LNG接收站建设对中国的启示
4.1 规划及建设
    适当建设内航船LNG接收站；地震带适当考虑地下罐；LNG与LPG适当配合运营；加强储备和稳定供应能力建设，包括：较大的LNG接收站罐容、配套建设卫星站、调峰站、管网、槽船/槽车运输。中国南北差异大，LNG接收站选址及设计要考虑地域特点，包括海岸线、海水水质及水温等。完善法规体制。
4.2 资源的合理配置
    与日本不同，中国存在一定的石油、天然气、煤炭、煤层气、水电等资源。LNG接收站的建设布点要符合国家资源的合理配置。宜慎重对待LNG发电。日本缺乏其他资源，地震多、建设抽水蓄能电站大坝风险高，因此不宜照搬日本大量LNG发电的特点。
4.3 引入风险管理机制
    中国的LNG接收站项目，建议引入银行和保险资金的介入和管理，改变纯国有管理的单一风险承担的方式，形成风险的利益激励机制。同时，LNG接收站的建设周期长、风险因素多、投资大和回报率低、运营简单，既适合也需要保险公司的介入。
4.4 加强对日本和中国台湾省LNG接收站的调查研究
    日本LNG研究机构对世界LNG行业资料收集、研究极为深入，对中国LNG接收站的建设进展及规划、海外资源采购、制度及未来规划等了解已非常详细，图纸、数据一应俱全。日本是世界拥有最多LNG接收站和拥有几乎最强的LNG建设能力的国家，是今后中国LNG资源采购的重要竞争对手，中国应加强对世界包括日本LNG相关信息的收集和调查研究、分析和借鉴。
    中国台湾省的LNG接收站主体工程均由日本承建，而台湾省的LNG建设与内地相似之处很多。台湾LNG建设曾因储罐泄漏发生重大纠纷。内地应加强对台湾省LNG接收站建设经验教训的学习和研究。
    注：日本的统计年度为当年的4月份至次年的3月份；日本的内航船指仅在国内航行的船，外航船则可用于国外远洋航行的船，内航船LNG接收站可认为是较大的卫星站、采用内航船(槽船)运入LNG；较小的LNG卫星站则一般采用槽车运入LNG。
参考文献
[1] BP Statistical Review of World Energy June 2009[EB/OL].[2009-11-11].http：∥WWW.bp.com/statisticalre view.
[4] Tokyo Gas Co.，Ltd.Tokyo Gas Sodegaura Terminal[M].Tokyo：Tokyo Gas Co.，Ltd.，2007.
[5] Tokyo Gas Co.，Ltd.Tokyo Gas Ohgishima LNG Terminal[M].Tokyo：Tokyo Gas Co.，Ltd.，2007.
 
 
(本文作者：李健胡1 萧彤2 1.广东珠海金湾液化天然气有限公司；2.中海石油福建天然气有限责任公司)