文|于秋波

       中石油经济技术研究院

       天然气作为清洁能源越来越受到青睐，不仅资源和储量巨大，而且是最现实、可获取的能源，已进入快速发展时代。很多国家都将天然气列为首选燃料，天然气在能源供应中的比例迅速增加。据《BP2030年能源展望》预测，天然气将成为全球增长最快的化石燃料，年均增速达2.1%。

       在全球市场，天然气液化处理后产出的液化天然气（LNG）在同体积下由于能量密度大、适合远距离运输，已成为世界油气工业新的热点。预计2030年前，全球液化天然气供应的年均预期增速为4.5％，超过全球天然气总产量增速和区域间管道天然气贸易的增速（年均3.0%）。2010-2030年期间，液化天然气在全球天然气供应增长中所占份额将从1990-2010年期间的19％增至25％。

       为保证能源供应多元化和改善能源消费结构，能源消费大国越来越重视LNG的引进，日本、韩国、美国、欧洲都在大规模兴建LNG接收站。国际大石油公司也纷纷将其新的利润增长点转向LNG业务，LNG将成为石油之后下一个全球争夺的热门能源商品。

       浮式LNG生产装置广受关注

       近年来，陆上易采油气资源越来越少，越来越多的海上气田受到油气公司的青睐，但传统开发模式非但建设时间长、用途单一，而且项目投资大、回收缓慢。为此，世界各大油气公司正加紧研制海上液化天然气生产储卸装置，集成天然气生产、净化、液化、存储和装卸的功能，并与LNG船搭配使用，实现深海、边际气田的经济规模开发。

       海上LNG生产装置的研究可追溯到上世纪七十年代，直到九十年代中期才获得重大技术突破。自此，埃克森美孚、雪佛龙、壳牌以及欧洲多家石油公司都投身到FLNG的研发中。

       经过近40年的研究，浮式LNG生产储卸装置（LNG FPSO，简称FLNG）即将横空出世。2011年5月，荷兰皇家壳牌公司与法国Technip公司及韩国三星重工公司签署协议建造全球第一艘FLNG，投入达30.26亿美元，计划2017年交付。FLNG可就地完成天然气开采、液化过程，超越了天然气只能采用管道运输上岸的单一模式，不仅节约了修建、运输成本和陆上空间，而且可以在气田开采结束后二次使用，适合近海气田、深水气田和边际气田开发。

       壳牌公司FLNG甲板全长488米，宽74米，长度超过4个足球场长。满载水量达60万吨，相当于6艘航空母舰排水量。所用钢材预计达26万吨，用量比悉尼海港大桥多5倍。船上各种电线电缆全长3000千米，相当于从莫斯科到巴塞罗那的距离。与陆上同规模LNG液化厂相比，FLNG 占地面积减少75%，技术投资可减少20％，建设工期减少25％。安全系数和灵活度也达到最高水平，可在最猛烈5级飓风条件下维持作业。

       FLNG装置设计紧凑，能综合完成传统LNG生产，天然气开采、处理、液化、储存和装卸功能一应俱全，可谓“五位一体”。

       1.海上采气平台

       FLNG适合近海气田、深水气田和边际气田开发。壳牌FLNG预计2017年投产，将部署在澳大利亚西海岸200公里处深海。在气田生产期间将永久性系泊于约250米深的作业点，每天可生产约合11万桶油当量的天然气。

       2.净化处理终端

       天然气净化对液化工艺的影响非常大。净化单元的功能，是脱除原料气中的水、重烃、酸性气体（H2S、CO2）、汞等不利于液化单元正常工作的有害物质。

       3.移动天然气液化厂

       到目前为止，产自海上气田的天然气都需要通过天然气管道输送到陆上的液化厂，才能将其液化。而FLNG可就地生产-162摄氏度、体积骤缩600倍的LNG以及其它产品，然后运往世界各地的市场。壳牌FLNG年设计处理能力为360万吨LNG、130万吨凝析液和40万吨LPG，仅LNG便可满足中国香港每年天然气需求。目前的LNG液化工艺中，单循环混合制冷剂工艺和双循环混合制冷剂工艺均具有较好的浮式条件适用性。

       4.LNG储库

       FLNG储存系统，主要包括LNG储罐和LPG储罐。由于LNG在储存过程中始终处于常压和超低温条件下，储罐内会产生一定的蒸汽压，储罐材料和绝缘性必须满足要求。如用混凝土储罐外壁可降低造价和节省工期，球形罐坚固但减少了甲板空间，薄膜罐可获得较大甲板空间，棱型罐造价较高。

       5.漂浮装卸平台

       FLNG和货轮均漂浮在水上，在波浪晃动下实现LNG、LPN和凝析液装卸就成为难点之一。再加上LNG为超低温液体，装卸过程需保持低温的严苛要求就更为困难。目前FLNG主要有并排卸货和串联卸货两种形式。并排卸货通过高强度装置连接，利用低温软管装卸，结构简单。串联卸货采用动态定位控制两船距离，通过LNG输送臂卸货，可适于风浪较大海况。

       各大石油公司争先恐后

       世界主要能源机构和油气公司均对未来很长一段时间的LNG市场十分看好。据预测，未来20年，亚太地区的LNG需求量年均增长率更是达到10%，且价格也将持续处于高位，亚太地区也将成为全球FLNG应用的重要聚集地之一。目前全球已签订建造合同的2艘FLNG均将布置在亚太海域，还有数十个海上天然气项目计划采用FLNG进行开采。

       2012年6月，马来西亚国家石油公司与法国Tecnnip和韩国大宇造船公司签署了年产120万吨LNG的FLNG总装建造合同，预计2015年交付。同时还为另一艘年产150万吨天然气的FLNG进行招标。目前除了壳牌石油公司和马来西亚国家石油公司已经订造了FLNG外，澳大利亚天然气开发商Woodside，挪威租赁商FlexLNG、Hoegh LNG、Golar LNG，法国能源公司道达尔、法国燃气苏伊士集团，美国石油公司Excelerate Energy、Noble Energy、埃克森美孚、SempraEnergy，荷兰租赁商SBM，日本Inpex，泰国PTTEP，巴西国家石油公司等多家石油公司和专业运营商均对建造FLNG怀有浓厚兴趣。

       根据国际天然气联盟研究，由于日本、韩国两大LNG进口国，以及泰国（已经在进口）、马来西亚、印度尼西亚、新加坡和越南等将在2012年至2015年成为LNG进口国的国家地理位置特殊，亚太地区对LNG进口的依赖度最大。该地区将在2015年取代中东成为最大的LNG出口方。未来十年，澳大利亚将成为最大的LNG出口国，巴布亚新几内亚也将于2014年开始出口LNG。

       随着众多FLNG项目招标进度加快，设计技术日渐成熟，造船企业FLNG建造经验逐步积累，酝酿已久的FLNG市场井喷指日可待。目前，壳牌、马石油和雪佛龙建造的FLNG将部署在东南亚及澳大利亚周边，至少可提供630万吨LNG，能够缓和该地区对LNG的旺盛需求。

       FLNG对我国石油行业的启示和影响

       我国近海天然气资源丰富，总地质资源量约为5.9万亿立方米，广泛分布于珠江口盆地、莺歌海盆地、琼东南盆地、东海陆架盆地和渤海湾盆地，且其中相当一部分为深海气田、边际小气田和低品味天然气资源。

       据有关专家透露，我国早在2003年就已经启动了FLNG先导性研究。但总体来说，仍是“零敲碎打”，还未形成“拳头的力量”，也未取得突破性进展。当前，亟需组织起来进行联合攻关。

       中国海洋石油总公司作为我国海上油气开发的主力，早在2009年就启动了“FLNG/FLPG装置储液晃荡荷载及储罐结构响应问题研究”的研究，以此为我国今后自主设计提供技术储备。同时，集团采油公司将重点关注巴西、墨西哥湾、中东地区、澳大利亚、印尼等地的FPSO和LNG（FLNG）项目，力争到2020年在海外拥有8~10条FPSO。

       在海工装备制造方面，我国面临着巨大的挑战，包括产业基础薄弱、研发设计和创新能力薄弱、核心技术严重依赖国外、缺乏制造经验、本土配套设备严重不足等。在已签订的2艘FLNG建造合同和12个正在招标和筹划的FLNG项目中，绝大多数FLNG建造合同和招标项目的船体建造均被韩国三星重工、现代重工、大宇造船海洋和STX造船海洋4家船厂垄断。FLNG等新型海工装备的兴起，对我国海工装备制造企业来说，是一次难得的机会。

       中国石油大学（北京）教授方华灿认为，FLNG技术处于海洋工程领域的最前沿。我国具有建造生产浮式储油卸油装置（FPSO）的经验，生产FLNG与生产FPSO有一些共同之处。我国也具有建造单点系泊系统（SMS）的经验，单点系泊系统是FLNG的关键技术之一。此外，我国还具有设计建造浮式生产钻井存储装置（FPDSO）的经验。这些都为我国研制FLNG提供了有利条件。