液化天然气(LNG)大多数人只知道是用于发电厂、工厂、家庭用户的燃料,其实它既是能源也是资源，可用作制造肥料、甲醇溶剂及合成醋酸等化工原料; 还可生成乙烯及丙烯,是塑料产品的重要原料。还可用它超低温（-162℃）提供大量的冷能,将这些冷能回收,可使空气分离而制造液态氧、液态氮,液化二氧化碳、干冰制造,可利用冷能进行发电,制造冷冻食品或使用于冷冻仓库,橡胶、塑料、铁屑等产业废弃物的低温破碎处理,海水淡化等。因此，液化天然气(LNG)深度应用前景广阔，可以为整个LNG产业创造更多的经济价值。

       在“洋口港LNG发展论坛和第三期陆家嘴“能源+金融”沙龙（如东站）”活动上，江苏鼎程新能源科技有限公司总经理、休斯顿大学访问学者张小雪，用亲历液化天然气(LNG)项目建设的经验，讲授了《液化天然气的冷能利用》。

液化天然气的冷能利用

江苏鼎程新能源科技有限公司 

张小雪

       各位领导，各位天然气行业的同事们，大家下午好！

       我今天着重对LNG冷能利用，工程项目上的经历跟大家进行一个分享。我是来自江苏鼎程新能源科技有限公司，现在从事的是LNG冷能利用项目开发。

       LNG从海外运来以后，除了甲烷以外，还有乙烷、丙烷和丁烷。我们的LNG是零下162度，在空气压力的情况下从海外运过来。除了我们的资源以外，还有一个宝贵的冷能，可能大家对冷能没有具体的概念，零下162度，跟我们长期接触的温度相距太远了，在进行液气转换的过程，在零下100度到45度，能够释放能量最多的时间。

       今天听了前面很多人的分享，我想跟大家讲的是，除了我们天然气行业或者说普通能源行业的产供储销环节以外，我们还能不能利用LNG所具有的特殊属性，能够深度挖掘它的一些价值，打破传统能源行业的天花板，给大家更多的想象空间。

       我就跟大家分享我曾经的项目，因为我原来是在日本工作，有很多我们在建设LNG接收站的时候，有一些客户的需求，有一些冷能的需求，我们有一些项目，我给大家介绍一下。还有一个，我们现在如东接收站冷能利用的情况，跟大家分享一下。

       在气态的情况下，在零下45度到零度中间，可以利用的冷能少一些。我们实际在生活中用的，我们家庭的常温冰箱用电量是1.5度每天，一吨天然气能够带动140个冰箱。

       正常的LNG运来的是气态的情况下，但我们在终端运用，必须是处于气态的，所以在这个过程有一个加温的过程，用它自己燃烧加温，或者海水汽化，或者用中间介质把LNG进行加温。我们把冷能留在用户这里，在它整个过程中不对它进行任何的化学转换，这就是冷能利用的工艺流程。

       其实冷能的利用是一个跨行业的事情，我们永远都想不到哪里需要冷。实际上需要冷的地方有很多，比如说垃圾处理，很多相交的垃圾处理是非常粉碎的，需要零下196的液氮，LNG也具有这样的功能。还有比如化工行业，在化工生产中需要蒸汽加热，也需要冷却水对它降温，这个过程，可以用LNG进行冷能的转换，我们就可以代替原来的电能或者其它的中间介质。

       按照它应用的场景，实际上就是一个能量转移的过程，我们可以把它分为间接利用，因为我们的终端用户对温度的要求比较低，或者说有一些特殊的，比如说我们的水不能跟LNG直接接触，我们需要中间介质，通过两次热交换，把LNG冷能导出来。

       我做过两个项目，一个冷能发电，一个把冷能跟数据中心连在一起。还有可以直接利用，需求的温度区域更低一些，在零下162到零下90度之间，可以把冷能完全的利用出来。我们现在如东接收站唯一一个冷能项目，空气分离，采用的就是是温度区间大概是162到零下90度。第二个是轻烃分离，还有一个乙烯精制。

       第二个中间介质把数据中心的冷却系统连起来。我们在印度花了很多电费在夏天的时候做空调，我们做了一个每年500万吨的LNG接收站，这个接收站设计了一套装置，把冷能和空调系统连接在一起，做整个办公区域的空调制冷，需求每个小时10吨的LNG处理量，就可以供给LNG生产厂区、办公区域所有的空调制冷的需求，可以大大的节省电能。

       这是我在日本做的一个项目，数据中心需要30兆瓦的发电厂，30兆瓦的数据中心需要一个年处理量140万的接收站。数据中心是一个很好的应用项目，它可以全温度范围，把LNG的冷能充分利用，可以在零下162度到0度之间全部应用好。这里面需要两次热交换，一次是把LNG跟中间介质，把LNG的冷能带出来。

       LNG也可以直接发电，在大阪有一套已经运行了三十多年的设备。日本第一套LNG冷能发电在1979年运行了，每个小时60吨的处理量，电能的释放量是1450千瓦，也就是每个小时大概是1450度电，需要的是60吨每小时的LNG。第二套设备是1982年，处理量是150吨每小时，产生的电能是6000千瓦。

       第三个是1987年，用了120吨的LNG，产生2800千瓦的电能。整套设备，对于化工来讲是很小的单元，需要三台热交换器，一个发电机。最大的LNG冷能发电的设备，所需要的占地面积是30米×50米的空间。

       空气分离的工艺流程，空气分离来源是空气，这个过程中需要很多的冷，正常情况下用电来制冷的，但这个冷来自于LNG，一年的需求量是39万吨，大概占了我们接收站周转能力的6%，就可以实现液氧的产量是10万吨，液氮的产量也是10万吨，可以辐射一个正常空气分离能够辐射的最大范围。在国内空气分离对冷能利用来讲是一个常规的项目。

       这套工艺包是我的，它有世界上最大的一套单体LNG轻烃分离，这个工厂是在印度，印度是国家石油天然气公司，我原来在公司的时候，他对我们提了一个需求，他下游有化工厂，化工厂需要乙烷、丁烷、丙烷这样的原料。他在进口LNG的时候，把价值更高的C2、C3、C4分离出来了。轻烃分离是所有项目中回报周期最短的。

       最后一个是大阪石化工业，他们有乙烯工厂，因为乙烯精炼过程中需要的制冷需求的电能大概是20到30兆瓦，它在附近也有一个LNG接收站，就把LNG直接引过来，做他乙烯精炼过程中冷的来源，需求量是每年45万吨的LNG，除了经济效应以外，社会效应可以减少3.8万吨的二氧化碳排放，同时它也降低了原始生产乙烯所需要的运营成本。

       我分享了四个我做过的项目，还有一个现在如东正在运行的项目。在几种运用的过程中，根据冷能利用的范围，建数据中心，甚至建一些滑雪场，滑雪场需求的温度是零下20度，我们可以把LNG直接运用于零下20度左右。接下来是冷能发电，最多可以利用到零下40度。

       空气分离和轻烃分离，这两种能够利用的范围相对来说没有那么的充分，零下90度和零下100度。如果我们以年接收量百万吨级的LNG处理量，对于每一种项目所需要的初期成本，最贵的就是轻烃分离，所需要的设备总投资大概是5亿，接下来是冷能发电，1亿元，数据中心是5000万，空气分离是3000万。

       每一种项目的回报周期，轻烃分离有最好的效益，回报周期是1.5到2年，数据中心是2到3年，空气分离是3年。冷能利用是综合性的项目，跨越行业的合作，才能达到冷能的深度利用。我们现在是世界最大的LNG接收站，我们就有充足的理由跟别人讲我们可以用冷能利用，冷能利用可以产生很多的价值，可以引进很多的项目。

       我的分享是通过我过去的项目，希望能够实现一个抛砖的作用，达到引玉的目的。洋口港实现了能源岛的目的，在未来对于天然气产业港的建设，我觉得LNG的深度应用，冷能的深度利用这是一个很好的课题。谢谢大家。