【能源2020】广东内河LNG加注站如何规划布局

中交第四航务工程勘察设计院有限公司，《水运工程》
液化天然气(ｌｉｑｕｅｆｉｅｄｎａｔｕｒａｌｇａｓ，简称ＬＮＧ)，主要成分是甲烷，被公认为地球上最干净的化石能源，已经成为国际船舶未来主要替代燃料之一。

与传统的柴油、汽油等动力燃料相比，液化天然气具有成本低、更环保、更安全等优势，因此越来越得到国际社会的认可和推广应用。

我国水系发达，内河船舶众多，２０１７年末全国拥有水上运输船舶１４.４９万艘。

ＬＮＧ作为一种清洁、高效的船舶替代燃料，对于推动水路运输节能减排、实现绿色发展具有重要的现实意义。

本文提出ＬＮＧ布局规划的思路方法，并结合广东省内河的实例，以２０１７年为规划基础年，以２０１８—２０３５年为规划期，针对广东内河主要的珠江、韩江、榕江三大水系，分析研究ＬＮＧ加注站布局规划的思路及过程。

１加注站布局规模需求确定
以内河航运、内河船舶燃油消耗现状为基础，结合腹地经济和内河港口发展趋势，采用适当的方法预测未来内河船舶燃油消耗需求量，根据ＬＮＧ能源推广发展目标以及ＬＮＧ与燃油的替代率关系，分析计算得到ＬＮＧ需求量。

分析ＬＮＧ加注站发展主流趋势以及当地发展实际状况，设定单个ＬＮＧ加注站的加注和储存能力，结合ＬＮＧ需求量，分析计算确定ＬＮＧ加注站的总体数量规模，为ＬＮＧ加注站的空间布局提供支撑。

１.１内河航运与燃油消耗现状
内河航运与燃油消耗现状的分析，是未来ＬＮＧ需求预测的基础。

通过对内河港口、船舶、货运量、船舶燃油消耗情况的分析总结，认清现有内河航运能源供应中的特点和问题，有针对性地引导内河航运船舶ＬＮＧ推广应用，指导ＬＮＧ加注站布局规划。

广东省内河航运与燃油消耗总体呈现如下特点。

１)丰富的水资源为内河航运的繁荣发展提供有利的条件。

广东省水系发达、河流众多，基本形成了以“一横一网三通道”为骨架的内河航道体系。

内河船舶运力增长较快，大型化趋势明显，２０１７年广东省内河运输船舶保有量共计５９７６艘，船舶平均净载质量从２０１０年的４６２ＤＷＴ增长至１０６３ＤＷＴ，年均增长率为１２ ６％。

内河船舶货运量持续快速增长，主要集中在珠江三角洲地区，２０１７年广东省内河货运量为４ ０亿ｔ，较２０１０年年均增长８ ４％；货物周转量为６３２.２亿ｔ﹒ｋｍ，较２０１０年年均增长１２.２％。

２)发达的内河航运促进沿江城市和产业带的形成。

经过多年的发展，广东省内河航运基础设施条件明显改善，运输市场快速发展，珠江黄金水道作用凸显。

内河航运促进了沿江产业带形成和梯度转移，在腹地资源开发运输中发挥了重要作用，同时提升了沿江城市对内、对外开放水平。

３)目前内河航运燃油以柴油为主，ＬＮＧ作为船舶燃料尚处于试点阶段。

广东省内河船舶普遍使用船用柴油，当前船舶柴油消耗量约５０万ｔ。

目前，只有清远市“大宗货物绿色运输北江示范项目”和珠海港集团投资建造的“粤珠３２８”等少数试点ＬＮＧ燃料动力船舶。

１.２腹地经济和港口发展趋势
１.２.１广东省经济发展总体趋势
广东省经济持续增长，质量效益有所提高，“十三五”时期，广东省将在明显提高质量效益的基础上实现年均增长７％，到２０２０年全省地区生产总值将突破１１万亿元５；广东省推进经济结构深度调整和实体经济转型升级，构建具有全球竞争力的产业新体系，主动适应国际经济合作和竞争局面的深刻变化；广东省调整能源结构，发展绿色低碳循环经济，坚持推进以大气和水污染治理为重点的环境综合整治，统筹解决跨区域、跨流域环境问题，到２０２０年，实现非化石能源占一次能源消费比重提高到２０％。

１.２.２广东省内河港口发展趋势
珠江－西江经济带建设推进下的泛珠三角区域经济合作不断深入，内河航道升级工程的不断推进，传统内河大港服务腹地将不断拓展，内河运输将继续保持稳步增长态势；内河水运具有运量大、成本低、能耗小、污染少等多重优势，在建设资源节约型、环境友好型社会的背景下，内河航运承担沿海港口的集疏运比例还将稳步上升；内河散杂货运输保持全面发展态势，但受环保、经济转型及产业转移等因素的影响，煤炭、水泥及金属矿石等散货运输需求分布及规模预计有所变化；产业结构升级和对外贸易发展将促进集装箱运输增加，内河航道等级的提高和内河港口通关条件的改善，将促进内河集装箱运输量份额的扩大。

１.３内河船用液化天然气消费需求预测
首先，以现有港口历年吞吐量数据为基础，综合多种方法对不同货种进行分析预测得到未来广东省内河货物总的吞吐量以及分港域吞吐量。

通过回归分析，得到货物吞吐量和货物周转量之间的相关关系，将货物吞吐量转化为货物周转量，用增长率法对得到的货物周转量进行修正。

然后，通过船舶燃油消耗与货物周转量之间的经验系数关系，考虑部分实载率的影响，将货物周转量换算为燃油消耗量。

最后，结合内河ＬＮＧ能源应用的替换率目标，考虑ＬＮＧ与传统燃油之间的热值效能关系，计算分析得到ＬＮＧ消费需求量，包括总需求量以及分港域的需求量。

经综合分析平衡，预测２０２５、２０３５年广东省内河港口货物吞吐量将分别达到４.９亿、６.９亿ｔ。

采用货物周转量与货物吞吐量回归分析，计算得到，２０２５、２０３５年广东省内河港口货物周转量分别将达到９５５亿、１３３６亿ｔ ｋｍ。

结合２００６—２０１７年广东省内河港口货物周转量年均增长率，采用增长率法修正港口货物周转量预测结果，到２０２５、２０３５年广东省内河港口货物周转量分别为１１００亿、１８７０亿ｔ﹒ｋｍ。

根据内河船舶货物周转量以及不同吨级船舶能耗情况，考虑５８％~６０％的实载率，同时考虑一定比例的客船、工作船等其他内河船舶的柴油消耗，预计２０２５、２０３５年广东省内河航运船舶柴油消耗需求分别达到６５万、１００万ｔ。

结合广东省内河航运应用液化天然气的目标要求，考虑内河船舶用ＬＮＧ替换率在２０２５年达到１８％、２０３５年达到３０％，预计２０２５、２０３５年广东省内河港口船用ＬＮＧ市场需求分别１１.７万、３０.０万ｔ水平，每吨ＬＮＧ体积按照２ ３８ｍ３，分别折合２８万及７１万ｍ３。

１.４加注站布局规模需求
通过上述分析，已知规划期内河船舶ＬＮＧ需求总量，但对ＬＮＧ加注站进行空间布局之前，还要确定单个ＬＮＧ加注站的能力以及ＬＮＧ加注站的分布规则。

根据市场调研的实际情况，结合内河船舶的主流船型以及每
艘船ＬＮＧ储罐的容量，考虑加注站的运营天数、储罐充装系数、加注泊位利用率、充装一艘船所需的时间等因素，根据经验公式计算每个加注站的加注能力。

采用合适的方法确定相邻２个加注站的间距。

然后结合ＬＮＧ需求总量以及各港域ＬＮＧ需求量，计算确定ＬＮＧ加注站所需的数量以及不同航段ＬＮＧ加注站所需的数量，为空间布局提供规模参考依据。

为提高ＬＮＧ加注站对不同航段的适应性，设定２种加注站:包含２泊位的Ａ类加注站和包含１泊位的Ｂ类加注站。

根据经验公式计算，按照持续供应３ｄ的储备考虑，则Ａ类加注站储罐容量约为４６０ｍ３，供气能力约４.６万ｍ３∕ａ，Ｂ类加注站储罐容量约为２３０ｍ３，供气能力约２.３万ｍ３∕ａ。

通过市场调研，以１０ｍ３ＬＮＧ燃料储罐的船舶作为代表性船舶，按照储气罐储存ＬＮＧ剩余１０％低位液限燃料补充提醒要求，则ＬＮＧ动力船舶与加注站最大距离约为５０ｋｍ。

根据前文的预测分析，结合单个加注泊位平均供气能力，考虑适度超前的规划原则，到２０２５年广东省内河ＬＮＧ加注站泊位需求数量约为２０个，到２０３５年ＬＮＧ加注站泊位总数量须增加至５０个左右(表１)。

２加注站布局规划
２.１发展目标
结合当地的实际发展情况确定内河ＬＮＧ加注站未来发展目标，以目标为导向指引加注站布局规划。

广东省内河航运ＬＮＧ加注站布局规划的目标是:形成合理布局、层次分明、功能完善的ＬＮＧ加注站布局体系；改变现有船舶燃料市场的混乱局面；加快推进ＬＮＧ能源在广东省内河船舶上的应用；有效指导广东省各地内河航道ＬＮＧ加注站的规划建设；促进发展畅通、高效、环保、安全的现代化内河航运体系。

２.２规划布局原则
为提高布局规划的科学性与合理性，确定ＬＮＧ加注站布局规划的基本原则。

广东省内河航道ＬＮＧ加注站主要服务于内河航运船舶，为内河航运发展提供基本保障，其布局主要遵循以下原则:市场主导、政府引导；规划
衔接，统筹发展；结合需求，适度超前；安全合理，布局均衡７；分级布局，主次结合；统一规划，分期实施；利用现状，盘活存量。

２.３总体布局规划
对ＬＮＧ加注站的数量需求，在地理空间上确定合理的总体分布，ＬＮＧ加注站的分布与船舶密集程度紧密相关，船舶密集航段加注站布置相对较多，反之较少。

到２０３５年，全省内河航道共规划布置ＬＮＧ加注站３６个，包括泊位５０个。

按照等级划分，包括Ａ类加注站１４个、Ｂ类加注站２２个。

选择在发展条件较好的区域布置Ａ类加注站，其他区域考虑合适的加注站间距布置Ｂ类加注站。

按照水系划分，珠三角河道布置加注站１８个，西江布置６个，东江布置５个，北江布置３个，榕江布置２个，韩江布置２个。

２.４分期实施方案
为了ＬＮＧ加注站的布局规划能够更好地实施，逐步培育和适应市场，对ＬＮＧ加注站的建设提出分期实施的方案。

对市场需求较迫切、地理位置较好、自然条件优越、与周边环境相融、依托条件较好的河段，考虑优先建设加注站。

广东省内河ＬＮＧ加注站发展建设分３个阶段实施:先行试点阶段、近期、远期。

经调研考察，确定４个先行试点，分别位于清远、肇庆、佛山、东莞，在具体实施时优先推进建设。

近期，到２０２５年，包含先行试点在内，规划布置１３个内河船舶ＬＮＧ加注站，其中Ａ类７个，Ｂ类６个；
远期，２０２５—２０３５年，规划布置２３个内河船舶ＬＮＧ加注站，其中Ａ类７个，Ｂ类１６个。

ＬＮＧ加注站规划空间布局见图１。

３结语
１)提出的内河液化天然气加注站布局规划方法，可为我国内河ＬＮＧ加注站的布局规划提供借鉴，得到的布局规划成果能够为内河ＬＮＧ加注站的建设起到指导作用。

２)提出的布局规划方法，以规划年限内的ＬＮＧ需求为导向。

在我国，ＬＮＧ的需求除了受市场变化影响以外，受政策的影响也较大，因此在分析未来需求时，应该注重对政策环境的分析。

３)内河液化天然气加注站服务对象主要是内河船舶，如果与陆域天然气管网相集合，兼顾陆域部分使用的需求，将提高资源的综合利用效率。

４)ＬＮＧ消费需求预测有多种方法，应综合考虑实际情况选择适宜的方法。

５)在对广东省进行分析时应用了部分经验数据和经验公式，这些数据是从实际生产经验中记录和总结而来的，其适用范围有限，其他地区可能会因为地域环境不同而有所差异。