LNG水运燃料替代与交通运输能源低碳转型课件.ppt

,LNG替代水运燃料与交通运输燃料低碳转型,LNG替代水运燃料与,主要内容,一、中国能源低碳转型的机遇与挑战 二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 三、抑制石油对外依存度过快攀升的战略意义 四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析 五、加速LNGV水运产业链发展的瓶颈和关键举措,主要内容一、中国能源低碳转型的机遇与挑战,一、中国能源低碳转型的机遇与挑战,一、中国能源低碳转型的机遇与挑战,一、当前中国能源战略目标重点是提高能效和保障供应,气候变化要求控制地表温升不超过 2C全球CO2排放量到2020年达峰值320亿 吨;2030年降到250亿 吨;2050年则降至100亿吨（1990年的一半）但是，30亿人口的新兴国家工业化。IEA 预计2030年世界能源需求将比2005年增加60%。2011年全世界碳排放总量已达316亿吨，中国73亿吨。年增排量中国为世界的70%中国政府承诺2020年碳强度降低4045%,一、当前中国能源战略目标重点是提高能效和保障供应气候变化要求,能耗继续增长之下二氧化碳减排的两大途经,I、节制用能，优化产业结构、提高能效II、一次能源构成向低碳转型1）发展可再生能源和新能源（最终） 2）煤的洁净、CCS利用3）高效利用天然气,两大途径同样重要！,三者博弈,能耗继续增长之下二氧化碳减排的两大途经I、节制用能，优化产业,20102030-2050年世界一次能源构成预计,20102030-2050年世界一次能源构成预计,2010-20302050年世界一次能源构成低碳转型走势,可再生能源,煤,石油,天然气,2010,2030,2050,2,4,8,12,Gtec/a,2010-20302050年世界一次能源构成低碳转型走势可,20102030-2050年中国一次能源构成预计2030年中国 14.7亿人，占世界17.6%,20102030-2050年中国一次能源构成预计203,2010-20302050年中国一次能源构成低碳转型走势,2010,2030,2050,1,2,3,可再生能源,天然气,煤,石油,Gtec/a,0.5,2010-20302050年中国一次能源构成低碳转型走势2,一、当前中国能源战略目标重点是提高能效和保障供应“十二五”能源规划加速了低碳转型步伐,一次能源 煤 石油 天然气 核能和新能源 总计“十一五” 70 18 4 8 100 (31)“十二五” 65 16.1 7.5 11.4 100 (40)规划消耗量 36.4 4.51 2330 亿t/a 亿t/a 亿m3/a 2012年全国耗煤36.5亿吨、石油4.7亿吨，均超过2015年规划的量。“十二五”没有煤用作新区的燃料；交通运输能耗增长也不可能指望靠增加油品。工业和建筑物燃料只能靠天然气；交通运输也需气代油,-6.9,+6.9,水、风、核95%用于发电,一、当前中国能源战略目标重点是提高能效和保障供应“十二五”,一、当前中国能源战略目标重点是提高能效和保障供应,必须充分认识到能源形势的严峻性。两个症结：一、煤炭超标-燃料靠天然气补，电力缺口靠非化石能源补二、能源增量受到碳减排制约-靠提高能效和低碳能源解决新调整的“能源”十二五“规划指标大大加快了向低碳能源转型的步伐如何采用科学用能模式“革”传统模式的“命”。两大战线：一、终端用能的燃煤冷热电汽分产-天然气冷热电联供二、交通运输燃料96%靠石油-能源多元化（气电生物质）,一、当前中国能源战略目标重点是提高能效和保障供应必须充分认识,到2050年三种一次能源的博弈,占70-80%的需求靠什么提供,能源革命：改变能源利用模式 A、工业和建筑物,分布式冷热电联供,智能电网,到2050年三种一次能源的博弈占70-80%的需求靠什么提,B、有机化工原料来源2030年的变局,将由逐渐退出交通领域的石油同煤、生物质共同分享,47%,33%,25%,工信部：2015年非油烯烃将占20%,B、有机化工原料来源2030年的变局将由逐渐退出交通领域的石,C、交通运输模式和能源多元化,LNGV替代柴油车船；非粮乙醇、煤基DME替代汽油； 生物燃料2040年成航空燃料主力，2050年占全球运输业的25%,电力-高铁、地铁、插电式汽车替代大部分私家车；,3月21日欧盟提出2050年禁止汽、柴油车,美国生物燃料将达1亿吨/年,C、交通运输模式和能源多元化LNGV替代柴油车船；非粮乙醇、,向低碳转型促使不同交通运输替代燃料发展趋势预计,向低碳转型促使不同交通运输替代燃料发展趋势预计,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望天然气替代是近期交通运输能源转型的主力2030年中国终端能源需求情景展望,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望天然气替,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望,表 2009/2020年中国天然气消费构成统计和预计，单位：%,NGV燃料-汽柴油，民用气-LPG，工业原料-石油，气价承受能力较强。,发电和工业、建筑物燃料 - 煤价格承受能力最弱，依靠CCHP提高能效来改进。,当前能源转型、提高能效关键：天然气优化、科学利用！,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望表,2030年交通运输燃料替代目标,2030年中国交通运输能耗占总能耗的16%左右-8亿tce/a，替代目标：总量的39%-3.5亿tce/a 三个途径 ： 1、L/CNG-1400亿m3/a，20%天然气（1.8亿tce/a ） 2、电-0.8万亿kWh/a，9%总电量（1.0亿tce/a） 3、生物质和煤基燃料-0.49亿toe/a, （0.7亿tce/a ）其余56%还是石油产品：4.5亿tce/a，约合3.2亿t/a汽柴油，比2010年多26%,石油总耗量5.6亿t/a,对外依存度54%。未来新增交通运输部分的能耗主要靠替代能源来满足。,2030年交通运输燃料替代目标2030年中国交通运输能耗占总,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 2010-2030年替代进程预计,为达到L/CNGV在2030年达到占交通运输能源20%的目标，从现在起需要5-10年的转型加速期； 以L/CNGV先驱和主力。（ CNGV：LNGV =4:8）在2009年已达10%（91亿m3/a，主要是CNGV）的基础上，经过努力应是可以达到的。 2015年占到13.5%（350亿m3/a，C：L = 1 : 1）2020年占到15.5%（700亿m3/a， C：L = 4 ：6）2030年占到20%（1400亿m3/a， C：L = 6 ：4） 其中LNG发展更快: 15年175 ，20年420，30年-840,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 201,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 主要燃料的物化特性和技术经济特性,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 主要燃,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 国外LNG航运燃料的发展现状,国际海事组织IMO的研究报告，全球航运业消费20亿t/a燃油，主要是柴油和燃料油.排放近12亿t/a的二氧化碳，占全球总排放量的6%，硫化物和氮化物的排放量分别占全球总排放量的20%和30%价格日益上涨；设备要经常更换或清洗，维护成本高。与燃油相比，LNG作为为船舶动力燃料的优势:一是清洁，燃烧无积炭，气缸寿命可提高一倍以上。二是低排放，LNG - 柴油双燃料发动机硫化物、氮氧化合物排放分别减少90%、80%以上，CO2可减少20%以上。三是价格便宜,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 国外,国外LNG车用燃料的发展现状和趋势,27 AUG 2010,GAS ADVISERS,22,2005世界汽车总量7.5亿辆；2020年9%将燃用天然气,预计年增长17.8%,2010约1千万两,国外LNG车用燃料的发展现状和趋势27 AUG 2010GA,四、中国L/CNG燃料供应可靠性和经济性分析2、中国LNGV燃料价格和LNGV经济性分析,LNG替代柴油的经济性是产业链发展决定因素国内在运行CNGV性能数据大致是1m3天然气在城市内能够替代1升汽油，在高速公路上能替代1.21.3升汽油。陕汽重卡生产的LNGV重型卡车在内蒙实际运行的数据是1 m3天然气能够替代0.94升柴油。现有柴油机改装的LNGV效果大体是1 m3天然气能够替代0.850.9升柴油。,四、中国L/CNG燃料供应可靠性和经济性分析2、中国LNG,三、天然气作为交通运输替代能源的优点和发展现状,2010年中国天燃气车保有量已超过50万辆，居世界第7位。其中绝大部分是CNGV，以改装为主出租车、公交车，在22个省份有加注站1324座。近两年增加更快。LNGV正在新疆、内蒙、山西、海南、广东等省（区）重型卡车、城际客车、垃圾车、水泥车推广；加注站正在迅猛增加。新疆、内蒙古自治区在省一级制订了利用规划。硬件制造业、加注设施制造产业链初步形成。到2009年已有设备制造商110家，天然气大巴已经出口；发动机制造商18家，生产98种型号产品。,三、天然气作为交通运输替代能源的优点和发展现状 2010年,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 国外LNG 航运燃料的应用,LNG用于非LNG运输船2000年始于挪威。到2011年6月，全球已经投入运营LNG燃料各类近海或内河船舶21艘，19艘已下订单正在建造中。LNG储气罐容积都在250m3以下，续航里程有限，通常5至7天加注一次燃料船舶燃料的LNG替代改造：多由发动机公司、船东、船级社、设备厂商、船舶设计公司和船厂联合攻关，挪威船级社已形成了较为完善的技术标准和规范；已经执行12年，没有发生过重大事故。,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 国外L,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 环境压力；内河、沿海航运碳减排压力,2011年6月交通部公路水路交通运输节能减排“十二五”规划提出， “十二五”末船舶单位运输周转量二氧化碳排放比2005年下降：海洋和内河船舶分别为17%和15%改用柴油-LNG双燃料：在船上布置LNG储罐及气化器、天然气供气管路、阀件；发动机增加一套柴油-LNG双燃料电子控制喷射系统和进气管，进、排气管和曲轴箱增加安全阀；生活区的舱壁进行安全性改造。改装后天然气提供主要动力，用柴油引燃和润滑；LNG使用完也可以燃用柴油。,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 环境压,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 环境压力；IMO 航运燃料的严格限制,船舶燃料硫含量限制(质量%),IMO标准,现状,NOx含量限制(质量%),（部分引自周淑慧等：“LNG在内河水运领域的应用探讨”天然气工业，2013.2）,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 环境压,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 环境压力；IMO 航运燃料的严格限制,达到上述要求的三个方案方案一，采用低硫0.1%燃料油，供应有限，价格上涨方案二，采用化学品或海水废气脱硫，船舶需大改造，废气洗涤剂增加能耗和二氧化碳排放量。方案三，采用天然气作为燃料：成本低、安全环保的最佳路径，双燃料发动机可在远洋航行时可根据LNG价格和燃油的价格切换。瓦锡兰公司：利用LNG作为船舶燃料，现有双燃料发动机技术完全可以达到最严厉的第三阶段排放标准。,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 环境压,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 LNG替代的前景展望,我国沿海进口LNG2030年将达6000万吨，内地现有数十个天然气液化制LNG工厂，供应充足；成本￥3.5/m3在柴油价格维持￥7-8/m3的情况下，在供应链末端LNG加注站气价￥ 4.5-5 /m3 ，具有显著的竞争力。加上环境和碳减排压力，各省市都在加速发展LNGV（包括车、船）只要政府的政策、法律、规范及时到位，LNGV相关设备制造业供应链跟得上，中国无论内河、近海，还是远洋船舶燃料的LNG替代，都将会有一个井喷式的大发展。不仅领先于世界，而且成为LNG船运设施制造、出口基地。,二、交通运输能源需求、转型压力、科技进展和前景展望 LNG,三、抑制石油对外依存度过快攀升的战略意义,三、抑制石油对外依存度过快攀升的战略意义,三、抑制石油对外依存度过快攀升的战略意义1、中国石油对外依存度过快攀升的隐忧,中国石油对外依存度近年来过快攀升，2012年已达57%，大部分从中东、非洲进口的石油均需通过马六甲海峡船运。随着中国崛起成为世界第二大经济体，周边海域环境日益紧张；特别是南海形势严峻，已成政治、军事问题。抑制石油对外依存度过快攀升已影响到能源供应保障和国家战略安全。，对中国的外交、政治和军事政策形成巨大挑战，并已对国家战略安全构成威胁。,三、抑制石油对外依存度过快攀升的战略意义1、中国石油对外依,三、抑制石油对外依存度过快攀升的战略意义2、美国实施能源独立战略的借鉴,美国“能源独立”战略已实施多年。非常规天然气始自1970年代。在税收、补贴、民营，能源安全等方面多项立法。如2006年民政部将35%页岩气免税给公司。取得重大成果：中东进口石油已从30%降到15%；生物乙醇将达1亿t/a;页岩气猛增，新增就业9%，并将出口 对世界能源革命，地缘政治格局重大改变。可资借鉴：能源坚持立足国内；加速科技创新；加大开发力度；政策、法规支持、促进。,三、抑制石油对外依存度过快攀升的战略意义2、美国实施能源独,三、抑制石油对外依存度过快攀升的战略意义 3、中、美交通运输燃料构成比较,目前流行的概念：“交通能源替代” = “新能源汽车” = 插电式或混合动力的替代汽油的小汽车 “十二五”规划到 2015年仅达几十万辆占2.7亿的千分之几 2002年美国交通燃料中汽油：柴油= 2：1，私家车为主 2012年中国交通燃料中汽油：柴油 = 1 : 1.88柴油占石油加工比例：美国18.9%，中国36.2%技术成熟的液化天然气交通运输（LNGV）大量替代柴油的措施放在优先和重点的位置，具有重大战略意义,三、抑制石油对外依存度过快攀升的战略意义 3、中、美交通,三、抑制石油对外依存度过快攀升的战略意义 4、对未来交通运输能源需求的预估,2009年中、美两国石油用于交通运输分别为56%和71% 石油在两国交通运输耗能中分别占96%和93%。中国石油消耗量推测：8.72（国内）、11.17（EIA)亿吨 中国交通运输燃料占石油比例2030年占59.4%交通运输燃料，特别是柴油的低碳替代，是降低石油对外依存度的最有效举措！中国能源低碳战略转型研究表明，2030年石油消耗可以保持在6亿吨/年以下！,三、抑制石油对外依存度过快攀升的战略意义 4、对未来交通运,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析 1、我国内河和海洋航运运量和货物周转量和 燃料消耗分布我国2009年1.38亿t/a柴油和0.28亿t/a燃料油用户分布,总量 %工业 建筑 交通运输 农牧渔 其它柴油13800万t/a 2400 414 7921 1132 1559*% 17.1 3.0 57.4 8.2 11.3 燃料油2800万t/a 1232 % 53 1 44 - 2其中水运燃料消耗 4037万t/a，占柴油加燃料油总量24.3%其中，内河加沿海柴油消耗1300万t/a，占柴油总量16.4%（* 引自陈俊武等：中国中长期碳减排战略目标初探（III），“中外能源” 2011.6）,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析 1、我国内河和海洋,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析 （部分引自周淑慧等：“LNG在内河水运领域的应用探讨”天然气工业，2013.2） 1、2010年我国内河和海洋航运运量和货物周转量分布,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析 （部分引自周淑慧等：,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析 2、节能减排压力下LNG替代柴油的潜力,按照船运单耗2020年降低到5.28kg/kt.km、货物周转量年增6.9%计，柴油消耗将增加1倍达2600万吨，；2030年增加2.8倍达4900万吨。在供应链各个环节配套保障条件下，如果自2015年起逐年新增和更新的船舶全部采用LNG燃料；按1.3m3气替代1kg柴油计，则到2020年可节省柴油1300万t/a,耗气169亿m3/a。减少进口石油约4000万t/a。2030年可节省柴油3600万t/a,耗气468亿m3/a；占当年预计交通运输气代油总量的44.4%，天然气总耗量的5.8%。,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析 2、节能减排压力下L,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析 3、远洋水运LNG替代燃料油的潜力,远洋船舶，许多是燃用燃料油的。上述符合IMO清洁港口规划促使进港船舶采用LNG替代燃料油； 世界进入气体能源时代，天然气增长远快于石油，价格逐渐脱钩。LNG价格低于燃料重油是发展趋势； 一些欧盟远洋船已经改用LNG燃料油双燃料；进港用LNG,航行中燃料按价格切换。部分LNG船正在中国制造。 中国远洋船舶燃料的LNG替代，也应该开始起步，2020年新造船全部采用LNG，这个目标是可以实现的。按2010年耗油900万t/a推算，2030年可节省新增1000万t/a。,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析 3、远洋水运LNG替,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析 2011-12年我国华东地区LNG与燃料油价格对比 （引自周淑慧等：“LNG在内河水运领域的应用探讨”天然气工业，2013.2）,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析 2011-12年我国,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析 渔船燃料LNG替代柴油潜力,1、我国渔船总保有量已超过100万艘，但95%以上船长不到24m，尤其是内河渔船其长度一般不到12m，吨位小、装机功率低。改装LNG动力系统，空间狭小有难度。 2、自2006年起农业部对渔船实施燃油补贴政策： 年油价补贴主机总功率/kW补助用油系数/元/kWa按70%的柴油替代率、天然气价格4.5元/m3计算,全年节省燃料费51万元，低于燃油补贴55.8万元.3、但在农业部对LNG也予补贴，逐步推行标准化前提下，仍有LNG替代柴油的空间，而且大大减轻污染和作业条件。,四、中国LNG替代水运燃料的潜力分析 渔船燃料LNG替代柴,五、加速LNGV水运产业链发展的瓶颈和关键举措,五、加速LNGV水运产业链发展的瓶颈和关键举措,五、加速LNGV水运产业链发展的瓶颈和关键举措1、当前LNG水运发展势头凶猛，产业起飞时机已成熟,迫于经济、环境、节能减排压力，长江、大运河、珠江等各水域，都在自发推进船舶LNG替代柴油的产业。广柴（挪威技术）船用天然气7001000kW中速内燃机已批量生产，正与广州昆仑、华南理工大学天然气中心合作推进广钢、英德水泥物流北江航运船舶LNG替代300500 kW车用天然气内燃机批量制造、高效改装技术已经遍地开花，各显其能，可借鉴用于较小的渔船。主要障碍：旧的安全、消防规范，加注站（船）等配套标准滞后。生产关系已经严重阻碍生产力的发展。,五、加速LNGV水运产业链发展的瓶颈和关键举措1、当前LN,五、加速LNGV水运产业链发展的瓶颈和关键举措2、LNG水运价值链的特点,LNG水运价值链是一个新的、重要而且庞大的低碳产业。应当从中国低碳发展的高度来认识LNG水运的重要性前端是天然气发动机、燃料箱、控制系统、LNG船舶制造、技术、产业链。这是一个很大的低碳制造业；中国已有相当基础。除供应本国外，将成为世界低碳船运设施的出口基地中端是水运业。船舶的更新周期2030年，远长于汽车。LNG替代燃油可两条腿走路：更新和改造。迄今各地各类LNG替代柴油的技术、企业风起云涌。应加快规范引导。末端是加注站。LNG船的加注也不同于车，作为船用LNG燃料的运输，也有岸上和水中两种方式。,五、加速LNGV水运产业链发展的瓶颈和关键举措2、LNG水,五、加速LNGV水运产业链发展的瓶颈和关键举措3、关键是修订过时的、制定新的政策、标准、规划,修订和增订LNG船设施、航行、加注的消防、安全规范、渔船补贴办法。可效法和参照挪威12年的成功经验。尽快制订、逐渐完善各类采用LNG燃料船舶，固定和船载家住设施的全面规范、标准，包括吨位等级、尺寸、发动机和燃料箱设置，安保防范等等。建议国务院责成发改、交通、公安、农业、工信、能源各部、委、局组成联合工作组；限期推进。制订包括制造、技术、运营、LNG供应、加注等全价值链的近、中、远期的全面发展规划，落实到各部委执行 制订产业链各环节民营企业准入的政策,五、加速LNGV水运产业链发展的瓶颈和关键举措3、关键是修,五、加速LNGV水运产业链发展的瓶颈和关键举措4、完全不必担心中国LNGV的燃料供应,中国天然气将快速发展，2030年能够保证7000-8000亿m3/a供应。至少有3个LNG供应源：进口LNG接收站、远离主干管网的非常规气田、管输气（调峰）液化LNG替代船舶柴油、燃料油，主要是依靠市场价格竞争力，其次的港口环境压力。除了渔船之外，不用补贴。杜绝各利益集团利用自身优势（资源、地缘条件、行政权力等等）实现垄断的试图。理顺生产关系需要发展从大型LNG接收站到沿海和内河各类港口的小型LNG低温运输船，关键是泊位和安全标准。迎接中国LNG水运业稳步、快速大发展高潮的到来！,五、加速LNGV水运产业链发展的瓶颈和关键举措4、完全不必,五、加速LNGV水运产业链发展的瓶颈和关键举措4、完全不必担心中国LNGV的燃料供应中国到2020、2030年天然气下游用户需求量预计,年份/用途 发电 工业 建筑物 民用 交通 原料 合计2020/亿m3/a 900 1100 400 800 700 100 4000 % 22.5 27.5 10 20 17.5 2.5 1002030/亿m3/a 2000 2000 800 1600 1400 200 8000 % 25 25 10 20 17.5 2.5 100,中国国情可使调峰发电与工业和建筑物冷热电联供集成,替代1亿吨/年汽柴油,五、加速LNGV水运产业链发展的瓶颈和关键举措4、完全不必,