王凯歌 李胜豪 刘一龙 管嵩 张岳胜

第一作者：王凯歌（1987—），男，汉族，山东烟台人，硕士，工程师，主要从事液体化工品检验工作，E-mail: wangkaige2010@163.com

通信作者：张岳胜（1981—），男，汉族，山东日照人，本科，高级工程师，主要从事大宗商品检验工作，E-mail: zhangys0812@163.com

1. 青岛海关技术中心 青岛 266000

1. Technical Center of Qingdao Customs, Qingdao 266000

液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）是一种安全、高效、碳排放系数最低的化石能源，也是清洁能源供应体系的重要组成部分。LNG比管道天然气生产和运输成本更低，在作为车船燃料和产品制造等行业发挥至关重要的作用^[1]。近年来，LNG气化过程中释放的冷能也被应用于轻烃回收和海水淡化处理^[2-3]。因LNG在居民生活和工业生产中不可取代的地位，使其在国际贸易中的地位逐年增大。进口LNG是获取海外能源的“海上通道”，我国从2006年开始进口LNG，进口规模在2021年超越日本，位居世界第一，海上进口LNG仍将是我国未来天然气增量的重要组成部分^[4-6]。

目前我国已建有24座沿海LNG接收站，各接收站的可接卸船舶容积、到港船舶数量、船舶在港天数、LNG年接收量等差异较大。山东LNG接收站于2014年正式投入运行，8年累计接卸LNG超3800万t，气化外输天然气达383亿m³，供气可覆盖鲁、苏、皖、冀、豫等范围，为华北地区持续稳定供应清洁能源，有效缓解了华北地区天然气供应紧张的局面^[7]。

GB/T 38753—2020《液化天然气》指出，根据LNG中甲烷摩尔分数和高位体积发热量可将LNG分为贫液类、常规类和富液类3种，标准还对LNG中C烷烃摩尔分数、二氧化碳摩尔分数、氮气摩尔分数、氧气摩尔分数、总硫含量（以硫计）及硫化氢含量给出了质量要求^[8]。本文将根据上述质量要求，对2018—2022年山东口岸进口LNG检测数据进行统计分析，为提高山东口岸进口LNG检验监管工作效率，制定更加便利、可行的监管措施提供数据支持。

1 2018—2022年山东口岸进口LNG船数和进口量情况

2018—2022年山东口岸LNG进口船数分别为70船、87船、96船、104船和69船，总计426船；进口量分别为485.3万t、615.9万t、674.4万t、727.7万t和481.0万t。2018—2021年进口船数和进口量呈现递增趋势。与前一年相比，2019—2021年进口船数增长率分别为24.3%、10.3%和8.3%；进口量增长率分别为26.9%、9.5%和7.9%。2022年山东口岸进口LNG船数和进口量与2021年相比均出现大幅下降，比例分别为33.7%和33.9%，见图1。

2022年山东口岸LNG进口量出现大幅减少的主要原因是：第一，2022年LNG进口均价持续高位运行。俄乌冲突导致亚洲LNG进口价格风险增加；另外，2021年美国的极端天气也导致其LNG出口减少，亚洲LNG供不应求，价格大幅上涨^[6]。第二，管道天然气进口量增大。2022年管道天然气进口量增幅显著，尤其是中俄东线天然气管道南段（河北至山东段）通气运行，提高了环渤海地区能源供给能力。

图1 2018—2022年山东口岸进口LNG船数和进口量情况

Fig.1 The number and volume of imported LNG carriers at Shandong ports from 2018 to 2022

2 2018—2022年山东口岸进口LNG品质情况

2.1 甲烷含量和高位体积发热量

GB/T 38753—2020中LNG的质量要求表明，依据甲烷摩尔分数和高位体积发热量将LNG分为3组，见表1^[8]。按照LNG质量要求，须满足甲烷摩尔分数和高位体积发热量要求，才能对该船进口LNG所属类别进行分类判定。2020年进口LNG中存在1船其甲烷摩尔分数为86.0%，应判定为常规类；但依据其高位体积发热量（43.07 MJ/m³），应判定为富液类。2021年进口LNG中存在1船其甲烷摩尔分数为97.3%，应判定为常规类；但依据其高位体积发热量（37.8 MJ/m³），应判定为贫液类。特殊存储和气化问题是LNG不同于气态天然气的重要特征，而甲烷是影响气化率的主要指标。在甲烷摩尔分数和高位体积发热量两个质量要求中，考虑以甲烷摩尔分数作为主要分类指标^[1]。因此，通过样品检测和高位体积发热量计算，2018—2022年山东口岸进口LNG 3组类型所占比例见表2。从表2中可以看出，在2018—2022年山东口岸所有进口LNG中，富液类所占比例均为0，贫液类和常规类占比分别大致呈下降和上升的趋势。2018—2022年山东口岸进口的贫液类LNG高位体积发热量平均值均为37.1 MJ/m³；常规类高位体积发热量平均值差异较大，最大为2018年的42.0 MJ/m³，最小为2021年的40.6 MJ/m³，见表3。

2018—2020年，山东口岸进口LNG气源地主要是澳大利亚和巴布亚新几内亚两国，前者LNG类型为贫液类，后者为常规类。2021年开始，气源地逐渐多元化，陆续增加了卡塔尔、美国、马来西亚、俄罗斯、印度尼西亚等国，这是山东口岸进口LNG类型和常规类高位体积发热量平均值发生变化的主要原因。另外，进口LNG热值的差异也给LNG接收站在解决LNG入管道前热值调整等方面提出了更严格的技术要求^[9]。

表3 2018—2022年山东口岸进口LNG高位体积发热量平均值（MJ/m³）

Table 3 Average gross calorific value of imported LNG at Shandong ports from 2018 to 2022 (MJ/m³)

2.2 C烷烃

LNG中的C烷烃主要包括异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷等烃类，过高的C烷烃是LNG热值变化进而导致互换性变差的主要原因。较高的C烷烃还可能会在储罐或管道内产生凝析，增加管材止裂的难度。另外，当LNG作为车船发动机燃料时，C烷烃的存在会显著降低燃料的抗爆性能及产生热值波动，造成发动机的损坏。

2018—2022年山东口岸进口LNG均满足GB/T 38753—2020中C烷烃摩尔分数质量要求（≤2.0%）。如表4所示，2018—2022年山东口岸进口LNG中C烷烃摩尔分数为≤0.05%的船数百分比最高，分别为68.6%、63.2%、61.5%、40.4%和44.9%；其次为摩尔分数在＞1.00%且≤1.50%的区间，分别为31.4%、35.6%、35.4%、35.6%和36.3%。以上两类共占每年全年的比例分别为100%、98.8%、96.9%、76.0%和81.2%。表5是对不同C烷烃摩尔分数对应的船数和各自的平均高位体积发热量作出统计，进口LNG中随着C烷烃摩尔分数的增加，其高位体积发热量呈现递增的趋势。

2.3 二氧化碳、氧气和氮气

2018—2022年山东口岸进口的426船LNG中，二氧化碳摩尔分数均＜0.01%，满足GB/T 38753—2020中关于二氧化碳摩尔分数的质量要求（≤0.01%）。各国对LNG中氧气摩尔分数作出相关规定，主要是出于安全和防腐的角度考虑^[10]。因为氧气会与天然气混合形成爆炸性气体，而且其可能氧化LNG中的硫醇形成腐蚀性更强的硫化物，造成储罐和管道的腐蚀。2018—2022年山东口岸进口LNG中氧气摩尔分数仅有4种，即＜0.01%、0.01%、0.02%和0.03%，其中仅有2018年1船和2020年2船LNG的氧气摩尔分数为0.03%，且均满足GB/T 38753—2020中关于氧气摩尔分数的质量要求（≤0.1%），见表6。

氮气是惰性气体，不参与燃烧反应，LNG中氮气摩尔分数对其热值影响较大，且氮气含量过高易造成储罐中LNG分层，加大翻滚事故风险^[1,8,11]。GB/T 38753—2020中氮气摩尔分数质量要求为≤1.0%。2018—2022年，山东口岸进口LNG中氮气摩尔分数在＞0.10%且≤0.20%区间的船数百分比均为最高，分别是68.6%、64.4%、61.4%、45.1%和47.8%。2018—2020年氮气摩尔分数在0.10%～0.30%区间的船数均占当年总船数的80%以上；2021和2022年与前3年相比，氮气摩尔分数≤0.10%的船数显著增加。5年中，仅2022年1个船次的氮气摩尔分数超过0.40%（0.48%），见表7。

2.4 总硫和硫化氢

硫化物是进口LNG最重要的安全、环保和质量指标，其对LNG的运输、贮存、使用安全以及环境都会产生直接或间接的影响^[12]。天然气中的硫化氢可以使管道内壁发生电化学腐蚀和硫化物腐蚀开裂，形成“氢脆”现象，造成安全事故^[13-14]。因此，硫化物一直是各LNG进口口岸必检的检测项目，硫化物的精准检测技术升级是海关实验室和各口岸LNG接收站需重点关注的问题。GB/T 38753—2020中总硫和硫化氢含量的质量要求分别为≤20 mg/m³和≤3.5 mg/m³。2018—2022年山东口岸进口的所有LNG中，仅2021年和2022年各有1船的总硫超出了检测方法的检出限（0.5 mg/m³）^[15]，分别为0.7 mg/m³和0.8 mg/m³，其余船次LNG中硫化氢和总硫均为未检出。

3 结论

2018—2022年山东口岸进口LNG的检测项目数据均符合GB/T 38753—2020的质量要求。进口气源地的逐渐多元化是山东口岸进口LNG类型、高位体积发热量平均值和各组分含量发生波动的主要原因。各港口LNG接收站需进一步提高储运装备的规模化和基础设施的利用效率。海关作业环节，建议在提升服务质量和效率的同时，确保LNG品质、安全、环保等项目符合国家标准要求，并制定关键技术指标监管方案，为实现“双碳目标”贡献海关力量。

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表1 LNG质量要求

Table 1 Quality requirements of LNG

表2 2018—2022年山东口岸进口LNG 3组类型占比情况

Table 2 Proportion of 3 types of imported LNG at Shandong ports from 2018 to 2022

表4 2018—2022年山东口岸进口LNG中 C烷烃含量情况

Table 4 Calkane mole fraction of imported LNG at Shandong ports from 2018 to 2022

表5 各C烷烃摩尔分数对应的船数和平均高位体积发热量

Table 5 The number and average gross calorific value corresponding to each Calkane mole fraction

表6 2018—2022年山东口岸进口LNG中氧气含量情况

Table 6 Oxygen mole fraction of imported LNG at Shandong ports from 2018 to 2022

表7 2018—2022年山东口岸进口LNG中氮气含量情况

Table 7 Nitrogen mole fraction of imported LNG at Shandong ports from 2018 to 2022