讲座题目：透视新科技——超级储气罐
主 持 人：胜  春
做客嘉宾：肖  立，中海油气电研发中心设计总师。
                 陈锐莹，中海油气电研发中心高级工程师。
讲座时间：2026年8月17日～8月23日
（备注：讲座视频可循环播放）
https://article.xuexi.cn/articles/video/index.html?art_id=15390528353514994831&read_id=96931f76-1688-4c18-b036-eeac170eb13f&ref_read_id=05b13cd6-564b-4df0-8650-0b97f5f35bd7&reco_id=&mod_id=&cid=&source=share&study_style_id=video_default
透视新科技——超级储气罐

讲座内容：
       各位好，欢迎收看我们今天的《透视新科技》节目！我是主持人胜春。前不久全球最大的三座超级储气罐在我国建成，它的储量达到每罐是27万立方米，这是什么概念呢？当三座同时工作的时候，可以提供6000万人两个月的生活用气，那这样大的超级储气罐到底会为我们的未来生活带来哪些保障呢？我们通过短片进入今天的节目。作为能源消费大国，我国一直以来主要依赖煤炭作为主要能源，然而随着经济发展与环境污染的矛盾日益突出，煤炭消耗造成的空气污染及其他环境危害问题日趋严峻，能源结构迫切需要向低碳、环保、清洁化演变转型。天然气是一种低碳、清洁的能源，但却很难储存运输，往往是开采多少气就用多少气，但将其经一连串超低温液化后，就形成了液化天然气，也就是LNG，只需要利用液化天然气船和储罐，就可以实现大规模运输和长时间的储存。2021年，我国进口LNG达8140万吨，成为全球最大的液化天然气进口国，这么多的液化天然气，我们将如何配备储存？首先给大家介绍一下我们今天请来的两位嘉宾，一位是中海油气电研发中心的设计总师肖立，欢迎您！另外一位是中海油气电研发中心的高级工程师陈锐莹。
       我们国家自己的天然气储备资源是什么状况？陆上来说的话，这个储备量还有很大的需要去开采的，探明的储量会比较多，但实际上开采的难度现在也越来越大。我们另外在海上这一块，还是有很多可以开采的空间的，尤其是南海，但是由于受到地缘政治的影响，不见得就那么容易去能够做到这件事情，所以每年我们能够开采出来数量的话，跟消费增长的比例的话，还是不能够完全匹配的。我们国家为什么要建这么大的超级储气罐？因为咱们国家其实还是一个缺气的国家，我们的天然气的对外的依存度现在是达到了44%，所以从产量上来看，我们自己的产量并不能满足我们对于天然气的需求，有好多国家的气源进口到咱们中国来，才能满足咱们基本的需求。但实际上天然气的缺口还是很大，因为现在“双碳”的背景下，天然气它作为一个清洁能源，可能在相当长的一段时间内都要作为过渡的能源，所以按照国家发改委相关的这些要求，我们在2030年的时候，大概能达到15%的一次能源的占有率。咱们现在天然气只占到8%点多，还不到9%。所以中间要发展的空间还有很大，所以进口天然气的数量也会不断地增多，所以这样的话，我们的基础设施也要不断地增多。
       就以现在比较热点的欧洲气荒的这种情况来看，现在它们其实也在重启接收站计划。因为原来大部分是依赖俄罗斯的管道气输送来的，但是受限于现在国际的形势，所以它们也在规划建一些海上的站，来补足它们的天然气的来源。现在从国际局势来看，之前美国其实建了大量的LNG接收站，但是后来页岩气革命之后，本国就没那么缺气了，所以它的接收站现在反而改造成了液化厂，来对外来出口LNG。现在建接收站这种大型的储罐比较多的地方，主要就是在日本和韩国都是能源依存度比较高的国家，需要更多的能源储备来保证国民的能源供应。所以说它们都建了大量的站，像日本先是在沿海的地区建了很多的这种大型的接收站，同时它还辐射到自己的内陆地区，建了很多小型的“卫星站”，它用天然气能够供应整个国的稳定、安全。液化天然气，它的主要成分是甲烷，燃烧后对空气污染非常小，而且放出的热量大，所以液化天然气是一种比较先进的能源，被公认是地球上最干净的化石能源。液化天然气绿色清洁，安全高效且储运方便，比天然气有着更广泛的用途。世界上环保先进的国家都在推广使用液化天然气，同时液化天然气体积大约为气体时的六百分之一，也就是说储存1立方米的液化天然气，相当于存储了600立方米的天然气，这对保障国家的天然气供应具有重要的意义。
       为什么这些储气罐都要建在沿海的地区？是考虑到运输的方便？因为我们从国外进口液化天然气的话，都是通过船运来运过来的，所以只能是建到沿海，从内陆的话，基本上不具备这种运输的条件。比较方便一些？对。现在的进口的量，就是通过船运的LNG的进口量，跟管道气相比是已经占到了60%，相当于只有40%是通过这个管道来输送的。之前我们最早选择16万方储罐的时候，主要是当时远洋运输的LNG船，它的容积是在16.5（万方）或者14.5（万方）左右，这样的话它一船的液体，我们就可以直接吸到一个罐里来，这对我们来讲是一个很好的一个储存方式。但是后来这个船舶也在不断进行发展，它现在最高的容积能做到27.5（万方）左右，那这样的话我们建27万方罐，就可以直接也是一下子进到我们大罐里来，然后来满足一个储存的一个需求。
       27万立方米的这样一个储气罐是什么概念？这个27万立方米的储罐，我们直径有100米，高65米，面积相当于两个足球场的面积，然后我们储蓄能力，能够达到1.69亿立方米天然气，可以供北京市是2200万居民两个月的生活用气。目前27万方的储罐，只有咱们中国能够设计建造，在国外的最大的储罐是韩国在做的本土的，还有新加坡的能够达到25到26万方。我说的是净容机，我们的国内的净容机现在是最大的，已经达到27万方了。之前在我没有这么大储气罐的时候，我们都用什么方式来储气呢？那时候我们确实很少，原来是你像有管道气，比如说从俄罗斯进口的这种通过管道输送，就得来了就用，来了就用。如果是说需要调配的话，可能必须得建这种大的罐子来进行调配。你不用的时候我可以存里头，用的时候我可以输进来。就给您举个例子，比如我们在内陆地区，我们就以陕西这边举例，陕西旁边还有气田，它可以稳定地供气，就是一定的量，一直是这么稳定的。因为开采出来了，我就要打到管网里去，我就得用。但是它有一个波峰、波谷的问题，就导致就要建液化厂，要在夏天把它多余的天然气，液化下来储在罐子里，然后冬天等用气高峰期，它汽化出来然后给大家来使用。所以说管道输气它就是比较稳定，因为它就是输送距离广，可以看作我们的这种高速公路，它就是一直稳定的车在这儿跑。  但这时候如果要突发，我需要增大交通用量的时候，我们天然气接收站或者是我们LNG，其实很大程度上起到了调峰的作用，就是在我们的用气高峰期补充相应的气源，来满足整个的能源的稳定供应。
       这里是江苏盐城“绿能港”，屹立着的圆柱状庞然大物就是我国自主设计建造的液化天然气储罐，这里共有4座22万立方米储罐和6座27万立方米储罐，总罐容将达到250万立方米，可接卸来自全球各地各种类型的液化天然气运输船，年接收能力可达600万吨，可存储普通天然气85亿立方米，供江苏全省民生用气约28个月。2022年9月26日，第一艘LNG外轮进入中国海油盐城“绿能港”，超级储罐正式投产，这是一项刷新纪录的超级工程。但是我在想我们做这么大的储气罐，国外也在努力，我相信它们的技术上，也在不断地更新，是它们技术上做不到呢，还是不愿意做这么大的呢？我觉得一方面它们可能也发展到了一定的瓶颈，就是受地缘的受地域的限制，然后一个是日本的话，地震带比较比较剧烈，所以它们很多罐都是属于地下罐、半地下罐。在地下做一个这么大的罐，对于它们来讲难度系数肯定会更高，然后我们国内国土面积还是比较广阔的，同时又有丰厚的站（岸）线资源，所以我们在陆地上建这么大型的罐，相对它们来讲可能比较有地缘优势。其实我们做这种大型罐，我们单位成本能降低，同时我们的占地面积也会有相应的减少。就是罐容越大之后，尤其是我们做27万方这么大，做到这么大之后，同样的占地面积我们就能够承载更多的罐容，肯定是会对整个用地也会有很很好的一个积极的影响。
       一说到这么大的储气罐，首先我们觉得，我们家的粮仓这么大，心里踏实。但同时就这么大的罐，制造的难度是不是也会相应地提升？建造难度其实是分几个部分，它首先是设计难度，设计难度解决了之后，才是解决建造的问题。设计上由于刚才咱们提到的它的直径特别大，达到100米。100米的情况下，我们首先要解决的问题是它在100米这么大一个区间范围内，沉降应该保持相对一致，你不能这个地方沉降多，那个地方沉降少，这样的话可能会把整个罐体结构都会撕裂掉，这样的话它要保证它的安全性。所以，我们在有时候在软土地区，就要打很多桩，一个储罐底下打好几百根直径1.5米的桩。这个桩的长度伸到土体里头，要达到六七十米的深度，相当于我是一个大的秤砣下面放了几百根筷子，插在豆腐块里头，这样的话能保持它的稳定性。刚才您说了一个软土的环境，那我们就在想建造这样的巨型的超级大的储气罐的时候，我们在选址上会做什么样的考虑？
       首先我们还要看它的建站位置的合理性，位置的合理性不单单是软土的问题，还要看它的岸线资源的一个匹配性。比如说我的水深能不能满足要求？因为我们那个船很大，进过来之后吃水要达到十几二十米。如果你的岸线很浅的话，你可能就不具备建造LNG接收站的条件，另外就是站址的合理性，软土可能是其中考虑的一个方面，但是以我们现在的技术能力，我们完全可以解决这些问题。从我们的建造的难度上体现在哪些方面？我们的储罐相当于3万方到27万方，我们相当于面积增大了4倍，但它整个的这个面积其实都是受太阳辐射的热影响的。我们打个比方来讲，储罐不能像冰箱一样插电源制冷来保证冷量，我们更像是我们小的时候，就是卖那个冷饮的时候，大家会用个泡沫箱把冷饮放到里面，上面盖了好厚的被子，来保证冷饮清凉可口，能够大家食用。那我们储罐也是要保住这些低温，让我们液体能够在这里头进行储存，所以我们就像给储罐穿上了一个羽绒服一样。就是我们需要这种高强度，然后保温性能好，同时隔热性能好的材料，我们把储罐分成了上中下三个部分，针对每个部分的特点，都相应地开发了相应的保冷材料，确保我们储罐能够维持在一个低温的状态。
       液化天然气需要在-162°C或更低的温度进行储存，若是环境的热量漏入，就会导致液化天然气的温度升高，对储罐的管道、阀门，甚至罐体造成结构性的破坏，为确保液化天然气的储存，储罐就得像一个大冰柜一样做好保冷措施。超级储气罐的顶部、中间与底部，都进行了巧妙的结构设计，顶部总厚度1.2米的保冷棉将罐内空气与罐顶隔开，减少对流。罐体中间就像一个电饭煲，填充了导热系数低、保温性能好的材料，而罐底部用了5层新型无机绝热材料泡沫玻璃砖，确保罐底保冷效果，同时设置测温系统，若是漏冷能及时报警，全方位的保护，解决了液化天然气的储存问题，设计建造这么大的储罐，各方面的工作难度都非常大，其中液化天然气的储罐穹顶作业是安装施工中难度最大、工艺最复杂、风险最高的部分，这样一个“巨无霸”穹顶，科研人员提出了“气升顶”的作业技术。
       这里面还提到了一个技术的说法，叫升顶的问题，这个指的是什么？两位给我们解释一下。储罐穹顶是我们设计的一个难点，也是我们施工中非常重要的一个里程碑的点，因为它本身从这个结构上来讲，它面积非常大，达到了两个足球场那么大，中间没有任何一根落地的这种支撑，所以相当于完全是架空的这么一个结构。那这样的话我们在穹顶的设计的时候，它的稳定性怎么去考虑，它的应力应变会不会发生很大的这种变化，这个是设计上的难点。那么我们就想了一种很巧妙的方法是什么呢？我们把这个穹顶，在储罐的里头先做好，做好之后从底部通过这种风压的方式把它吹上来，吹到顶部，这样的话能够完成我的穹顶的一个，放到实际位置上的这么一个工作。当然升顶它有很多要求，精准度很高的一些地方，因为它毕竟面积太大了，它的任何一个位置，如果是说发生很大的偏移的情况下，都可能引起很大的一个灾难性的后果。
       小型的液化天然气储罐通常采用吊装的方式，但是要将直径100米、重量接近1200吨大储罐的穹顶吊装到60米的高度，难度之大是前所未有的。“气升顶”是一种新型的吊装作业技术，它是利用风机吹出的50万立方米的空气，将储气罐的穹顶缓慢托升至顶部的预定位置。就相当于在储气罐内部填充了7亿个足球，为了把这个庞然大物吹到60米的高度，施工人员安装了4台110千瓦的鼓风机作为动力系统。当穹顶升高至预定位置，在保持罐内压力的情况下，将其与罐壁顶端焊接，最终完成升顶。那又怎么保证升顶时的安全呢？我们是能够做到几个精细的控制，在很大的一个区域范围内都布置这种监测点，实时测量它的升顶的一个状态，比如说它的提升的高度，它的速率等等。另外，我们在底下用风机给它升顶的时候，我们是采用这种几用几备的这种方式，避免万一发生有些风机不工作的时候，随时能够启动另外一台风机完成继续升顶的工作。
       就这么大的罐，它的危险会不会也相应地增大？这个从安全性上来考虑，我们其实在储罐的设计的时候，已经考虑了很充足的一个安全性，比如说原来在做的罐子比较小的时候，可能我们外面的这层罐，我们罐有两层内罐跟外罐，外罐原来我们做小的时候，可能就做金属的这种壁很薄的这种罐就可以了。但是安全性没有很高，那做大了之后，我们现在在做的27万方的储罐的外罐，使用到1.2米厚度的混凝土的结构，这样的话它能抗很大的冲击，抗爆炸的这种效果。我们储罐的安全设防等级是跟核岛是等同的，我们的（储罐）是可以抗2500年一遇的地震。2500年一遇的地震，那基本都是毁灭级的是吧？对，基本上，因为你像不同的地区，它的地震强度不一样，那么我们在这个基础上，会在它的地震强度规定的基础上再提高一级，这样的话就形成2500年一遇的地震的一个设计的（标准）。
       在罐型上面也有所考量，因为我们现在用的这种都是叫全容罐，它相当于有两层结构，一部分内罐它用来盛放液体，一部分我们的混凝土外罐，如果内罐破裂了之后，像暖水瓶万一我破了，它流到外面不就不好了吗？所以我要去做一个很大的围堰，把它包裹住，能够把所有的液体包容在外罐范围内，不让它泄漏到外面去，然后会对整个环境造成影响。液化天然气储罐的建造和设计，还需要应对地震带来的考验。储罐越大抗震设计建造的难度就越大，在设计时不仅要考虑到地震发生时罐体的大小、高度，可能导致的晃动问题，也要考虑罐内液体与罐壁之间碰撞的相互作用。我国科研人员通过核心算法对超级储罐结构抗震性能进行分析研究，成功模拟了罐体的受力机理与它的损伤演化规律。通过突破性的减隔震技术与先进的材料设备相结合，让强震只能“望罐兴叹”。
       我们都渴望世界和平，但我们看到现在的事态并不是非常地平静，所以很多人会担心我们做这样的储气罐，会不会在战时成为军事打击的目标？我们考虑到这些因素吗？我觉得目前来讲，对于广大居民来讲应该是没有什么影响的，但是我们现在目前还是主要保障能源的供应安全，大家都肯定希望世界和平。然后，但是以后涉及到这个部分，我们也会开发新的罐型，把储罐埋到地底下，然后可以让安全设防更高，然后满足能源储备的同时，也保证能源的安全。那么如果是说在战时的时候，可能我们需要向军方或者其他的部门去协调相应的资源，对我们的LNG储罐进行保护，这是一个方面。刚才提到的地下这一块确实是我们现在正在开展的一个课题的研究，因为从国外的情况来讲，比如说像日本，像韩国，他们也在做地下LNG储罐的这种罐型的接收站，它这个安全性就相对比较高，因为你泄漏了之后，无非就是泄漏到地底下去，这样的话安全性会更高，我们也在有做这方面的考量跟研究。
       我们国家建造储气罐的这个简单的历史发展是什么样的？我们国家第一个大型的LNG储罐，是在2006年投产的，这是在深圳的大鹏湾做的第一个接收站，那么当时建的是16万方的储罐。那么当时用的技术都是国外的技术，所以从那个时候零几年我们就开始布局，能不能我们自己突破LNG的储罐研究的这么一个关键核心技术，所以我们通过长期的一个研究，在2012年的时候，我们的技术终于取得了突破，也获得了落地实施的应用。以往建一座16万方的储罐，大概要到5到6亿元左右，那么通过我们自主研究之后，我们实现了国产化，自己的技术也在不断地迭代提升，现在拿16万方的储罐相比，我们的成本已经降到了3到4亿元，这个是非常可观的数字，那么我们现在做27万方储罐的话，其实这个成本也就在6亿左右。
       这是什么概念呢？就是越大成本越低？那倒不是成本越低的这个概念，我们刚才对比的就是说我们跟国外的相比，我们自主自攻关完成之后，我们会把整个的造价降下来，那么对于27万方来讲，我们现在单位容积的造价其实是要比16万方的储罐的单位容积的造价要低的，因为它承载了更多的天然气之后，单位的容积的造价会有所下降，因为27万方已经是建到比较大了，已经接近一个极限了。如果是说再往大的罐容去考虑的话，可能在没有技术突破的情况下，在没有一个结构形式发生很大改变的情况下，它反而造价会再持续提升，因为已经到达一个极限了。长期以来只有少数国家掌握着储罐设计建造的技术，2006年我国第一座大型液化天然气接收站建设时，主要设备全部进口。为了解决LNG核心技术对外依赖、受制于人与我国LNG产业快速发展的这一矛盾，我国成立研发团队，开展大型储罐技术攻关。经过多年自主研发，终于攻克了多种难题，形成了我国的储罐体系。2012年，第一座自主的3万方储罐成功落地，实现了从0到1的突破，此后不断迭代更新，陆续实现了16万方、20万方、22万方，以及目前全球最大的27万方。
       像我们这样大体量的储气罐，我们国家还有多少？我们目前已经完工的跟在建的20万方及以上的储罐，已经达到了80座，这个体量非常大，整个的它的总的容积是达到了2100多万立方米，那么换算成天然气，就是气态的天然气的话，是127亿立方米，这么一个体量是非常大的。那么我们国内现在正在做的20万方及以上的储罐，能够占到全球总的20万方及以上储罐数量的60%以上。我们来如数家珍，来算算家里的账，如果目前我们把这些所有的储罐都储满了，一旦特殊原因，我们不能够得到进口的（天）然气了，那44%的空缺，我们自己能够维持多久？我们大概算了一下，假如有的家庭的居民生活用气按每个月15方用气量的话，现在的这个储气规模能够5800万用户一年的用气需求。我们普通人对这些储气罐，一听我们家里有这么多东西很高兴，但是到底这些东西能给我们带来什么，我们并不清楚，两位给我们细算一下，这些储气罐到底给我们生活带来了什么？
       目前按照刚才提到的就是20万方及以上的储气罐的储气规模，127亿立方米的天然气的量的话，我们能够实现碳减排应该是1800万吨，相当于种了1.6亿棵的树。因为它减排的话相对于煤炭来讲，它能减排1800万吨，这样的话就相当于种1.6亿棵树能够吸收的二氧化碳的量。那么从汽车排放的角度来看，能够相当于1000万辆小汽车，停开一年的这么一个效果。我们可以把天然气的之前的管道输送看到（作）一张大网，我们就是在这大网上面建了很多的包，然后通过（包）来储气。因为我们整个国家在天然气的使用上面，其实是有调峰的一个需求的，所以拿我们北方来讲，夏天的时候可能用气量就没有那么大，冬季的时候用气量会比较大，因为我有可能有供暖。我们听到我们国家做到了全球最大的这样一个储气罐，心里会有一点自豪，但同时我们也在想，未来我们还会做更大的吗？因为咱们是缺气的一个国家，需要满足国计民生的需求的话，是要求我们会去进一步研发更大容积的储罐的。
       我们也在考虑建更大的储罐，也在做相关的这些研究，一个是从它的一个结构形式上的一个改变，因为目前来讲27万方已经接近极限了，我们如果是说要进一步降低造价的话，我们要考虑从结构上的调整，从其他材料上的调整，这是一个方面。另外一个方面，我们现在做的是陆上的储罐，因为岸线资源比较紧张，我们还在研究在海上建站的这种可能性，也在做技术研发的相关的工作，这样也满足了岸线的需求了，我们也不会占用一些岸线资源，我们直接从海上接了LNG之后，我们就直接汽化，直接把气送到岸上来，来供居民使用。就尽可能少地占用土地资源？对。感谢两位来到我们演播室，也感谢您收看我们这一期的《透视新科技》节目！如果您想了解我们更多的节目内容，可以下载央视频收看我们过往的节目。好，今天的节目就到这儿了，我是胜春，咱们下期节目再见。