天然氣如何運輸？

在管線隨著第二次世界大戰得到發展之前，與石油勘探相伴所產出的天然氣絕大部分被當場燒掉或者被排放了。直到今天，氣體燃料依然遠比固體燃料如煤炭和液體的石油難以運輸，且費用也要高得多。液體與固體燃料可以用傾注或挖掘的方式注入容器內，并可以通過高速公路、鐵路或海運等方式運至市場。但最有效的輸送天然氣方式是通過固定的、高壓管線進行。管線沒有必需的損耗。問題在于當時的技術水平使人們還用不起。今天，管線是石油在大陸輸送的首選方式，管線是輸送大體積的半液化煤炭的最便宜的方式之一。管線技術的進步是不規則的。第一條天然氣管線有100多英里長，從印第安納州的幾個天然氣田鋪往芝加哥，它于1891年建成。該管線在120mile的輸氣線路上沒有一部壓縮機。在壓力足夠的條件下天然氣可以升至地面，并可連續流動。在管線中，天然氣的輸送量取決于管線的直徑、功率以及管線上加壓站的間距。　目前的管線以每10～200mile升壓1000psi　1psi=6.89476×103Pa。的壓力狀態運行。芝加哥的管線氣從1891年起就以525psi的壓力涌出地表。早在1880年，這條管線就用上了壓縮機，但壓縮機并不是管線延長的限制因素。管線的質量是更加重要的保障。管線工業的發展取決于管材接口處的強度與連接，以及能夠經受所需高壓的鋼材。安全也是一個因素。與液體不同，氣體能夠近乎無限制地被壓縮，然后在大氣壓力條件下又可能膨脹回原狀。一根油管上的一個小孔或裂隙都可能造成大麻煩，但是這遠沒有在高壓輸氣線上的危險性高。在那種輸氣線上，一個小小的孔隙就可引起巨大的災難。隨著時間的推移，鋼管取代了以前的鑄鐵管子。即便如此，管材的強度依然會受到管材制作工序中從平板卷為圓桶狀的過程，以及每節管子之間的焊接處的質量的影響。較厚的管材也不能保證就能承受高壓，因為管材彼此之間的接縫處依然是脆弱的。接縫和管線之間的連接技術在1911年就有了極大的進步，當時引進了氧—乙炔焊接技術。1922年誕生了電焊技術。在第二次世界大戰中和戰后所使用的壓力氣焊技術融合了能夠切開鋼管的技術進步，產生了制造業的重大技術突破，為管線制造業的大發展開辟了新路。隨著技術的不斷進步，天然氣管線工業采取了增加管材直徑與壓力的方式，此舉增大了輸氣管線系統的能力并提高了經濟效益（表1. 1）。表1.1　管線能力增長一覽續表注：雖然一些管線在設計時管徑可達56in，但實際使用中，高峰期的管線直徑為42in。20世紀20年代后期和1927—1931年間，長途天然氣輸送變得普及了，大約建起了12條大型運輸管線，每條管線的距離都超過200mile。這些管線系統輸送的天然氣來自3個產油氣區：Panhandle-Hugoton氣田區、位于路易斯安那州的Monroe油氣田以及加利福尼亞州的San Joaquin Valley油田。Panhandle-Hugoton氣田是北半球最大的僅產出天然氣的氣田群。它們從得克薩斯州的Panhandle北部延伸近300mile，橫跨俄克拉何馬州，進入堪薩斯州的西南部。在1932年至美國參加第二次世界大戰期間，Great坳陷阻礙了天然氣工業中管線建設的進展。戰爭刺激了美國東海岸工業中心的能源建設，但敵方的潛艇給用油輪運輸油品的行動造成了極大的威脅，許多油輪在美國的海岸附近被擊沉。與此同時，聯邦政府授予田納西州運輸公司以特殊勛章，以表彰其集中人力、物力（鋼材）修建了一條從墨西哥到阿帕拉契山脈的全長1275mi1e的管線。出于保衛國家的目的，政府還修建了多條輸油管線，它們從得克薩斯的油田鋪到了中東以北和阿帕拉阡山脈。戰爭結束以后，這些管線轉為輸送天然氣。消費用品與工業用鋼鐵的短缺隨著戰爭的結束而結束了，而管線的建設直到20世紀60年代中期才展開。Panhandle-Hugoton氣田繼續支持著新管線的增加，許多公司用增加加壓站的方式延伸管線的長度。人們還將注意力轉向在20世紀30年代發現的得克薩斯和Carthage氣田。在得克薩斯和路易斯安那海灣多口鉆井獲得成功。該地區迄今發現的天然氣占到全美天然氣總量的40%左右。在1950—1956年間，有5條輸氣管線建成，每條的長度都超過了1000mile，它們從海灣直抵美國北部和東部的目的地。1953年二疊系盆地產出的天然氣第一次向北部與東部地區輸送。北部的天然氣供應開創了連接的先河，將先前輸送Panhandle-Hugoton氣田天然氣的管線中的氣流轉向南，輸往得克薩斯州的西部地區。這種第二次世界大戰后的大發展一直延續到20世紀50年代后期，當時州與州之間的輸氣公司積極地將它們的系統相連接，并且增加了在發展中的市場上的供氣能力。1959年，休斯敦公司修建了一條1500多英里長的管線，從得克薩斯的最北部通往邁阿密和佛羅里達，并將天然氣送抵這些地區。同時還修建了一些復線，將天然氣配給全州各地。到20世紀60年代中期，戰后的管線繁榮期結束了。為數不多的幾項工程成功地實現了跨大陸之間的管線連接，這使美國的天然氣輸送管線網更趨成熟。到1966年，天然氣可以輸抵除夏威夷之外的美國所有州，并可到達加拿大境內除馬提尼省之外的所有省份。總體上講，到了20世紀60年代，天然氣管線工業已相對停滯了。在整個20世紀70年代，關于天然氣工業的聯邦法律助長了天然氣的短缺、削減，以及有關未來供應的悲觀主義情緒。這種悲觀情緒在整個20世紀80年代依然持續著，這是由于需求方連續的不景氣以及對所需的長期供氣的持久性懷疑態度所致。出售給居民、商業和工業用戶的天然氣在1972年達到了頂峰之后就一直以低于此值的量保持了19年，該紀錄直到1991年才被打破，達到了173×108 Btu。到20世紀90年代中期，天然氣的禁令被大量解除，其用戶數量直線上升。天然氣——長期以來被認為是一種清潔的、低廉而可靠的燃料跨入了迅速增長的狀態，而且，還有望在未來的幾十年中繼續保持這種勢頭。
備注：數據僅供參考，不作為投資依據。