一、移动式低温液体储运罐技术概述
移动式低温液体储运罐是一种专门用于储存和运输低温液化气体的特种装备,可满足LNG、LPG、LN2、LOX等介质的储运需求。罐体主要由内罐、外罐、支撑层、绝热层、管路和附件等部分组成。其中,内罐材料多选用9%镍钢、304不锈钢等低温合金材料,通过特殊工艺焊接而成,以保证罐体的低温强度和气密性;外罐材料主要选用16MnR、Q235R等碳钢,起到保护和支撑内罐的作用;绝热层采用高真空多层绝热(MLVSI)结构,通过在内外罐之间填充纳米级气凝胶、玻璃棉毡等隔热材料并抽真空处理,使罐体综合传热系数K≤0.05W/(m2·K),从而达到良好的隔热效果,最大程度降低LNG、LN2等低温液体的蒸发损耗。
与常规固定式低温储罐相比,移动式低温液体储运罐具有体积小、重量轻、机动灵活等特点。常见的移动式低温液体储运装备可分为铁路罐车、LNG槽车和集装箱罐等类型。其中,铁路罐车的典型容积为40~130m3,适用于LNG、LN2等大宗低温液体的长距离运输;LNG槽车的典型容积为18~65m3,主要用于LNG的公路运输配送;集装箱罐的容积一般为20~40m3,可实现铁路、公路和水路的多式联运。
在实际使用中,移动式低温液体储运罐的安全性和可靠性至关重要。除了采用高性能低温材料和先进隔热结构外,先进的BOG处理技术和智能监控系统也是其核心竞争力的体现。目前,国内领先企业普遍采用BOG再冷凝技术,通过将罐体自然蒸发的BOG气体收集并重新冷凝成LNG,一方面可平衡罐内压力,防止超压放空造成的资源浪费,另一方面可提高LNG装载量,降低物流成本。与此同时,先进的智能监控系统通过在线检测罐内温度、压力、液位等关键参数,并结合北斗定位、5G通信等技术实现远程监控和故障预警,大幅提升了设备的本质安全水平。
二、移动式低温液体储运罐市场现状
随着我国天然气产业的蓬勃发展和"碳达峰、碳中和"战略的深入实施,移动式低温液体储运罐市场呈现出快速发展态势。根据数据分析,2021年国内移动式低温液体储运罐市场规模达到了21.58亿元人民币,与上一年度相比增长了25%。然而,受到疫情的冲击,2022年和2023年的市场规模分别减少至20.06亿元和19.89亿元,年降幅分别为6.99%和0.85%。进入2024年,随着国内环境的改善,移动式低温液体储运罐市场开始恢复增长势头,市场规模上升至22.19亿元。展望2025年,预计市场规模将超过25亿元。
国内移动式低温液体储运罐市场参与主体日益多元化,呈现出外资、国有、民营等多种资本并存的竞争格局。其中,外资品牌凭借先发优势和技术积累,在高端产品市场占据领先地位,如美国Chart、日本川崎重工等;国有企业依托雄厚的资金实力和产业链优势,重点布局铁路罐车等战略性产品,如中国中车、中集安瑞科等;民营企业则凭借机制灵活、成本优势等特点,在LNG槽车等细分市场异军突起,如华宇科技、永兴特种材料等。
从区域分布来看,国内移动式低温液体储运罐的生产企业主要集中在江苏、山东、河南等地。这些地区装备制造基础雄厚,配套产业链完善,是行业发展的重要增长极。同时,内蒙古、新疆等能源富集地区对储运装备的需求旺盛,为行业发展提供了广阔的市场空间。
近年来,随着LNG接收站和LNG点供站的快速建设,LNG槽车需求持续旺盛,已成为拉动行业增长的主要驱动力。同时,在特种气体领域,随着大型空分设备的建成投产,对液氧、液氮等特种气体的物流需求也日益凸显。在医疗领域,超低温冷链物流的快速发展,对小型移动式低温液体储运装备形成了新的市场需求。
三、移动式低温液体储运罐产业链分析
移动式低温液体储运罐产业链主要包括上游原材料供应商、中游装备制造商和下游终端用户三个环节。上游原材料主要包括低温合金钢、不锈钢等金属材料,玻璃棉毡、硅酸铝纤维毡等隔热材料,以及真空获得装置、低温阀门、真空管路等关键零部件。近年来,国产低温材料和隔热材料的性能指标不断提升,在中低端产品上已实现较高的国产化率,但在超低温领域对进口材料的依赖度仍然较高。同时,高端阀门、真空泵等核心零部件的国产化率还有待进一步提高。
中游装备制造是产业链的核心环节,主要涉及罐体设计、材料选型、焊接工艺、真空绝热、智能控制等关键技术。目前,国内龙头企业通过消化吸收国外先进技术,并结合我国资源禀赋和市场特点进行了大量自主创新,在罐箱结构优化、高真空绝热、BOG再液化等方面取得了显著成果,部分关键指标已达到国际先进水平。但在设计制造超大型LNG储罐、超低温液氢贮罐等高端产品方面,与国外先进水平还存在一定差距。
下游应用市场主要包括LNG接收站、LNG点供站、大型空分设备以及医疗机构等终端用户。得益于国家产业政策的大力支持,以及下游行业的快速发展,移动式低温液体储运罐的市场需求持续旺盛。但受制于地方保护主义等因素,行业内部分中小企业同质化竞争严重,低价中标、缺斤短两等问题时有发生,行业有序竞争的市场环境仍需进一步优化。
四、移动式低温液体储运罐技术发展现状
随着低温绝热技术、BOG处理技术、智能监控技术等关键共性技术的持续进步,中国移动式低温液体储运罐的技术水平不断提升,产品性能显著改善。
在低温绝热方面,国内企业通过优化多层绝热材料的微观结构,降低材料导热系数,提高材料致密度,并结合高真空技术,使罐体传热系数K值降至0.03~0.05 W/(m2·K),达到国际先进水平。同时,国内企业还积极开展新型隔热材料的研发应用,如纳米气凝胶、低温气凝胶等,进一步降低了罐体传热系数,提高了隔热性能。
在BOG处理方面,国内企业自主研发了BOG再冷凝、BOG再液化等先进技术,显著降低了LNG罐车的蒸发率。其中,BOG再冷凝技术通过将BOG气体引入冷凝器中与LNG换热,使其重新冷凝成LNG回罐,蒸发率可控制在0.10%~0.15%之间;BOG再液化技术则通过小型制冷压缩机,将BOG气体压缩并冷凝成LNG,蒸发率可降至0.05%以下。与国外同类产品相比,国产BOG处理系统的能耗更低、效率更高、成本更具竞争力。
在智能监控方面,国内企业积极应用物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术,实现了移动式储罐的全生命周期智慧管理。基于北斗定位、CAN总线、RFID等感知技术,对罐体温度、压力、液位、位置等关键参数进行实时采集;通过边缘计算、智能算法等技术,对采集数据进行分析挖掘,实现设备状态监测、故障诊断、远程控制等功能;结合5G通信、工业互联网等新型基础设施,搭建云端智能管理平台,为客户提供全方位的增值服务。
从专利布局来看,国内企业高度重视知识产权保护,专利申请量呈现快速增长态势。以中集安瑞科为例,截至2023年底,其在低温装备领域已累计申请国内外专利600余项,其中发明专利300余项,在行业内名列前茅。但从总体上看,国内专利主要集中在罐体结构件、承压安全附件等中低端领域,在核心部件、关键材料、前沿技术等方面的专利储备还相对薄弱,难以形成对国外巨头的有力制衡。
五、移动式低温液体储运罐行业发展问题
一是自主创新能力有待提升。目前,国内在超低温材料、高端制冷设备、长效隔热技术等方面仍存在较大短板,部分关键核心技术受制于人,产业链自主可控水平有待进一步提高。
二是产品同质化竞争严重。随着行业进入门槛的不断降低,中低端产品市场供大于求,同质化竞争日益激烈。部分中小企业盲目扩张,过度依赖低价竞争,产品品质参差不齐,行业有序竞争的市场环境亟待优化。
三是标准规范体系不健全。与国外成熟市场相比,国内行业标准规范的覆盖面还不够广,技术指标体系有待进一步完善,与国际标准的衔接还不够紧密,在一定程度上制约了产品品质的提升和出口竞争力的提高。
四是专业人才相对匮乏。移动式低温液体储运罐是一项多学科交叉的高技术产业,对复合型技术人才的需求十分迫切。但受制于高等教育培养体系滞后等因素,目前行业专业人才总量不足,人才培养质量有待提高,已成为制约产业高质量发展的瓶颈之一。
六、移动式低温液体储运罐行业发展建议
一是加大关键核心技术攻关。围绕超低温材料、高效制冷、长效隔热等关键领域,整合产学研用创新资源,加大基础研究和应用基础研究投入,突破一批"卡脖子"核心技术,提升产业核心竞争力。
二是优化行业竞争环境。加快推进行业兼并重组,培育一批具有国际竞争力的龙头企业;健全行业自律机制,规范市场竞争行为,营造公平有序的竞争环境;完善质量监管体系,强化产品质量监督,保障行业高质量发展。
三是加快标准规范建设。加强与国际标准化组织的对接,积极参与国际标准制定;加快国内标准体系建设,提高标准的覆盖率和适用性;鼓励行业组织制定团体标准,提升标准的先进性和实用性;健全检验检测认证体系,强化标准实施监督,提高产品质量水平。
四是加强专业人才培养。加强校企合作,优化人才培养模式;鼓励企业加大人才引进力度,完善人才激励机制;支持行业组织开展职业技能培训,提高从业人员的专业素质;营造尊重人才、激励创新的良好环境,为产业可持续发展提供智力支撑。
七、结论
在"双碳"目标和能源革命的时代背景下,中国移动式低温液体储运罐产业迎来了前所未有的发展机遇。尽管当前还面临诸多挑战,但随着关键核心技术的突破、行业竞争环境的优化、标准规范体系的健全以及专业人才队伍的壮大,移动式低温液体储运罐必将成为助推我国能源产业高质量发展的重要力量,为实现"3060"目标贡献更大的智慧和力量。
