得州大停电的背后——从拜登堕胎美加输油管聊起

刘萝卜锅

品质源于技术 服务源于态度

这是阿什卡微信公众号第850篇原创文章

首发于2021年2月21日

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世界上最著名的长途输油管道，不是出道最早的——1874年宾夕法尼亚的近百公里管道，也不是干线最长的——近万公里的中亚-中国管道，而是没搞成的美加Keystone XL管道。

在全球管道干线已远远超过200万公里、大大小小的新项目还在陆续上马的今天，这条KX管道无论从哪方面看，都配不上一线明星的地位。但是，由于它一不留神成了三个美国总统施政理念拉锯交锋的一个焦点，所以搞得浑身都是戏，还没出道就成了顶流，动不动就上热搜。

KX管道项目，只是美加“拱心石输油管道”的第四期工程。拱心石管道已经默默运行10年了，没想到小四生不逢时，头都探出来了，却临盆十年不得分娩——奥巴马决定堕胎，特朗普上来想当接生婆，但接到半路被拜登踢走，接着堕胎……

催生KX管道的理由并不新鲜，和地球上其他200多万公里的管道一模一样。流产KX管道的理由也很耳熟：环保。

一些环保人士认为，输油管道对全球变暖会带来负面影响，可能出现的泄漏事故会对沿途生态造成极大的潜在威胁。

那么，我们不聊政治，只从单纯的科学技术角度来讲，比起其他运输方式，输油管道对于环保，到底是好处大，还是害处大。

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油气运输手段并不神秘，和运送其他货物 一样，也是车拉、船载、空运、管道运输。其中，空运属于非主流，只有在空中加油（军事）这类特殊需求下，才会动用这种奢华运力。所以，油气运输的主流手段就只有“车、船、管”这三种。

与普通货物运输相比，油气运输又比较特殊，我们聊石油储运时详细介绍过，这里只简单介绍一下：

石油是胶体、液体、气体的混合体，集“粘稠、易挥发、有害”三大不利于运输的特色于一身：不密封就跑了，而易挥发的成分，就是最值钱的部分，跑出去不仅损失钱，还有毒有害，所以必须密封。

但石油密封就自带压力，加上化学成分复杂，很容易腐蚀容器，所以罐体、管道、阀门、泵机、接口等方面，都要考虑耐压、耐腐蚀等。

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用车船运输，无论是公路还是轨道、河道还是海道，都是以发动机为动力，用油罐一趟趟往返拉运。而装卸过程，也就是入罐、封罐、出罐过程，无法避免大呼吸、小呼吸等造成的挥发损耗，这个损耗是惊人的（参见石油储运篇），对空气的污染、气候变暖的影响，那真是润物细无声。

车船运输，消耗能量所做的功，必须包含移动车船自身质量，为此消耗的燃料、多出的排放，都属于没必要的固定成本。

从运动原理上讲，车比船要克服更大的摩擦力，而且载货量上，车的单罐装载量也远远不如轮船，所以车辆运输的成本比轮船高。长途、大量运石油，能走船的，就不走车。

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但轮船运输也不尽人意，根据《中国石油员工基本知识读本·科技》介绍，2010年代，我国90%以上的进口石油，走的都是油轮，受制于 “马六甲困局”。书中（P387）强调：“不是战争时期的大国能源禁运与遏制，而是和平时期的海盗、恐怖主义和运输事故等。”

实际上，就算不考虑海盗、恐怖主义这些因素，只考虑天灾、技术和管理漏洞，油轮事故也是防不胜防，所以油轮泄漏事故我们都不陌生：

△ 1983年，载有25.2万吨原油的“贝利韦尔城堡”号油轮

当然，这肯定不是孤例。

如果算上人为因素，这种事就更多了，就连 油轮之王都未能幸免。

世界上最大的油轮昵称“海上巨人号”，目前官称“诺克·纳维斯号”，船长458.45米，舷宽：68.86米（辽宁号舰长306米，舰宽73米）。

1988年5月14日，当时属于香港船王董浩云的海上巨人路过霍尔木兹海峡时，遭到伊拉克空袭，沉入海底。1991年才被打捞出来，重建后卖给了挪威人。

今年1月，又有两艘油轮被伊朗扣留，疑似发生石油泄漏。

举例这么多，不是在专门黑油轮（管道也能举出很多事故案例），而是说明，在防止泄漏方面，油轮在技术上绝不比输油管线占有任何优势，而且由于它跑来跑去，遭遇的风险更多。

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综合权衡利弊，能走管道的，就不走油轮。

我国当然也在大搞油气管道建设，还专门成立了国家管道总公司。

就拿长江沿岸的石化公司原油运输来说吧，原来都走油轮。由于航道、桥梁对船限高等限制，油轮还需要倒驳。这不仅增加了成本，无法避免挥发，还有泄漏污染风险。现在，甬沪宁及沿江原油管道建成，长江沿线石油运输就顺畅多了。这也造成长江油运公司业务的根本转向。

我国的管道建设，跨国管道也是重点。

2018年，我国原油进口四大管道（中俄、中俄二线、中缅、中哈）进口石油达到5990万吨，占比石油进口量的12.97%；天然气管道进口达到514亿立方米，占比天然气进口量的58.88%。

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比起车船，管道运输流体的优势很明显。它的动力是泵，推动的是货物本身，做功不包括移动管道系统，而且只需克服流体在管道光滑内壁上的摩擦力——推动相同质量的货物，耗费的能量就少很多。

160多年前，宾夕法尼亚的油田，早期是用木桶装油，雇马车拉到阿列汉尼河边，装上驳船，顺流而下——注意满载时是顺流，运达匹茨堡炼油厂，每桶运费最高可达5美元。

有个石油商，名叫赛克尔（Samuel Van Syckle），铺了一根管径2英寸、长度5英里的管道，用蒸汽机带泵压送，瞬间把每桶油的运费降到l美元，降幅惊人。

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上面说的是石油。天然气就更不用说了，密封技术要求比石油只大不小。

而且，由于气体密度小体积大，用车船的话，如果不压缩/液化，很显然运载的气量不够燃料消耗的。如果压缩/液化，本身就要消耗大量能量。消耗多少呢？我们看一篇2020年的一篇论文（来源附后）感受下：

液化天然气在生产过程中，除去购买原料气、人工工资、财务费用等固定成本费用外，电费占整个加工成本费用的绝大部分，其次是气体损耗损失费用。

电费消耗多大呢？论文以1万立方米储罐、50万Nm3/d（标准立方米/天）的处理能力为例，介绍了使用一套节能措施后的效果：

三个措施节电：20348+3885+274=24507kw.h，降幅平均约11%。

那么总耗电量是24507÷0.11=222790 kw.h。

液化天然气的气液比为630：1，那么50万标准立方米可液化成不到800立方米。这就是说，每加工1 m3液化天然气，耗电约280 kw.h。

两个措施每天减少天然气放空损耗量：3000 m3+200 m3=3200 m3。

注意，是上了新措施后，每加工大约800立方米液化天然气，可以少排放3200立方米天然气，那么排放总量应该远高于这个数。（小编注：论文只给出了整个生产装置中部分工艺流程的生产数据，并非整个生产过程生产数据，上述结论均据此倒推，仅供参考）

储运准备就要消耗这么多能量，排放这么多天然气，加上车船跑路的消耗和排放，真是又费钱又费环境。

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而管道输气，就不是必须压缩成液体，可以直接气体输送，比液体更顺更经济，所以天然气长途运输，最经济、最环保的就是管道。

在安全性上，是管道泄漏多，还是车船事故泄漏多（另加装卸挥发损耗），这是一目了然的。

这就是为什么你家自来水、天然气，是用管道，从水厂、气站一路直接连到家，而不是用水罐、气罐车拉到家。

德国坚持与制裁对象俄罗斯大搞特搞“北溪-2”天然气直通管道，为此不惜暂时放弃视若灵魂的政治正确，为啥？

因为这确实是输送油气最经济，也最环保的方案，是科学正确、现实正确，符合“真香定律”。

那么问题来了，同样是讲环保，同样是讲政治正确，默克尔死活要搞起管道，拜登死活要搞掉管道，到底谁正确？

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管道运输，涉及到地球物理、地理、环境、化学、材料、工程、自动化控制等方方面面的技术，任何一项都马虎不得。

这次得州大停电，各路英雄纷纷号脉开方，众说纷纭：没有接入大电网；风电被冻住；电塔、电线、变压器被极端天气摧毁，还有人说是供电商拉闸断电、挟寒要价……其实根本原因是天然气管道的一个技术小常识：冰堵。

这玩意儿，我们在《可燃冰极简史》里聊过，原理很简单：气体中含的水，本身遇冷就会冻成冰。而在低温、高压下，天然气可以和水结合成“天然气水合物”，也就是可燃冰——水气携手，事半功倍，共同为管道添堵。

从管道运输兴起开始，各种添堵就在花样折磨石油汪，经过多年的斗智斗勇，管道保暖防冻、清堵除冰技术早已发展成熟——就算是-60℃的低温下，也无法阻止俄罗斯北冰洋附近天然气田的管道愉快地向西欧卖气。

那为啥俄罗斯都搞得定，得州却搞不定呢？

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得州倒霉就倒霉在纬度上，它身处北纬30度上下，气候大致相当于我国湖广一带，属于亚热带地区，我们南方小伙伴，冬天连自己住宅都不烧暖气的，得州天然气管道自然也不会像北方大佬那样，做足保暖防冻措施，因为太费钱，没必要。

网上有人讽刺德州人，他们遭此劫难，是因为不会扫雪。这个理由肯定是搞笑的，但德州人不会扫雪有可能是符合事实的，广东的小伙伴应该能理解德州人，平常年份，雪都是稀罕物，好不容易下一点，谁舍得扫啊。

这次大寒潮，让得州多地气温比常年同期平均气温低十几二十度，上次这个级别的寒潮，可以追溯到1895年2月14日——126年前，妥妥的百年一遇。顺便说一下，2008年我国南方也出现过一次类似的寒流，发生了50年来最严重的冻雨灾害，10后、20后不了解的话，可以问问家里的90后、80后老人。

天然气管道本来就自带高压，加上这次低温，可燃冰添堵机制随之启动。管子一堵，产气、供气就接连中断。而得州发电厂的主要能源就是天然气——得州大断电的背后，是得州大断气，而不是多数公号疯传的那些七七八八。

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经此一劫，得州油气管道公司突然面临一个尴尬的问题：要不要花费巨资，按北方标准，在埋深、保暖、加温、除冰等各方面，对管道系统进行迭代升级？

如果不升级，谁也难保老天爷若干年后再来这么一发。

如果升级，又涉及到两方面的问题：

一方面，管道这玩意目前的设计寿命20年就算长的，实际使用也有超过30年的，但要进入事故多发期了。如果为了百年一遇的概率，每次管道更新都按北方标准来，值不值？2008年冻雨后，南方小伙伴有多少给自己家房子加装保温层、安装暖气的？

另一方面，目前美国为了巴黎协定，正在抑制本土油气工业，好不容易升级后，万一不让你采了咋整？

刘萝卜锅

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与轨道、公路、水运、空运等其他运输方式相比，管道运输由于多埋于地下，显而易见的优点就特别突出：运量大、占地少、无噪声、成本低、污染小、安全性高，全程连续性、密封性更好，受恶劣气候影响较小，不受地形限制，可以翻山跨海越沙漠……总之，是最经济、最环保的油气运输方式——这应该是石油人的共识。

当然，在某些环保人士机智狐疑的目光下，这些观点由石油人自己提出来，很容易陷入嫌疑人自证清白的窘境——你说什么都被是为了利益撒谎设局，可信度天然降低。但让行业外的人来说，多数又不懂。事情就是这么尴尬。

不过，如果你关心的是事实，而不是立场，有一个办法可以帮自己想明白这件事：

第一，目前，发电有没有可能不依靠化石能源，实现供需平衡。

第二，你家里是否可以不使用电、水、天然气。

第三，如果一定要用，它们有两种办法送到你家：

一是管道输送，就是目前你正在使用的。

二是换成罐车速递到家，你家需要安装水罐、气罐各一个，脑补一下货到之时，你下载接收的技术过程。

油气输运到电厂、炼油厂，大致也是这个道理。

现在你一定清楚了：到底管道安全环保，还是车船安全环保。

当然，业内人都知道，如果配套基于IPM油气生产一体化系统的DOF数字油田智能管理系统，尤其是发挥其GAP地面管网集输系统优化设计软件的优势，不仅更安全、更环保，而且更低耗、更高效。

环保，以及要不要石油工业，是科学问题，技术问题，不是感情问题，更不是立场问题。

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参考资料：

中国石油和化工标准与质量， 2020年03期，《浅谈如何降低液化天然气生产能耗》，作者：李建芳，冯星星，詹大富，王军

《中国石油员工基本知识读本·科技》

感谢：

中国石化金陵石化分公司@王滨 技术意见支持

油气勘探开发全流程：

• 地质勘探：有人说我假装浪漫
• 地震制造与利用者
  
• 钻井：习惯仰慕高度，往往忘了深度
  
• 录井：把你的心 我的心串一串
  
• 测井：不能说的秘密
• 固井：封印一切地底深处的妖魔鬼怪
• 完井：椰汁怎么喝进嘴里?
• 射孔：真枪实弹，一射即中
• 采油：石油行业里摘果子那个？
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• 增采：怎样从石头里多榨些油
• 储运（偏储）：抢油？没实力，白给你也吃不下
  
  
  
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