联网条件下中国天然气供应安全重大问题思考——以川渝地区供应安全体系建设为例

周怡沛 周志斌

1.伦敦大学 2.中国石油西南油气田公司

联网条件下中国天然气供应安全重大问题思考
——以川渝地区供应安全体系建设为例

周怡沛1周志斌2

1.伦敦大学 2.中国石油西南油气田公司

联网条件下中国天然气市场将由区域市场向国际性市场格局转变,给供应安全带来了更大的挑战。从资源、输配、市场、应急管理、责任等天然气供应安全的五大核心问题着手,以川渝地区为例,构建了供应安全物流(产、输、销)保障系统、供应安全管理(信息、预警、应急)保障系统和供应安全责任(政府、企业、用户)社会化保障系统等三大系统,以期较好地解决联网条件下天然气供应安全问题。最后从促进整个天然气产业链协调发展及天然气供应安全保障体系建设等方面提出了建议,为我国天然气产业链的供应安全建设提供了决策支持。

中国 天然气 管网 多气源 供应安全 物流 管理 责任 协调发展

1 中国天然气管网逐步完善引发天然气市场发生重大变革

1.1 天然气管网布局国际化,储气设施规划有序

管网是天然气市场大发展的根本。经过近十年的不断建设,中国天然气骨干管网初步形成。据统计,截至2008年底,已建成天然气管道约3.5×104km。随着国内输气管道的大规模建设,中国将形成以西气东输(一、二、三线)、陕京输气系统、渝扈线、忠武线等为主的纵横交错、横跨8大区域市场的全国性天然气运输网络,干线总输气能力接近810×108m3/a。西二线、川气东送管线、国际气源引进管道的建成投产,全国性管网主体构架初步形成。

随着天然气工业的大发展,地下储气库建设步伐加快(表1)。川渝地区的储气库将在重庆相国寺及四川泸州、自贡等区域建设。

1.2 多气源格局即将形成

国内天然气资源勘探程度较低、潜力大,天然气储量将稳步增长。根据国土资源部全国油气矿产储量通报,2008年底中国的天然气探明程度为10%,处于勘探早期,预计天然气储量还将快速稳步增长。据预测,中国常规天然气产量趋势如下[1]:低方案情景下,2010年900×108m3,2020年1 900×108m3,2023～2050年处于高峰期阶段,气层气产量为2 400×108m3;高方案情景下,2010年950×108m3,2020年2 100×108m3,2026～2050年处于高峰期阶段,气层气产量为2 800×108m3。

表1 中国地下储气库建设布局初步设想表

引进海外天然气资源前景广阔,将形成多气源(国产气、进口管道气、进口LNG)相互调剂、联合供气的供应格局。其中,中亚管道在2009年底已实现单线通气;中缅管道已签订天然气销售和运输谅解备忘录,预计2011～2013年建成通气;东部沿海地区由南到北全面布局LNG接收站,进口LNG事业发展如火如荼;东北的中俄管道正处于前期论证阶段。

1.3 天然气市场向国际性市场转变,天然气利用结构进一步优化

目前除西藏自治区以外,天然气在其余30个省份都有不同程度的应用[2]。天然气管道网络的不断完善将天然气工业带入快速发展阶段,消费市场由区域市场向全国市场转变,形成了东北、环渤海、华东、中南、南方沿海、西南、中西部和西部8大区域市场,未来必将融入全球性市场。

综合国内外相关机构预测分析,预计2010年和2015年,中国天然气消费、需求量将分别达到1 500× 108m3和2 400×108m3,供应缺口较大。到2020年和2030年,预计如果中国天然气在能源结构中的比重将从目前的3.4%提高到8.0%和9.5%,天然气需求将分别达到2 800×108m3和3 900×108m3。同时,天然气利用结构将进一步得到优化,天然气附加值将会提升,主要表现在:

1)受国家政策和价格等因素的限制,天然气化工的比例将进一步下降。从全球来讲,受天然气价格上升的影响,天然气化工产业中心逐步向富气价廉地区转移,产品附加值不断下降。目前中国共建有150余套天然气化工装置,主导产品为合成氨和甲醇,其中90%的天然气化工原料用于生产合成氨。在大型制氨装置中,以天然气为原料的占10%左右。国家《天然气利用政策》对发展天然气大宗化工产品进行了限制和禁止,且受渣油和煤路线化工的竞争,天然气化工的价格承受能力较低。因此,受到政策和未来价格调整等因素的限制,天然气化工在天然气消费结构中的比重将进一步下降。

2)城市燃气、CNG等将成为天然气主要利用领域。结合中国天然气工业发展历程和天然气消费结构变化趋势,预计今后中国的天然气利用方向首先是满足城市燃气、CNG等需求;其次是以气代油、以气代煤作为工业生产的燃料,以改善不断恶化的大气环境;天然气发电具有效率高、清洁环保等优势,许多国家积极发展,中国受到资源和天然气发电经济性影响,将适度发展,以优化电源结构。据统计,中国283个地级市及以上城市中约有188个已经用上天然气,2008年城市燃气消费量在300×108m3左右,受国民经济发展及城市化进程影响,预计到2020年将超过1 600×108m3,年均增长9.8%。车用CNG因其独有的经济与环保优势,将得到持续发展。以小型汽车为例,CNG汽车与汽油车相比每百公里节省燃料费60%左右。而且CNG汽车较普通燃油汽车维护维修费用下降约40%,发动机寿命延长2～3倍,可减少50%的机油用量,经济效益非常明显。资料研究结果显示,与汽油车相比,CNG汽车可减排一氧化碳 97%、二氧化硫90%、碳氢化合物 72%、氮氧化物 39%、二氧化碳24%、粉尘100%。2008年,全国CNG汽车保有量约25万辆,全国约有近700座CNG加气站,销售天然气约30×108m3。根据历年CNG汽车增长速度测算, 2010年CNG需求量在60×108m3左右,2015年将超过100×108m3。到2020年全国CNG需求量将可能超过500×108m3(其中川渝地区将提前达到50×108m3)[3]。未来中国的天然气消费结构预测如图1所示。

图1 中国天然气消费结构预测图

2 联网条件下天然气供应安全保障系统集约化管理模式构筑

2.1 资源、输配、市场、应急管理、责任是天然气供应安全的五大核心问题

国内外天然气供应安全研究与经验表明:资源、输配、市场、应急管理、责任是天然气供应安全的五大核心问题。天然气供应安全保障是一项系统工程,需要相应的组织体系建设、制度创新、管理创新和市场开拓,核心内容是要素资源在资源、输配、市场之间的循环流转及应用。①资源是供应安全的物质基础;②输送是沟通气源与用户必不可少的中间环节,完善的基础设施(长输管线和城市输配管网)是天然气市场发展和走向成熟的重要标志;③天然气市场是消费与利用的平台;④应急管理是天然气工业及其用户的核心任务之一;⑤责任是天然气供应安全保障过程中企业、用户、政府应承担的经济、政治与社会责任,是保障供应安全系统运行的制度基础。

2.2 联网条件下天然气供应安全保障系统构建

联网条件下天然气供应安全保障系统构建的总体思路:①以全球视角下的大供应安全观,将天然气供应安全的资源、输配、市场、应急管理、责任五大核心要素融入全球化供应安全保障系统构建中;②应用集约化管理思路,协调解决天然气供应链风险与特殊性问题;③应用复杂系统动力学理论,配置与调控供应安全资源。

联网条件下天然气供应安全保障系统集约化管理模式主要包括3个价值链(图2):①供应安全集约化保障系统把天然气气源多元化保障系统—网络化输送保障系统—天然气市场节约化保障系统作为物流价值链;②围绕这条物流价值链开展信息、预警与应急管理一体化保障系统等管理价值链活动;③实现物流价值链和管理价值链增值的责任主体是企业、用户和政府,三者分别应承担的社会化责任系统,或企业、用户和政府责任社会化保障系统。

图2 联网条件下天然气供应安全保障系统集约化管理模式示意图

3 川渝天然气供应安全建设实践与体会

3.1 供应安全系统存在诸多难题

3.1.1 资源取得难度增大

四川盆地勘探开发面临很多困难:勘探难度愈来愈大,优质储量发现困难,新气田开发与开采的难度也愈来愈大,高含硫、低渗透气藏难动用;老气田稳产和提高采收率难度越来越大,出水和增压问题日趋严峻;工程成本上升较快,制约了天然气资源的发现。常规储量增速不大,可采储量主要是高含硫与低渗透气藏,同时,受各种因素的影响,地震勘探成本逐年上升。

3.1.2 管网结构高度复杂,运行调度难度非常大

主要表现在:进出气点多,在7 000 km的各种输气管网上进气点200多个,上千个出气点;管道承压等级从0.3 M Pa到8.3 M Pa都有,压力变化幅度较大;管径规格多,`63～`813 mm共有17种之多。同时,川渝地区地形地质条件复杂,人口稠密,天然气生产与管网保护面临很大的困难。

3.1.3 市场结构非常复杂,市场供求矛盾突出,调峰难度加大

用户分布广泛,市场分4大区块44个子区块;长期无储气库条件下,调峰难度国内之最,国外少见;川渝地区物质生产部门中65个行业,其中有52个使用天然气;川渝地区共有1 000多家工业用户和1 240多万户城市居民用户,除攀枝花市外,四川省所有地市州都使用了天然气。

2002年,市场基本能维持平衡,但随着天然气市场的快速发展,各行业、各部门对其的需求量急速增长,导致市场供需缺口越来越大,市场平衡的任务愈加繁重。到2009年,市场缺口已经高达30×108m3,如图3所示。

图3 川渝地区天然气供需情况图

需求的快速增长已经对采气企业的产量造成很大的压力。此外,微观市场的峰谷调节问题也十分突出。如发电用气量月均日峰谷差高达近50×104m3;民用气的调峰压力更大,月均日峰谷差高达700多万立方米,如图4所示。

图4 2009年城市燃气与发电月平均日用气变化情况图

3.2 供应安全物流(产、输、销)保障系统建设

3.2.1 天然气气源多元化保障系统

引导川渝地区天然气战略大气区的规划建设,强化资源供应基础与战略储备能力。

1)加大勘探开发技术攻关力度,提高资源接替能力。中国石油、中国石化加大川渝地区的勘探投入,深化研究,加强新层系、新类型、新领域勘探,努力实现油气勘探不断取得新的重大突破,增加后备储量。

2)全面挖掘生产潜力,实现快速上产。狠抓现有气田内部挖潜、老井工艺措施挖潜、增压采气平稳运行和增压工程建设,有效延缓递减,利用老井多产气。加快新区产能建设步伐,努力提高新建产能当年贡献率。

3)实施国外管道引进工程,规划从中亚、中缅管道引进天然气,努力实现天然气资源多元化保障供应;加快规划和建设多元化储气系统设施,逐步建立以气田、管道、地下储气库和事故备用气源储气站为主体的全方位储备与调峰体系,提高战略储备与调峰能力。

3.2.2 天然气网络化输送保障系统

据川渝地区气区生产300×108m3/a的规划方案,将新建北内环、北外环、广安(肖溪)—卧龙河(石桥)、江津—纳溪、彭州石化基地供气管道等管线1 672 km,改造南干线西段、南干线东段(长寿—江津)、卧渝线(卧龙河—长寿)、中青线(中坝—德阳)、威青线(越溪—青白江—温江)、纳溪—安边、峡渝线等管线1 188 km。此外,川气东送工程西起四川达州市,东至上海,途经6省2市,干线长度1 700 km,设计输气量为120 ×108m3/a,该工程已于2009年建成投产。川渝地区即将形成“三横、三纵、三环”,高低压分输、输配分离的管网系统。

3.2.3 天然气市场节约化保障系统

加强市场规划,促进工业园区发展,目标重点是各地开发区、工业园区的市场。根据气源状况,规划在2015年销售气量介于60×108～90×108m3。研究市场战略储备策略,根据有利于提高城市气化率,促进人民生活质量改善;有利于节能减排与更新改造,促进和谐生态环境建设;有利于增加地方就业与财税,促进国民经济持续增长;有利于高科技、高附加值产品的生产,促进高效产业集群发展的“四个有利于”原则,加快天然气消费结构调查和调整,积极鼓励发展有利于调整产业结构和经济效益好、附加值高、为川渝 GDP增长贡献大、上交利税多的企业多用气。

3.2.4 建成了国内最成熟的天然气市场与营销管理系统

川渝地区天然气消费量超过全国总量的1/4,天然气在一次能源消费结构中的比例位居全国第一(14%),远高于3.5%的全国平均水平,也超过了韩国、希腊、瑞士等经济发达国家和地区,并高于亚太地区的平均水平(10.8%)。拥有5个最大的天然气产业基地:全国最大的化肥生产基地;全国最大的化工生产基地;全国最大的军工基地;世界最大的建材基地;全国最大的医药、食品制造基地。CNG规模位居国内第一,已建成和正在建设的CNG加气站560多座,使用天然气作燃料的汽车超过16.7万辆,到2008年CNG用气量达到17×108m3。

3.3 供应安全管理(信息、预警、应急)保障系统建设

3.3.1 应用数字化技术,实现供应安全保障系统数字化管理目标

①建成了天然气生产运行管理信息系统,包括数据采集平台数据库、瞬时数据库、生产运行主数据库和分析数据库4个部分。通过该系统,可以及时、动态地了解天然气生产的宏观和微观状况,科学合理地制订生产计划,及时监控天然气生产情况。②建成了天然气营销管理信息系统,系统采用(Brower+Client)/ Server的3层混合体系结构,可以及时跟踪宏观和微观销售状况,确保营销决策科学;科学合理地制订营销计划,有效配置天然气资源,及时监控天然气销售情况。③建成了SCADA系统,对天然气管网主要输配气站场的生产过程进行集中监视、管理,能够对部分站场实现远程控制,能较好的辅助中国石油西南油气田公司各级生产调度管理部门的相关业务,是生产运行系统与营销管理系统两者联系的纽带。3大系统的建成,实现了供应安全保障的数字化管理目标。

3.3.2 预警评估技术

建立了天然气供应安全监测体系,对可能出现的供应危机做出预警反应,构建的天然气供应安全预警指标体系如表2所示。

表2 川渝地区天然气供应安全预警指标体系表

3.3.3 供应安全应急管理平台技术

编制了应对Ⅰ、Ⅱ级事故应急预案,建立健全了保障天然气供应安全的分级管理体系,以明晰政府和企业供应安全的职责,规定了应急预案的启动原则、实施和监控程序以及事前信息披露与事后处理程序,构建了天然气应急调度管理决策支持系统,建立了天然气安全运行应急组织和应急预案体系,有力确保了天然气供应系统安全平稳运行。

3.4 供应安全责任(政府、企业、用户)社会化保障系统建设

政府、用户和企业三者在履行社会责任过程中既需要相互之间的配合,同时也需要相互之间形成一种合理的制约关系。川渝地区天然气供应安全责任社会化保障系统第一次全面、系统、清晰地划分了政府、用户、企业三方在共同维护区域内天然气供应安全过程中,各自必须承担的社会责任内容(表3);明确了政府、用户和企业三者在履行社会责任的行动和过程中的相互协调、相互配合的要求和制度体系;是川渝地区天然气供应安全集约化管理模式内存联系的逻辑纽带,是整个供应安全保障系统的核心和基础。

表3 大型油气田(企业)、用户、政府供应安全责任体系表

3.5 建设成效

通过物流(产、输、销)、管理(信息、预警、应急)、责任(政府、企业、用户)三大体系建设,川渝地区供应安全保障系统得到健全,并经受住了冬春季调峰、冰雪灾害和“5·12”大地震灾害的严峻考验,得到政府和用户的高度评价。特别是“5·12”汶川大地震后因措施得力,无一例因天然气燃烧、爆炸导致的次生灾害事故发生,世所罕见(日本大地震、中国台湾省7.6级地震、美国洛杉矶6.6级地震、智利8级大地震中,都曾因燃气管道爆裂而引发大火等次生灾害,增加了地震破坏的程度)。

4 对联网条件下国家天然气供应安全的建议

4.1 促进天然气产业上、中、下游的协调发展

从管理方面考虑,要加快制定天然气工业发展规划,适当调整能源结构;探索新的产权和经营组织形式,形成天然气上中下游利益共同体;采用照付不议的合同方式,加大对供用气双方的经济约束力;加快天然气供应基地建设,加大勘探开发力度,加快引进国外天然气(LNG、管道气),积极开拓以煤层气为主的非常规资源,加快天然气管道、储气库等基础设施的建设;培育以城市燃气、CNG汽车、工业用气为主导的天然气市场体系。

从天然气市场开发方面考虑,天然气市场开发与资源取得必须同步;天然气资源没有落实时,不能盲目开发市场;天然气市场开发程度必须与资源取得协调一致;天然气是一种特殊的气态商品,必须要考虑它的储存技术问题和巨大的储存设施投资问题;由于天然气利用存在较大的季节性峰谷差和日峰谷差,因由天然气市场开发必须考虑调峰问题。

4.2 构建天然气供应安全保障体系

建立多方式、多渠道气源,加大国内天然气勘探、开采力度,同时通过与其他国家进行管道气、LNG等方式的合作,保障长期有效供气。尽快建成全国性天然气管道网络,扩大天然气消费的普及范围,保障天然气需求的不断增长。建立包括气田、长输管网等调节方式在内的天然气调峰体系。加强储气库等天然气需求调节基础设施的建设。着眼于未来需求及调峰需求,对新发现的离消费地近、不含硫高丰度的气田,应认识到这是上帝赐予我们的天然储气库,国家应出台法规,强制采掘企业用作战略储备气田或调峰储气库。

4.3 建立天然气产业链各环节合理的价格机制

随着市场规模的逐步扩大,要规范天然气市场,价格将起到十分重要的杠杆作用[4-5]。只有加快天然气价格机制改革的步伐,利用价格杠杆协调发展5个重要环节,才能解决长期稳定的供应安全问题。①以合理的价值回报刺激上游市场发展,鼓励上游企业多勘探开发资源和引进国外资源;②国家应加大长输管网建设投资力度、加快建设步伐;③应及时出台价格政策鼓励社会资本投资建设以储气库为代表的各种调峰设施;④应当通过价格杠杆不断优化天然气消费结构;⑤尽快建立峰谷价格体系;⑥利用价格机制引导天然气市场有序发展。

4.4 能源行业内各子行业协调发展

增加天然气资源的勘探与开发投入,扩大产能,增加供给。加强对天然气下游市场的开发,促进天然气的大规模应用。特别要重视资源地的资源就地利用,支持资源地的地方经济发展。提高环保标准,推广清洁能源,调整能源消费结构。

4.5 推进天然气与产业政策体系的协调发展

国家及地方政府应进一步重视和支持天然气工业发展。建立健全法律法规,加强行业监管[6](如还应纳入储采比、采收率等指标)。采取多种手段加快天然气基础设施建设。大幅度提高排污收费率,增加天然气的市场竞争力。调整天然气产业链各环节税费,建议国家对天然气进口环节增值税即征即返。加大城市配气费的规制力度(如可以考虑采用区域竞争、特许投标等制度)。尽快开展天然气期货贸易,真正实现天然气资源的市场化配置。

[1]周志斌,周怡沛.中国天然气产业链协调发展的基础、前景与策略[J].天然气工业,2009,29(2):1-5.

[2]周志斌,汤亚利,崔红升.天然气产业链协调发展与合理定价研究[M].成都:四川出版集团四川科学技术出版社, 2008.

[3]周怡沛,周志斌.中国CNG汽车市场发展现状、趋势与策略[J].国际石油经济,2009(10).

[4]周怡沛.川渝地区天然气市场协调发展与价格的关系[J].国际石油经济,2009(3).

[5]夏晓莉,许鹏,何素华.气价是促进四川盆地天然气勘探开发并使用的杠杆[J].天然气工业,2008,28(4):117-120.

[6]周志斌.中国天然气经济发展问题研究[M].北京:石油工业出版社,2008.

A discussion on the major points in natural gas supply safety in the pipeline network:A case study of Sichuan-Chongqing gas supply safety system

Zhou Yipei1,Zhou Zhibing2
(1.London University,London,the Great B ritain;2.Southw est Oil&Gasf ield Com pany,PetroChina, Chengdu,Sichuan 610051,China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 30,ISSUE 4,pp.10-15,4/25/2010.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

In the p resent pipeline network,natural gas supp ly safety in China w ill have to face a bigger challenge since natural gas trade starts to turn from regional to international market.Starting from the five essential points in natural gas supply,namely resources,transpo rtation &distribution,markets,emergency management,liability,we make a discussion,taking the Sichuan-Chongqing area as a case of study,on how to develop the three guarantee elements in the natural gas supp ly safety system:(1)logistics,including that in p roduction,transpo rtation,and marketing;(2)management,including that in info rmation,early-warning, and emergency p reparedness;(3)liability,including that of governments,enterp rises,and end users,hoping to achieve a satisfactory natural gas supp ly system in the p resent pipeline netwo rk.Some suggestions are also put fo rward fo r p romo ting the harmonious development of natural gas industrial chains and successful achievement of natural gas supp ly safety system,p roviding robust suppo rt fo r decision makers.

China,natural gas,pipeline netwo rk,multip le gas sources,supp ly security,management,responsibility,harmonious development

周怡沛,1987年生,伦敦大学比较经济专业硕士研究生。地址:516a 19-29 Woburn Place,Russell square,London, Wc1h Olh。电话:00447824758173。E-mail:yipeizhouyipeizhou@ho tmail.com

周怡沛等.联网条件下中国天然气供应安全重大问题思考——以川渝地区供应安全体系建设为例.天然气工业, 2010,30(4):10-15.

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.04.002

2010-04-01 编辑 赵 勤)

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.04.002

Zhou Y ipei,bo rn in 1987,is studying for an M.Sc.degree w ith her major in comparison economy at London University.

Add:516a 19-29 Woburn Place,Russell Square,London,Wc1h Olh,the Great Britain

Tel:00447 824 758 173 E-mail:yipeizhouyipeizhou@ho tmail.com