基于缺能经济损失的上海市天然气储备量分析

奚兴悦　马宪国

摘要：

天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源具有使用安全、热值高、洁净等优势，在上海能源供应比例快速增长，已在能源供应中起到了举足轻重的作用.通过天然气供应系统可靠性分析以及天然气缺能经济损失的计算，提出了上海市天然气最优储备天数的分析方法，并以2011年为例进行了定量计算.分析结果显示，上海市天然气供应中断对经济损失影响较为稳定，但用来防止供应中断的天然气应急储备仍显不足.

关键词：

天然气； 可靠性； 最优； 储备天数

中图分类号： TE 01文献标志码： A

上海市自“十一五”以来，天然气供应量快速增长，应用领域不断深化，已成为城市燃气的主导气源.城市燃气供应是否安全、稳定和可靠直接关系到经济发展和人们生活，因而城市燃气供应系统的可靠性及战略储备应得到高度重视.

1天然气供应系统可靠性分析

天然气供应系统可靠性可定义为：系统在一定的外部条件下，在一定的时间间隔内可安全、足量地满足用户需求的能力[1].计算系统可靠性的关键在于如何获得供应短缺量O（t）.O（t）主要来自三个方面，即事故缺气量Oa（t）、负荷缺气量Ob（t）和配送缺气量Ot（t）.

时段t内系统的可靠性为

式中：R（t）为天然气供应系统的可靠性；Y（t）为天然气的实际供应量；X（t）为天然气的实际需求量.

从式（1）不难看出，城市天然气的应急储备对天然气供应可靠性的影响非常大.当天然气储备量不足时会降低系统的可靠性，造成经济损失.就对外来能源依赖程度很高的上海市而言，经济损失可能会进一步放大.天然气储备不足带来的经济损失可由缺能经济损失计算得出.

2上海市天然气供应的缺能经济损失计算

在生产函数基础上引入能源要素，可建立上海市三要素生产函数模型[2-3]，即

式中：G为经济产出；A为效率参数；K为资本投入；L为劳动力投入；E为能源投入；α为产出对资本的偏弹性系数；β为产出对劳动力的偏弹性系数；γ为产出对能源的弹性系数.

根据2001—2011年上海市历年生产要素投入数据，利用计量经济学EVIEWS软件进行回归计算和检验，可得到2001—2011年上海市三要素生产函数模型为

各类能源品种的价格在一定程度上能反映其价值量的大小.通过比较天然气从2001—2011年的平均价格可确定其品质系数，得到天然气的无量纲品质系数为2.47[4].由此可计算天然气的缺能经济损失率，结果如表1所示.

从表1可看出，因天然气供应中断而产生的经济损失不仅巨大，而且逐年增加，因此天然气的储备是必须的.但如果储备规模过大，虽然会提高供应的安全保障程度，却使得社会负担的成本增大；如果储备规模过小则难以应对各种天然气供应风险.因此，最佳的天然气储备量必须考虑储备成本和经济效益，并且使储备的收益大于风险成本.

3上海市2011年天然气最优储备天数分析

根据上海的地质条件和实际情况，选择液化天然气（LNG）方式储备天然气是比较合理的.上海燃气集团2009年在上海市浦东五号沟建成的2×5万m3LNG 调峰储存及配套气化设施，对上海市天然气的储备和调峰起到了重要作用.

通过计算LNG平均价格和LNG储备基建成本，可分析得到上海市天然气的储备成本.2011年，上海市LNG的平均价格为3.61元·m-3，浦东五号沟LNG储备库建设的平均基建成本为16.67元·m-3，因此每m3 LNG的静态储备成本为20.28元·m-3，总储备成本为

式中：F（S）为天然气储备经济效益；P（S）为天然气缺能经济损失；D为天然气供应中断当量天数，由天然气气井和长输管线风险估计、调峰需求风险估计与LNG供应风险估计根据不同的安全性概率叠加得出[4].

为了得到天然气最优储备量，必须使储备的收益大于风险成本，即

在不同天然气供应安全要求的水平下，应建立的天然气最优储备天数也不同.由于储备天数与安全性概率呈线性关系，当安全性概率为99%时，上海天然气的最优储备天数应为23.3 d.当安全性概率为80%时，天然气的最优储备天数应为18.6 d.与上海“十一五”规划[5]中提出的天然气储备完成15 d储备量相比，上海地区的天然气的应急储备仍显不足.

4结论与建议

通过上海市2001—2011年天然气缺能经济损失分析可发现：缺能经济损失波动不大，但一直在上升，说明上海市天然气供应中断对经济损失影响较为稳定.同时用来防止供应中断的天然气应急储备仍显不足.因此，建议应继续加强能源储备工作，以弥补能源自给不足，以便在能源供应紧张和供应危机时可实现自控和调节功能，将可能的经济损失降到最低.

参考文献：

[1]唐子烨，马宪国.城市天然气供应系统的可靠性分析模型研究[J].广西大学学报（自然科学版），2003，28（3）：241-245.

[2]DICKINSONM J P.Some comments on the combination of forecasts[J].Operations Research Quarterly，1975，26（1）：205-210.

[3]唐子烨，马宪国.生产函数与缺能损失分析[J].广西大学学报（自然科学版），2005，30（1）：58-61.

[4]夏浩文.上海低碳经济发展中能源供应安全与地区储备研究 [D].上海：上海理工大学，2013.

[5]上海市人民政府.上海市能源发展“十一五”规划[R].上海：上海市人民政府，2006.

摘要：

天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源具有使用安全、热值高、洁净等优势，在上海能源供应比例快速增长，已在能源供应中起到了举足轻重的作用.通过天然气供应系统可靠性分析以及天然气缺能经济损失的计算，提出了上海市天然气最优储备天数的分析方法，并以2011年为例进行了定量计算.分析结果显示，上海市天然气供应中断对经济损失影响较为稳定，但用来防止供应中断的天然气应急储备仍显不足.

关键词：

天然气； 可靠性； 最优； 储备天数

中图分类号： TE 01文献标志码： A

上海市自“十一五”以来，天然气供应量快速增长，应用领域不断深化，已成为城市燃气的主导气源.城市燃气供应是否安全、稳定和可靠直接关系到经济发展和人们生活，因而城市燃气供应系统的可靠性及战略储备应得到高度重视.

1天然气供应系统可靠性分析

天然气供应系统可靠性可定义为：系统在一定的外部条件下，在一定的时间间隔内可安全、足量地满足用户需求的能力[1].计算系统可靠性的关键在于如何获得供应短缺量O（t）.O（t）主要来自三个方面，即事故缺气量Oa（t）、负荷缺气量Ob（t）和配送缺气量Ot（t）.

时段t内系统的可靠性为

式中：R（t）为天然气供应系统的可靠性；Y（t）为天然气的实际供应量；X（t）为天然气的实际需求量.

从式（1）不难看出，城市天然气的应急储备对天然气供应可靠性的影响非常大.当天然气储备量不足时会降低系统的可靠性，造成经济损失.就对外来能源依赖程度很高的上海市而言，经济损失可能会进一步放大.天然气储备不足带来的经济损失可由缺能经济损失计算得出.

2上海市天然气供应的缺能经济损失计算

在生产函数基础上引入能源要素，可建立上海市三要素生产函数模型[2-3]，即

式中：G为经济产出；A为效率参数；K为资本投入；L为劳动力投入；E为能源投入；α为产出对资本的偏弹性系数；β为产出对劳动力的偏弹性系数；γ为产出对能源的弹性系数.

根据2001—2011年上海市历年生产要素投入数据，利用计量经济学EVIEWS软件进行回归计算和检验，可得到2001—2011年上海市三要素生产函数模型为

各类能源品种的价格在一定程度上能反映其价值量的大小.通过比较天然气从2001—2011年的平均价格可确定其品质系数，得到天然气的无量纲品质系数为2.47[4].由此可计算天然气的缺能经济损失率，结果如表1所示.

从表1可看出，因天然气供应中断而产生的经济损失不仅巨大，而且逐年增加，因此天然气的储备是必须的.但如果储备规模过大，虽然会提高供应的安全保障程度，却使得社会负担的成本增大；如果储备规模过小则难以应对各种天然气供应风险.因此，最佳的天然气储备量必须考虑储备成本和经济效益，并且使储备的收益大于风险成本.

3上海市2011年天然气最优储备天数分析

根据上海的地质条件和实际情况，选择液化天然气（LNG）方式储备天然气是比较合理的.上海燃气集团2009年在上海市浦东五号沟建成的2×5万m3LNG 调峰储存及配套气化设施，对上海市天然气的储备和调峰起到了重要作用.

通过计算LNG平均价格和LNG储备基建成本，可分析得到上海市天然气的储备成本.2011年，上海市LNG的平均价格为3.61元·m-3，浦东五号沟LNG储备库建设的平均基建成本为16.67元·m-3，因此每m3 LNG的静态储备成本为20.28元·m-3，总储备成本为

式中：F（S）为天然气储备经济效益；P（S）为天然气缺能经济损失；D为天然气供应中断当量天数，由天然气气井和长输管线风险估计、调峰需求风险估计与LNG供应风险估计根据不同的安全性概率叠加得出[4].

为了得到天然气最优储备量，必须使储备的收益大于风险成本，即

在不同天然气供应安全要求的水平下，应建立的天然气最优储备天数也不同.由于储备天数与安全性概率呈线性关系，当安全性概率为99%时，上海天然气的最优储备天数应为23.3 d.当安全性概率为80%时，天然气的最优储备天数应为18.6 d.与上海“十一五”规划[5]中提出的天然气储备完成15 d储备量相比，上海地区的天然气的应急储备仍显不足.

4结论与建议

通过上海市2001—2011年天然气缺能经济损失分析可发现：缺能经济损失波动不大，但一直在上升，说明上海市天然气供应中断对经济损失影响较为稳定.同时用来防止供应中断的天然气应急储备仍显不足.因此，建议应继续加强能源储备工作，以弥补能源自给不足，以便在能源供应紧张和供应危机时可实现自控和调节功能，将可能的经济损失降到最低.

参考文献：

[1]唐子烨，马宪国.城市天然气供应系统的可靠性分析模型研究[J].广西大学学报（自然科学版），2003，28（3）：241-245.

[2]DICKINSONM J P.Some comments on the combination of forecasts[J].Operations Research Quarterly，1975，26（1）：205-210.

[3]唐子烨，马宪国.生产函数与缺能损失分析[J].广西大学学报（自然科学版），2005，30（1）：58-61.

[4]夏浩文.上海低碳经济发展中能源供应安全与地区储备研究 [D].上海：上海理工大学，2013.

[5]上海市人民政府.上海市能源发展“十一五”规划[R].上海：上海市人民政府，2006.

摘要：

天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源具有使用安全、热值高、洁净等优势，在上海能源供应比例快速增长，已在能源供应中起到了举足轻重的作用.通过天然气供应系统可靠性分析以及天然气缺能经济损失的计算，提出了上海市天然气最优储备天数的分析方法，并以2011年为例进行了定量计算.分析结果显示，上海市天然气供应中断对经济损失影响较为稳定，但用来防止供应中断的天然气应急储备仍显不足.

关键词：

天然气； 可靠性； 最优； 储备天数

中图分类号： TE 01文献标志码： A

上海市自“十一五”以来，天然气供应量快速增长，应用领域不断深化，已成为城市燃气的主导气源.城市燃气供应是否安全、稳定和可靠直接关系到经济发展和人们生活，因而城市燃气供应系统的可靠性及战略储备应得到高度重视.

1天然气供应系统可靠性分析

天然气供应系统可靠性可定义为：系统在一定的外部条件下，在一定的时间间隔内可安全、足量地满足用户需求的能力[1].计算系统可靠性的关键在于如何获得供应短缺量O（t）.O（t）主要来自三个方面，即事故缺气量Oa（t）、负荷缺气量Ob（t）和配送缺气量Ot（t）.

时段t内系统的可靠性为

式中：R（t）为天然气供应系统的可靠性；Y（t）为天然气的实际供应量；X（t）为天然气的实际需求量.

从式（1）不难看出，城市天然气的应急储备对天然气供应可靠性的影响非常大.当天然气储备量不足时会降低系统的可靠性，造成经济损失.就对外来能源依赖程度很高的上海市而言，经济损失可能会进一步放大.天然气储备不足带来的经济损失可由缺能经济损失计算得出.

2上海市天然气供应的缺能经济损失计算

在生产函数基础上引入能源要素，可建立上海市三要素生产函数模型[2-3]，即

式中：G为经济产出；A为效率参数；K为资本投入；L为劳动力投入；E为能源投入；α为产出对资本的偏弹性系数；β为产出对劳动力的偏弹性系数；γ为产出对能源的弹性系数.

根据2001—2011年上海市历年生产要素投入数据，利用计量经济学EVIEWS软件进行回归计算和检验，可得到2001—2011年上海市三要素生产函数模型为

各类能源品种的价格在一定程度上能反映其价值量的大小.通过比较天然气从2001—2011年的平均价格可确定其品质系数，得到天然气的无量纲品质系数为2.47[4].由此可计算天然气的缺能经济损失率，结果如表1所示.

从表1可看出，因天然气供应中断而产生的经济损失不仅巨大，而且逐年增加，因此天然气的储备是必须的.但如果储备规模过大，虽然会提高供应的安全保障程度，却使得社会负担的成本增大；如果储备规模过小则难以应对各种天然气供应风险.因此，最佳的天然气储备量必须考虑储备成本和经济效益，并且使储备的收益大于风险成本.

3上海市2011年天然气最优储备天数分析

根据上海的地质条件和实际情况，选择液化天然气（LNG）方式储备天然气是比较合理的.上海燃气集团2009年在上海市浦东五号沟建成的2×5万m3LNG 调峰储存及配套气化设施，对上海市天然气的储备和调峰起到了重要作用.

通过计算LNG平均价格和LNG储备基建成本，可分析得到上海市天然气的储备成本.2011年，上海市LNG的平均价格为3.61元·m-3，浦东五号沟LNG储备库建设的平均基建成本为16.67元·m-3，因此每m3 LNG的静态储备成本为20.28元·m-3，总储备成本为

式中：F（S）为天然气储备经济效益；P（S）为天然气缺能经济损失；D为天然气供应中断当量天数，由天然气气井和长输管线风险估计、调峰需求风险估计与LNG供应风险估计根据不同的安全性概率叠加得出[4].

为了得到天然气最优储备量，必须使储备的收益大于风险成本，即

在不同天然气供应安全要求的水平下，应建立的天然气最优储备天数也不同.由于储备天数与安全性概率呈线性关系，当安全性概率为99%时，上海天然气的最优储备天数应为23.3 d.当安全性概率为80%时，天然气的最优储备天数应为18.6 d.与上海“十一五”规划[5]中提出的天然气储备完成15 d储备量相比，上海地区的天然气的应急储备仍显不足.

4结论与建议

通过上海市2001—2011年天然气缺能经济损失分析可发现：缺能经济损失波动不大，但一直在上升，说明上海市天然气供应中断对经济损失影响较为稳定.同时用来防止供应中断的天然气应急储备仍显不足.因此，建议应继续加强能源储备工作，以弥补能源自给不足，以便在能源供应紧张和供应危机时可实现自控和调节功能，将可能的经济损失降到最低.

参考文献：

[1]唐子烨，马宪国.城市天然气供应系统的可靠性分析模型研究[J].广西大学学报（自然科学版），2003，28（3）：241-245.

[2]DICKINSONM J P.Some comments on the combination of forecasts[J].Operations Research Quarterly，1975，26（1）：205-210.

[3]唐子烨，马宪国.生产函数与缺能损失分析[J].广西大学学报（自然科学版），2005，30（1）：58-61.

[4]夏浩文.上海低碳经济发展中能源供应安全与地区储备研究 [D].上海：上海理工大学，2013.

[5]上海市人民政府.上海市能源发展“十一五”规划[R].上海：上海市人民政府，2006.