美国成品油管道管输能力分配机制及其启示

2022-02-14王果涛廖绮梁永图张浩然倪玮隆涂仁福

国际石油经济 2022年1期

王果涛，廖绮，梁永图，张浩然，倪玮隆，涂仁福

( 1.中国石油大学（北京）机械与储运工程学院；2.中国石油大学（北京）城市油气输配技术北京市重点实验室；3.日本东京大学空间信息科学研究中心）

1 中国油气管道管理现状

中国幅员辽阔，油气资源分布极不均衡，且南北方供需差异较大，油气运输是解决供需问题的关键。随着油气行业市场化进程的不断推进，油气基础设施的公平开放成为当前最为关键的一环。2019年5月24日，《油气管网设施公平开放监管办法》正式发布。其第一章第五条明确指出，油气管网设施运营企业应当公平、公正地为所有用户提供油气管网设施服务[1]。如何做到在“管住中间”的同时，公平公正地向第三方“开放两头”，是国家石油天然气管网集团有限公司（以下简称“国家管网集团”）必将面临的一个重大问题。管控中间的关键在于国家管网集团建立管道开放机制。管道的核心功能是运输油气产品，其公平开放机制的核心是管输容量的交易机制。

油气设施开放是中国油气行业市场化的必由之路。2019年12月9日，国家管网集团正式挂牌成立，标志着中国油气设施开放进入新阶段。相对于天然气管道，中国成品油管道开放起步较晚，准入制度和运营机制都不太成熟[2]。对油气设施公平开放制度的研究，大多数学者着眼于天然气管道，且研究多从政策层面出发。郭海涛等[3-5]梳理了天然气管网第三方准入制度的服务模式、管输定价和容量分配等关键要素的设定规则和技术要求。谢青青[6-8]对英国和爱尔兰天然气管网第三方准入制度现状及其发展历程做了相关研究。刘毅军等[9,10]总结了欧盟天然气产业链结构的改革措施。王亮等[11,12]借鉴欧美国家天然气管网运营的先进经验，提出中国天然气管网应采用“管容交易+调度运行”一体化的模式。由于输送介质的物性有着较大差异，天然气和成品油管道的输送工艺流程、公平开放制度、管输能力计算及分配均存在较大差异。梁颖[13]从法制角度剖析油气管网第三方准入制度，对石油天然气中游产业的市场化改革提出意见。梁严等[14,15]对美国成品油管道公平开放现状进行了研究，介绍了管道公司的准入条件、信息公开、管输能力分配机制等，并提出中国成品油管道公平开放的构想，但对管输能力的分配机制只做了总体描述，缺乏详细说明。本文着眼于成品油管道管容分配机制，详细剖析了美国管道运营企业成熟的管输能力分配机制，为推进中国油气行业市场化进程提供参考性建议。

2 管输能力分配机制

成品油管网设施的开放，是指在监管机构的监督下，成品油管网设施的运营者或拥有者向管道系统外满足准入条件的第三方主体按照公平和无歧视的原则开放管道，第三方用户支付相关运输费用，并使用成品油管道运营者或拥有者的管道进行石油产品的运输[16-18]。当存在多个第三方用户时，管输能力将采取相应的分配措施。管输能力的分配机制遵循公平和达到最大管道利用率的基本原则，由管道运营商依据相关法律法规制订。符合相关准入条件的潜在客户成为托运方之后，在每月固定时间内提交初始月计划。承运商根据各托运方提交的初始月计划，进行管输能力分配并制订相应的管道运输计划[19-21]。特别是在用户需求量超出管道的管输容量时，管输能力的分配方式很大程度上反映了公平开放制度的公平性和合理性。

2.1 拥塞管理

当管输能力不足以满足所有托运方的运输需求，发生拥塞时，管道公司首先通知托运方该管段或设施处于拥塞状态。托运方可在收到通知后的一定时间内修改月计划，最终形成一个具有约束效应的固定月计划。如果固定月计划的总运输量不超过管输容量，各托运方的运输需求都将得到满足；如果管输能力不能满足运输需求，管道公司将采取措施对管输能力进行分配。不同类型的第三方主体——新托运方和长期托运方，适用于不同的分配机制。

2.1.1 新托运方

当管道发生拥塞时，对于新托运方一般有以下3种处理方法。一是根据新托运方的数量，平均分配管输能力。当存在某托运方固定月计划的运输量小于其平均分配所得到的管输容量时，该托运方的分配量应该等于其固定月计划。剩余管输能力划为长期管容，优先分配给固定月计划运输量未得到满足的长期托运方，其次分配给未满足运输量的新托运方。二是采取抽签方式，优先满足中签者的需求。抽签一般首先在上次未中签的新托运方中进行，然后再在其他新托运方中抽签。三是依据各新托运方的月计划需求量，按需求比例进行分配。当存在剩余管输能力时，管道公司一般首先考虑未满足运输量的长期托运方，其次才考虑未满足运输量的新托运方。

2.1.2 长期托运方

长期托运方在管道拥塞情况下管输能力的分配机制建立在按比例分配的基础之上，该比例不同于新托运方基于需求量的比例，而是依据长期托运方在基准期内的历史运输数据得到相应的分配比例。至该月前的12个月被称为基准期。依据历史运输数据得到的管容分配量，称为历史计算分配量（CCHA，Calculated Cycle Historical Allocation），具体计算公式如下：

式中：Vi,t为托运方i在基准期t内的历史计算分配量；Bi,t-1为托运方i在t-1基准期内的实际运输量；Ct为在t基准期内对于长期托运方总的可用管容。

按比例进行分配时，可能存在部分托运方的固定计划运输量小于其历史计算分配量，此时存在剩余管容。剩余管容将按比例分配给固定月计划运输量大于历史计算分配量的托运方。

2.2 竞拍

竞拍大多用于天然气管输能力的预定，在成品油管道的管输能力分配方面应用较少。竞拍遵循价高者得的基本原理。管道运营商依据各托运方出价的高低，优先满足价高者的管容需求，依次进行管道容量的分配，直到竞标管容分配完成或所有参与竞拍的托运方都得到满足其需求量的管容分配。当存在两个或两个以上竞价相等的托运方，且其总需求量超过可用的竞拍管容时，为使管道达到最大利用率，此时管道容量将根据各托运方的需求量按比例进行分配。如果某托运方的分配量小于最小批次量，该托运方将不会得到管道容量的分配。当竞拍管容还有剩余量时，剩余管容将作为长期管容在长期托运方间进行分配。

3 美国管道公司管容分配机制

美国成品油管道在很早之前就已形成运销分离、上中下游完全竞争的发展模式，具有较为完善的管道输送交易市场机制。成品油管道可替代运输方式多，属于高度竞争性的公共承运方，既有独立的管道运营方，又有与石油公司关联的管道运营方。同时，在政策和市场的驱动下，美国也构建了相应的管容交易平台（见图1）。以“Transport4”公司为例，该公司的平台是全球领先的管道交易网站，负责美国1/3的成品油管输量交易。巴克艾伙伴公司（Buckeye Partners）、科洛尼尔管道公司（Colonial Pipeline）、探索者管道公司（Explorer Pipeline）等作为承运方，通过“Transport4”与托运方交易每个月的管输容量、储罐容量和混油，并发布、更新最新的管道运行计划，使托运方可以在任意时间查看管输油品的路线、时间以及库存情况。“Transport4”为每个管道公司提供自定义的管容分配机制，可根据托运方提交的运输量自动计算合理的管容分配量，将计算时间从原先的数小时减少到数分钟[22,23]。各托运方也可通过该平台进行油品和库存转让，提高了管网设施的利用率以及多方的共同利益。笔者以用户分类模式、长期托运方及新托运方管输能力分配机制为着眼点，以巴克艾伙伴公司和科洛尼尔管道公司为例，详细剖析美国成品油管道的管输能力分配机制。进行判定。在非常规市场情况下，分配机制有所不同。在上一个基准期内连续12个月内都进行了运输的长期托运方，其分配量应等同于该托运方在上一个基准期内的平均运输量。未满足在上一基准期内

图1 美国管容交易平台功能框架

3.1 管道公司概况

3.1.1 巴克艾伙伴公司

巴克艾伙伴公司是美国最大的独立石油管道运营商之一，主要业务包括成品油、原油及其他石油产品的运输、储存、加工和销售。其管道、内陆油库和海岸油库主要分布在美国东海岸、中西部和墨西哥湾沿岸地区，总储存能力超过1.18亿桶[24]。该公司管道系统分布复杂，沿线站点较多，石油产品运输调度计划相应比较复杂，其管输能力分配基本流程见图2。

巴克艾伙伴公司针对油气市场因易受政治因素等影响而波动较大的特点，对非常规市场情况下的管输能力分配有别于正常市场情况。所谓非常规市场情况，是指由于下游油气市场波动而引起的暂时性的月计划运输量超过管输容量，市场是否符合常规情况由管道公司连续运输12个月的托运方、其他长期托运方和新托运方都将按照正常市场情况下的分配原则进行管输容量分配。

图2 巴克艾伙伴公司管输能力分配流程

3.1.2 科洛尼尔管道公司

科洛尼尔管道公司拥有美国最大的成品油管道，管道南至美国得克萨斯州休斯敦，东到新泽西州林登，总长度达5500英里，单日运输量超过1亿加仑[25]。该公司最主要的业务是炼厂到用户之间的成品油运输。相较于巴克艾伙伴公司，科洛尼尔管道公司的管道系统较为简单，其管输能力分配基本流程见图3。

3.2 用户分类

用户分类是拥塞管理的第一个关卡，极大影响了最终的管输调度计划。通常对于准入的第三方用户，根据在基准期内有无历史运输量或历史运输量是否达到一定阈值，分别定义为长期托运方或新托运方。新托运方在进行成品油运输作业一定时间后或运输量达到一定阈值后，该新托运方将被定义为长期托运方。巴克艾伙伴公司依据托运方在基准期内有无历史运输量，将第三方用户分为长期托运方和新托运方。不同于巴克艾伙伴公司，科洛尼尔管道公司不仅依据托运方在基准期内是否有运输记录，还要判断托运方的运输量是否达到一定阈值。在该模式下，将存在运输历史但运输量较小的托运方被定义为新托运方的情况，一定程度上保证了长期托运方的运输需求量。

3.3 新托运方管输能力分配机制

图3 科洛尼尔公司管输能力分配流程

3.3.1 巴克艾伙伴公司

在正常市场情况下，每个新托运方所分配得到的管容不超过总可用管容的2.5%，所有新托运方的总分配量不超过总管容的10%。新托运方的数量小于或等于4个时，每个新托运方的分配量取月计划运输量和2.5%总管容二者中的较小值。新托运方的数量大于4个时，供新托运方进行分配的管输容量为总可用管容的10%，新托运方的分配量取以下三者中的最小值：2.5%可用管容、新托运方的固定月计划运输量、固定月计划运输量乘以分配因子后的值（分配因子根据可用管容占总管容的百分比确定）[26]。

如果部分托运方的固定月计划运输量或经分配因子调整后的月计划运输量小于其按数量平均分配的管输容量，此时会有剩余的管输容量。公司首先将这部分管输容量按照长期托运方的管容分配原则分配给未满足运输量的长期托运方。假如所有的长期托运方都得到相当于其固定月计划的分配量后管输容量仍有剩余，那么剩余的管输容量将根据长期托运方的分配原则分配给未满足运输量的新托运方。

3.3.2 科洛尼尔管道公司

科洛尼尔管道公司供新托运方进行分配的管道容量一般为主干线管容的5%或其他支线管容的10%。如果供新托运方分配的管输能力能够满足各方的运输需求，则所有新托运方的初始月计划都应得到满足。在管输能力不能满足月计划运输需求时，新托运方将采用抽签的方式进行管输容量分配[27]。在抽签时，所有新托运方随机分配一个数字。一级新托运方为上次未中签的新托运方，二级新托运方为所有其他新托运方。一级新托运方首先进行管容的分配，按照各新托运方数字由小到大依次进行分配，直到供新托运方进行分配的管容分配完成或所有一级新托运方的月计划运输量都得到满足。在一级新托运方分配完成后，如果还有剩余的管道容量，则供二级新托运方进行分配，分配方式与一级新托运方的分配方式类似，即按照数字由小到大依次进行分配，直至所有二级新托运方的运输量都得到满足或无剩余管道容量。

3.4 长期托运方管输能力分配机制

3.4.1 巴克艾伙伴公司

长期托运方按照规定提交初始月计划后，承运方首先进行管道拥塞判定，在管输能力能够满足运输需求时，长期托运方的初始月计划运输量会得到满足，在管道发生拥塞时，承运方首先通知长期托运方进行初始月计划运输量的修改。截至收到通知后第三个工作日的12时01分，长期托运方修改后的月计划运输量将定义为固定月计划运输量。如果长期托运方没有进行月计划运输量修改或重新提交月计划运输量，那么该托运方的初始月计划运输量即被视为固定月计划运输量。

如果长期托运方固定月计划运输量不超过管道的运输容量，其将得到固定月计划需求量的管输能力分配；如果长期托运方固定月计划总运输量超过管输容量，管道公司将审查所有的注入和交付设施是否能按照拟定的流量进行作业。当存在流量受限的设施时，承运方将调整流量受限设施的管容分配以保证管道的最大利用率，使用该设施的所有长期托运方的月计划输量将受到一定程度的削减。长期托运方在收到设施流量受限的通知后，优先进行月计划运输量修改，向其他不受限的设施提交等量的月计划。如果流量受限设施不止一个，应按照其实际的管输能力进行分配。当存在有以更大的流量进行注入或分输的设施时，优先进行该运输设施的作业。

如果进行设施审查后，月计划运输量仍超过管输容量，管道公司将基于各托运方在上一个基准期内的实际运输量进行管输容量的分配计算，得到历史计算分配量。各长期托运方的最终分配量为历史计算分配量和固定月计划运输量两者中的较小值。如果长期托运方的固定月计划运输量小于其按比例分配量，那么剩余的管容将按比例分配给其他未满足运输量的托运方。当需要接纳新托运方时，供长期托运方进行分配的管道容量可能会适当减少。

3.4.2 科洛尼尔管道公司

当长期托运方的初始月计划运输量小于管输容量时，所有长期托运方初始月计划运输量都将得到满足。当管输能力不足以满足运输需求使管段或设施处于拥塞状态时，各长期托运方的分配量取其历史计算分配量和固定月计划运输量二者中的较小值。如果某长期托运方的固定月计划运输量小于其历史计算分配量，则该托运方的固定月计划运输量即为其分配量，此时管道将存在剩余管输能力。剩余管输能力将依据历史计算分配量的计算原则，在固定月计划运输量大于其历史计算分配量的长期托运方之间进行分配。此类托运方的分配量应该等于“其历史计算分配量+剩余管输能力分配量”。

如果所有的长期托运方的固定月计划运输量都得到满足后仍存在剩余管输能力，则剩余管输能力首先分配给未中签的新托运方，按最接近中签数字由小到大的顺序进行分配；其次按比例分配给未满足运输量的新托运方，直到所有新托运方的运输量都得到满足或无剩余可用管容。

3.5 两家公司管输能力分配分析

科洛尼尔管道公司和巴克艾伙伴公司管输能力分配的主要区别在于用户分类和新托运方的管输能力分配两个方面。

对于托运方分类方式而言，科洛尼尔管道公司的公平性和经济性优于巴克艾伙伴公司。巴克艾伙伴公司单以有无运输历史来进行托运方分类，有运输历史但运输量很小的托运方也被定义为长期托运方。由于长期管容占比很大，长期托运方的月计划运输量大概率会得到满足。此时如果存在运输需求较大的新托运方，由于巴克艾伙伴公司限制了新托运方的分配量上限，新托运方的运输需求必将受到极大限制。这样既不符合公平性原则，也不能使管道企业的经济效益达到最大化。

当管道发生拥塞需要进行管输能力分配时，两家管道公司对长期托运方采取的措施并无实质上的区别，都是基于历史运输量按比例进行分配。在拥塞情况下都是首先通知托运方进行计划运输量调整，防止供应不足带来的直接经济损失，保障了托运方的基本利益。最后在修改后的计划运输量的基础上进行管输能力分配，保证信息公开和透明，能够充分体现管道作为公共设施的无歧视性和公开性原则。

对于新托运方的管道拥塞管理，两者的机制差异极大。总的来看，巴克艾伙伴公司对新托运方的重视度更高，新托运方总管容最高可以达到总管容的10%，大于科洛尼尔管道公司固定的5%。原因在于，巴克艾伙伴公司的主要业务除运输业务外，还包含炼化、储存和销售业务，且产品除成品油外，还有原油等多种液体石油产品，用户类型较以炼厂和下游市场的成品油运输为主要业务的科洛尼尔管道公司更为丰富，对接纳新用户的需求也大于科洛尼尔管道公司，相应地，巴克艾伙伴公司新托运方数量也会较多。当存在多个新托运方时，科洛尼尔管道公司采取的抽签方式虽然在一定程度上保证了公平性，满足了中签新托运方的运输需求量，但未中签新托运方的分配量为0，导致两者间差异过大。同时，科洛尼尔管道公司未限制新托运方的分配量上限，如果中签新托运方的运输需求量过大，也会产生中签用户和未中签用户分配差异过大的问题。巴克艾伙伴公司则限制了新托运方的分配上限，保证每个新托运方都能得到管输能力的分配，且取2.5%可用管容、托运方的固定月计划运输量、固定月计划运输量乘以分配因子后的值三者中的最小值，在保证公平性的基础上，最大化满足各新托运方的运输需求。但是，在托运方数量较少时，科洛尼尔管道公司能更好地满足新托运方的运输需求，此时巴克艾伙伴公司制订的分配量上限将极大地制约新托运方的管输能力分配。总的来说，巴克艾伙伴公司的管输能力分配机制适用于用户和业务种类多、管道系统复杂的情况，科洛尼尔管道公司的管输能力分配机制更适用于长期用户需求量大且稳定、管道系统和输送油品较为单一的管道系统。

4 启示和建议

在独立的监管机构监督下，美国管道企业根据自身管道的运营特点采取不同的成品油管道开放管理方法，企业能够在保证公平性的基础上较大程度地满足用户的运输需求，并获得良好的经济效益。同时，美国具有相对完备的法律体系，针对准入条件、管输定价等都有相应的行业规范和法规。中国的国家管网集团刚成立不久，中国成品油管道的公平开放尚处于初期阶段，开放的监管办法仍处于不断完善过程中。在深化成品油管道市场化进程中，首先应保证油气设施信息的公开和透明，制订标准的公平开放制度，而后根据中国油气市场行业实际情况逐步细化开放机制。与美国不同，中国明确规定管输能力交易时需要签订运输合同，并允许油气管网运营企业在油气体制改革到位前，在优先保证现有客户需求的前提下，存在剩余管输能力时向满足准入条件的用户开放管网设施。考虑到油气行业市场化初期的基本行情，针对未来中国管输能力分配机制，提出以下几点建议。

4.1 制订全国统一的成品油管网准入制度，保证准入条件的无歧视和公平性

《油气管网设施公平开放监管办法》虽然规定油气管网应公平无歧视地向第三方开放，但并未明确指出准入条件及标准，成品油管道公司在用户准入审核方面的自由度很高。由于成品油的运输和销售业务尚未分离，很难保证管道公司对用户准入能做到公平和无歧视。建议由监管部门制订全国统一的成品油管网准入条件，各管道公司可在此基础上添加相关细则，返回监管部门进行审核后生效。

4.2 搭建统一的管输能力交易平台

集中透明的交易环境可以有效提升管输能力交易的效率和公平度。美国各管道公司联合成立的“Transport4”平台，极大地提升了交易的有效性和及时性。基于中国国情，建议由政府成立全国统一的交易中心，供各管道公司发布相关准入信息、管输能力剩余信息、管道设施项目信息和运行状态等，保证管输能力交易的公平性、高效性和透明性。

4.3 考虑地区差异

在统一按历史运输量进行用户分类模式下，不同地区可根据具体情况对用户分类的具体阈值进行一定程度调整。

中国不同地区成品油管道的建设情况各不相同，需求也有极大差异，采取一刀切的措施不可行。应根据实际情况，对成品油管道建设成熟、需求量大的地区适当提高用户分类阈值，对成品油管道建设欠发达、需求量小的地区适当减少用户分类阈值，因地制宜，将用户分为新托运方和长期托运方。

4.4 在管道出现拥塞时，针对长期托运方采取基于历史运输量按比例进行分配的方式

无论从国外管道的成功经验还是中国成品油需求市场较为稳定的基本情况来看，长期托运方运输需求稳定且需求量大，是管道企业的主要客户，其运输需求应优先满足，在管道出现拥塞时，建议针对长期托运方采取基于历史运输量按比例进行分配的方式。此外，管输能力分配的辅助措施可包含托运方月计划运输量修改、需求量审查、注入/接收设施审查等。