建设中国天然气调峰储备与应急系统的建议

摘 要

摘要：天然气调峰储备与应急系统是天然气工业体系中的一个重要组成部分。随着中国天然气市场的快速发展，用气规模的不断提高，迫切需要形成与之相适应的天然气调峰储备应急系统。
摘要：天然气调峰储备与应急系统是天然气工业体系中的一个重要组成部分。随着中国天然气市场的快速发展，用气规模的不断提高，迫切需要形成与之相适应的天然气调峰储备应急系统。为此借鉴国内外天然气调峰应急储备系统的已有经验，提出了建设中国天然气调峰储备应急系统的建议，指出了建立中国天然气调峰储备应急系统需要做好的几项工作：建立调峰储备枢纽、建设区域储备调峰中心、做好气田资源性储备、促进储气库建设多样化、理顺储气库建设投资价格体系、倡导储气库建设投资主体的多元化等。这些工作的开展实施，有利于促进天然气调峰储备应急系统的建立，有利于中国天然气业务的均衡快速发展。
关键词：储气库；调峰；应急供气；建议
1 建设中国天然气调峰储备应急系统的必要性
1.1 快速膨胀的天然气市场需求需要与之匹配的调峰储备与应急系统
随着中国国民经济的快速发展，对清洁能源的需求迅速增长，天然气作为高效的清洁能源，在中国一次能源消费中的比例也将不断增加。“十五”期间，中国天然气年消费增长达到了13%[1]。中国天然气勘探开发在近几年也取得了快速发展，天然气产量迅速增加，2007年中国天然气产量达700×108m3。尽管如此，天然气供需矛盾依然突出，根据预测，到2010年中国天然气年需求量将达1000×108m3，2020年年需求量将达到2000×108m3。如此巨大的天然气消费量，如果没有相应的储备和应急保障供气体系，若发生类似2008年中国南方大面积雪灾等自然灾害或短时间的供气障碍，其影响的范围之广、对人民生活的影响之大将是难以想象的。根据欧美等天然气利用较为发达国家的经验，一般建立工作气量占天然气总消费量20%的储气库作为调峰和应急保障供气的主要手段。而在局部地区，北京地区近几年调峰经验表明，大张坨地下储气库的调峰气量已经占该地区天然气用量的30%，储气库在该地区的调峰和应急供气中发挥了不可替代的作用。
1.2 资源与市场的分离决定了调峰储备与应急系统的不可替代性
从1990年开始，中国天然气储量进入了快速增长阶段，到2006年，我国已经累计探明天然气地质储量6.69×1012m3，累计探明天然气可采储量3.78×1012m3，剩余天然气可采储量3.00×1012m3[2]。但是从目前情况来看，我国的天然气资源分配很不均衡，天然气资源主要分布在中西部地区的塔里木盆地、柴达木盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地。上述陆上四大盆地的天然气产量要占全国天然气产量的80%以上。而目前我国的天然气消费市场主要集中在东部地区(珠江三角洲、长江三角洲、京津地区以及中国东北地区等)。这种资源与市场的隔离加大了管道建设的长度和难度。根据俄罗斯等国的经验，当管道长度超过200km时，下游用户附近就必须建设相应的储气库系统以应对调峰和应急需要。我国西气东输一线管道距离长达4000km，陕京一线、二线、忠武线、川气东输干线距离均在1000km以上，正在建设的西气东输二线国内外管道总长更是长达9000km。所有这些自西向东的长输管道沿途或多或少经过了不同类型的复杂地质地貌和人口密集区，自然或人为的灾难均有可能对长输管道安全平稳供气造成威胁。一旦造成局部供气中断，用户市场附近的调峰储备与应急系统将会发挥不可替代的保障作用。
除应急保障外，利用储气库调峰系统还可以提高长输管道的运行效率。根据陕京输气管线几年来的运行经验，通过建设在大港油田的6座储气库的调节，不仅保证了京津地区的安全平稳供气，将陕京输气管道系统的日供气量由1000×104m3提高到3000×104m3，而且使陕京线的输气能力提高了约14%，大大提高了管道的输气效率。
1.3 对进口天然气的依赖加大了调峰储备与应急系统的需求
中国天然气资源虽然较为丰富，但是还不能完全满足中国天然气市场的消费需求。根据预测，到2010年及2020年，中国天然气年消费量将分别达到1000×108m3和2000×108m3，而同期国内天然气产量仅为800×108m3和1200×108m3，因此需要引进国外天然气作为补充，到2020年，进口天然气将达到总消费量的40%。中国引进天然气的国家、地区主要为中亚和俄罗斯。西气东输二线年进口天然气量为300×108m3，境内外管道总长度分别超过3000km和8000km，今后如果从俄罗斯或中亚进口天然气，管道长度也将为几千公里。如此巨大的天然气对外依存度和长距离的输气管道工程，必然需要一个与之匹配的可以充分保障安全和平稳供气的调峰应急保障系统。
2 建设中国天然气调峰应急储备系统的实施建议
2.1 在国内建设三大管网系统调峰应急枢纽
中国地域辽阔，幅员广大，天然气消费需求迅速增长，根据《天然气管网布局及“十一五”发展规划》，在“十一五”期间，我国基本形成覆盖全国的天然气基干管网，到2010年我国天然气管道总长度将达到4.4×104km。在天然气消费领域，城市燃气将占据较大的比例，冬季高峰用气量不断增大，峰谷差不断扩大[3]。由于中国长输天然气骨干管网基本形成，也就具备了利用不同管道进行天然气调配和平衡的能力，在某条管线出现事故状态下，其他管道可以进行应急供气。但由于各条管道运行压力和输量的不同，同时考虑下游用户用气峰谷差异，完全依赖管道进行调节是不现实的，需要通过建立全局性的储气应急枢纽系统解决上述问题。针对中国市场用户和管道的情况，建议在华北京津地区、中部的河南和湖北地区、西南的四川地区分别建立储气调峰应急枢纽系统。其中华北地区利用京津附近的华北油田和大港油田的储气库系统及多条输气干线和联络线，实现华北地区的调峰应急，并做到保障华北、辐射东北和华东的目的；中部地区利用西气东输一线、二线等输气干线，配合建设河南和湖北地区的地下储气库群，保障中部地区的调峰，同时可以兼顾华东、支持华南；西南地区以四川地区为主，利用四川气田和地下储气库群，保障西南，支持华南。以上述三大枢纽为载体，将西部的资源与东部的下游市场更好地衔接起来。
2.2 分层次建设多个区域性调峰储备中心
调峰枢纽的建设目的主要是更加紧密地衔接市场，但从大范围考虑整体调峰应急的需要，仅仅依靠三大储气库调峰枢纽的建设，还远不能满足不同地区的调峰需要。在用户附近的下游地区，还主要依靠局部地区的区域性调峰中心来实现调峰和应急的需要。因此应根据下游用户的不同地域特征和峰谷差异，建立适合本区域的调峰中心。根据未来的市场发育情况，建议在东北地区、山东半岛、长江三角洲、江西湖南、珠江三角洲等用户密集区建设区域性调峰中心，以满足本地区天然气调峰应急的需要，并与三大调峰枢纽共同构成中国天然气调峰储备应急系统。
2.3 加强多种方式的储气库建设
调峰储备应急系统的建设，重点是储气设施的建设，地下储气库是调峰和应急系统的关键。根据国外经验，天然气储气库年工作气规模基本上相当于年消费量的15%～25%[4]，其中美国约17%，俄罗斯约15%，德国22%，法国30%。因此中国天然气调峰储备应急系统按2020年2000×108m3的消费量计算，储气库工作气规模应该在400×108m3左右。考虑到中国天然气较高的对外依存度，适当提高储气库工作气规模，总量应该在500×108m3左右。
储气库的方式多种多样，主要包括地下和地上两种。地下储气库包括枯竭油气藏型储气库、含水层储气库、盐穴储气库和矿坑储气库，地上储气库主要包括地面储罐、LNG等，也可以将部分城市管网包括在其中。地下储气库的建设成本较低，储存量大，技术成熟，已经在全世界范围内广泛采用，是储气调峰的主要措施。而地面储气库由于建设成本高、储存量小，一般可作为日调峰的手段，也是储气调峰不可缺少的一个组成部分。LNG介于地下储气库和地面储罐两者之间，具有储存量大的特点，LNG一般作为气源使用，如果仅作为储气库使用，其运行和建设成本巨大，把LNG作为供气源，部分能力预留作为储气调峰使用较为合理。
根据中国的地质条件，在能够利用枯竭油气藏、含水层和盐穴的地区，应尽量建设成本较低的地下储气库，尤其在中国的华北、东北、华中、西南地区，主要考虑建设地下储气库。同时也充分考虑在沿海地区利用LNG进行储气和调峰，在长江三角洲、珠江三角洲、浙江和福建的沿海地区，在建设LNG接收站的同时，应充分考虑后期调峰的需要，使之具有双重功能。另外，在需要进行日调峰的地方，可以建设城市管网储气库、规模较小的储气罐等，满足日常需要。通过地下储气库、LNG、地上储罐等多种类型储气库调峰设施的建设，最终在国内形成以地下储气库为主、LNG为辅、城市管网和气罐为零星补充的、具有多重调峰和应急功能的储气系统。
2.4 提前考虑气田资源性储备
一个对国外油气资源依存度较高的国家，油气安全供给保障除了需要有一个良好的外部环境外，国内油气资源的保障也极其重要，正因为如此，经济合作组织国家在20世纪60～70年代就开始建立石油战略储备，近年来，对天然气战略储备的要求也越来越高。我国目前虽然也在建设石油战略储备，但天然气的战略储备也应未雨绸缪，提前考虑，以应对未来我国不断扩大的对外天然气依存度。我国实施天然气战略储备不仅需要建设较多的天然气储气库以满足天然气储备的需要，同时也应积极考虑我国自己的天然气田资源储备，在外部国际环境较好的情况下，优先利用国外的天然气资源，而在阶段性国际环境恶化，利用国外天然气资源有困难的情况下，利用自己的天然气资源储备，不仅有利于应对天然气供应的短缺，同时也有利于加大对外天然气合作的主动权。
我国主要的天然气资源在西部地区，今后该地区是中国天然气储量产量增长的主要地区，这些地区在加大天然气勘探开发的同时，应重新做好国内资源的定位。提前做好部分资源保护[5]，在局部地区适当保护或控制气田的开发速度，保护气田资源，有条件的情况下，可以将部分气田转化为规模较大的地下储气库，有利于大规模储存天然气，形成中国自己的天然气战略储备，与中国的储气调峰枢纽和各级天然气调峰储备中心相结合，形成中国天然气战略储备系统。
2.5 理顺调峰气价等投资价格体系
根据目前的投资价格体系，地下储气库等储气设施目前是作为管道或城市管网配套的部分，其建设投资纳入整个管网系统的投资。在价格制定方面没有区别对待不同用户调峰需要，未考虑调峰气价，而是采用统一的定价办法，这在一定程度上使储气库的投资不能得到合理的回报，既抑制了天然气供应商对储气设施投资的意愿，也没有合理刺激下游用户采取有效手段平衡用气峰谷差。因此，随着天然气市场的不断扩大和储气调峰需要的、不断增长，形成合理的天然气定价体系，特别是针对不同调峰用户、不同的用气阶段制定不同的天然气价格，可以使储气库建设投资获得合理的回报，也有利于用户合理平衡用气峰谷差，抑制调峰的需要。
2.6 倡导调峰设施建设主体的多元化
与调峰气价紧密结合的是储气库建设投资。目前我国储气库的投资主要依赖天然气供应商，包括中国石油天然气集团公司和中国石油化工股份有限公司，在气价没有区分调峰气价和非调峰气价的情况下，储气库建设投资往往得不到有效回报。储气库更多的是为了保障安全供气和季节调峰，H调峰等频繁产生峰谷差的用户往往不能得到充分供气保障。欧美等国家在储气设施建设方面提倡投资建设主体多元化，允许和鼓励各类企业投资建设天然气调峰储备设施，储气公司可以利用峰谷气价差获取稳定的投资回报，既解决了各类调峰的需要，又使天然气的安全供气得到进一步的保障，这也是中国今后应该考虑和发展的方向。
3 结束语
天然气快速发展的时代已经来临，形成与中国天然气市场和管网相适应的储气调峰和应急系统在所必然，储气调峰和应急系统的建立，将有利于天然气上游资源、中游管道、下游用户的紧密衔接，促进中国天然工业快速平稳地发展。
参考文献
[1] 童晓光，李浩武，张映红.引进海外天然气资源存在的问题及应对措施[J].天然气工业，2008，28(6)：1-7.
[2] 车长波，杨虎林，李玉喜.中国天然气勘探开发前景[J].天然气工业，2008，28(4)：1-4.
[3] 汤亚利，徐文满.中国天然气市场面临的一次洗牌[J].天然气工业，2008，28(1)：1-4.
[4] 丁国生.中国地下储气库现状与发展展望[J].天然气工业，2006，26(6)：111-113.
[5] 胡文瑞.天然气业务快速发展中要高度重视的几个问题[J].天然气工业，2008，28(1)：1-4.
　
(本文作者：丁国生1 梁婧2 任永胜2 赵晓飞2 冉莉娜3 1.中国石油大学(北京)；2.中国石油集团国际事业部；3.中国石油勘探开发研究院廊坊分院)