一.概况
1997年,国家发展计划委员会能源研究所向国家提交了一份《中国中长期能源战略》,明确提出:将能源优质化作为我国能源发展战略的主攻方向,以天然气开发作为我国一次能源开发的重点。2000年4月,国家通过了《大气污染防治法》,限制高污染燃料的使用,鼓励使用天然气、液化石油气、电或者其它清洁能源。2005年2月,《京都议定书》正式生效,我国作为签约国,必将履行该议定书规定的承诺,逐步限制温室气体的排放。
随着我国经济持续稳步快速的增长,人们对环境保护意识的增强,对清洁能源的需求增多,天然气将成为未来城市燃气发展的方向。2005年我国天然气需求量达到了600亿立方米~700亿立方米,2010年将超过1000亿立方米,2020年为2000亿立方米,占整个能源构成的10%。
“西气东输”工程的建成,标志着我国进入了城市天然气大发展时期,“西气东输”途径新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、上海等省市,由于天然气的高效和清洁,今后将作为主要燃气替代人工煤气或液化石油气。
以下,仅以北京市天然气发展为例,浅析城市天然气发展中的问题,需要采取的措施。
二.北京市城市燃气简述
1.历史沿革
北京市燃气事业起始于1958年,1959年11月18日北京焦化厂第一座焦炉投产,为北京市十大建筑和中南海等重要用户供气。从此,改变了首都北京燃料结构落后的状态,结束了北京市没有城市燃气的历史。朱德委员长亲笔题写了“北京炼焦化学厂”厂名。陕甘宁天然气进京前,焦化厂是人工煤气的主要气源,拥有 6座大型焦炉,年供气量最高达到6亿立方米,供应居民108万户,为首都城市建设、经济发展作出了历史性的巨大贡献。今年7月15日,北京焦化厂焦炉停产,关闭了供应47年的人工煤气气源,退出了北京市燃气市场。
随着我国石油工业的发展,1964年北京市煤气热力公司开始了液化石油气的供应试点。在不到20年的时间,相继建成了三座液化石油气灌瓶厂和三座储配厂。总年灌装量23万吨,储备量2万吨。其中北郊灌瓶厂年灌装量8万吨,闫村储备厂储备量1.2万吨。均为国内最大的液化气厂站。这些设备的运行为北京市液化石油气稳步、长足发展打下了牢固的基础。
1987年北京市引进华北油田天然气,实现了盼望已久的首都使用优质燃料的愿望。1997年开始引入陕甘宁天然气,又开启了北京市高速发展天然气的时代。
大量、快速的引入天然气与人工煤气、液化石油气并存发展,创造了“十五”期间北京市城市燃气事业大跨度发展的大好局面。
2. 天然气供应现状
到2005年底,北京市天然气购入量为30.8亿立方米,销售量为28.49亿立方米,比“九五”末期2000年增加了2.8倍。天然气管网总长约 7004公里,已由市中心区铺向城近郊区、新城,城市居民以及餐饮业、中小型工业、科研、学校、商业等公共建筑基本使用天然气。天然气居民用户达到286 万户,比2000年翻了近一番。天然气锅炉和燃煤改燃气锅炉6839台,供热面积16451万平方米;直燃机697台,供热面积921万平方米,制冷面积 385万平方米;模块炉9144台,热面积3384万平方米;分户采暖炉25万台。采暖用天然气的总供热面积达到2.45亿平方米,占目前城市总供热面积的53%,天然气汽车约3500辆。由此带来了可观的环境效益。
2005年天然气占终端能源的比重,已由1999年的1%上升到8.6%,天然气已成为北京市的重要能源之一,清洁能源比重的上升,为北京市的大气污染治理作出了巨大贡献,但同时也存在着一些问题。
3. “十一五”期间燃气发展预测
预计到2010年,北京市天然气用气量约为63亿立方米/年,其中民用占总用气量的21.11%,采暖占总用气量的49.03%,工业占总用气量的 4.65%,直燃机占总用气量的3.19%,汽车占总用气量的2.97%,热电联产和分布式能源占总用气量的19.05%。
4.发展中的问题
(1)现有输配管网运行压力偏低,尚未达到设计压力
目前,北京市现有天然气门站4座,其中2座(衙门口、次渠)与上游交接压力偏低,远未达到2.5MPa的设计压力。市内天然气输配管网的运行压力也低于设计压力,没有充分利用管网的设计输送能力,降低了管网的运行效率和经济性。尤其是电厂和加气站都要求较高的进气压力(如:电厂要求进口压力 2~4MPa),因此,需要提高管网运行压力,以保证用户用气。
(2)冬夏季负荷峰谷差大,对调峰设施的需求急迫
为了控制燃煤造成的大气污染,进一步改善大气环境质量,采暖用气量将持续多年占年用气量的50%左右,根据对1999~2003年的月用气量统计,冬季计算月用气量约为年平均月用气量的5~8倍。因此,需要加快建设地下储气库等储气设施,扩大调峰能力,提高供气可靠性。
(3)外部输气管线未形成网络,供气安全保障度低
北京市天然气90%由陕京一线和陕京二线供应,一旦该管线出现事故,华北油田只能保证10%的用气量。因此需要考虑开发或引进新气源,并进行多气源联网运行。
(4)强化应急预案保证安全稳定供气
2005年初,北京市由于持续低温导致用气量剧增,不得不启动应急预案,对部分用户采取了限气、停气措施,减少部分公建设施的供热温度,这些不仅使供气企业压力大增,而且对居民生活和企业生产也造成了影响。近两年国内几个城市出现“气荒”,更使燃气的安全稳定供应成为焦点。因此,燃气安全供应不仅是经济问题,也是社会和政治问题,实现安全供气和保证供应是城市安全供气的重要任务。
三.城市天然气发展措施及建议
鉴于能源的可持续发展战略,从加强环境保护的角度出发,大力发展天然气产业的同时,应充分重视和研究气源资源、输配系统、储备设施、用户管理、燃气设备、燃气价格、国内国际市场发展等各方面的问题,确立供应安全的原则和事故、灾害的防范措施。
1.建立多气源供气系统,保障城市安全供气
随着天然气在城市能源消费比例中的不断增加,天然气供应已是城市能源安全中越来越重要的组成部分。如同供油安全一样,供气安全可以通过气源的多样化和足够的储备来保证;如同供电安全一样,供气安全可通过在生产能力、系统的可靠性和配送能力上,以及在现代化调度系统上,做充分的预期投资来加以保障。与石油和电力不同的是,天然气系统的刚性使得它的供应安全对气源多样化及系统可靠性的要求更高,因此,必须给予足够的重视。单从管网水力分析的角度讲,提高城市供气门站数量的方法对管网运行工况提高的贡献不如合理规划门站位置,而在一定数量的供气门站和合理的门站位置的前提下,增加有实力的上游供气方的数量,能大幅度提高城市的供气安全性和稳定性。
根据国外天然气市场开发和利用的经验教训,单一供应商对单一城市的供气安全可靠性有一定的局限性和缺陷。因为只有一个供应商,势必形成垄断,使用气方处于劣势。在市场化越来越深入的今天,各城市应按照市场交易的原则,减少对单一供应商的依赖,与其它掌握天然气资源的供应方加强合作,建立多气源供气系统,这是保障城市供气安全的必由之路。
2.加大供气网络的建设,完善市内配气管网
目前,欧洲已形成一个大的天然气网络,各国家均融入这个输气系统中,如德国51%的气量来自这个供气网,而且大小气库遍布全国。
目前我国大城市的气源、输气管网均没有形成网络。建议中石油、中海油及各城市加大供气网络建设,提高输气可靠性,并尽最大可能从地域上保持气源来源的分散性,同时保证能源输送线路的安全可靠。
气源供气管线与城市内配气管网是一个完整的供气系统,上下游发展不平衡会形成供气瓶颈。城市高、中压管网均应在启动初期达到设计压力,以使管线发挥最大配气能力,天然气门站应合理布局,以保证对城市供气工况的平衡,有效利用管网的输气能力,降低输气成本。
3.加大天然气战略储备,确保城市供气安全
目前,世界上发达国家对能源的政策是:占有资源,扩大能源进口;加大储备量;开源节流;开发新型能源;发展节能设备。
城市是整个天然气产业链中供气系统的下游,是生产、输送、供应环节中的末端,供气气源或输气管道因突发事件而引起城市供气中断的可能性是无法完全避免的,因而利用天然气的城市应建设一定规模的地上(LNG)或地下(NG)储气库,作为战略(应急)性供气气源,以应对突发事件导致的供气中断。
根据预测,2020年我国天然气需求将达到2000亿立方米~2200亿立方米,国内天然气的产量可能达到1200亿立方米~1600亿立方米。随着时间的推移,进口管道天然气和LNG量所占的比重将越来越大。建立规模适当的天然气战略储备设施是解决天然气供气安的重要途径。作为国家,美国的储备量是 180天,日本是90天,作为一个密集型城市,东京是300天。因此,城市天然气储备,包括储备天然气、液化天然气、液化石油气,具有安全供气和防事故、防灾的战略意义。
4.降低对天然气资源的依赖程度,实施能源多元化
考虑国内生产和进口天然气可能存在的不确定性,能源过度依赖天然气资源有一定的风险。所以,城市在发展天然气同时,还应努力降低对天然气资源的依赖程度,实施气源多样化。在城市天然气利用高度普及情况下,LPG也将因其投资少、见效快、使用灵活方便的特点应与天然气同步发展,特别在一些特定的市场领域,如远郊区居民、边远山区农村生活用燃料,车用燃料,特种工业用燃料。此外,城市开展原子能和太阳能以及二甲醚等其它替代能源的研究,城市气源多样化,为可持续发展做战略做准备。
5.加强与国有石油天然气公司的合作,明确责任和利益
城市实施天然气供应资源安全保障方案,与国有石油天然气公司之间的倚重关系可谓如影随形,牢不可分。
国有石油天然气公司既属于国家资本,又同时是在国内、国际两个市场竞争的经济实体。国有天然气公司的资源和管道输气系统具有强垄断特征,这与自来水和电力十分相似。从技术层面看,现阶段国有石油天然气公司在资源、输送、销售等方面制约或影响着城市的供气安全,脱离国有石油天然气公司建立资源安全体系不现实。因此,在资源合作、利益分享、确保供应等方面,城市与国有石油天然气公司双方磨合中,找到双方都必须承担的义务和应得的利益,加强合作。
此外,在气源勘探开发、进口管道气进展、资源到达时间、供配气格局、管道建设动向等天然气产业链条中的各个环节,城市应进行信息跟踪,以期在实施保障供气安全方面做到心中有数。
6.加强对外技术交流与合作,积极引进、消化和吸收国外的先进技术,利用技术推动市场的发展
国外大型燃气企业不断研究、开发、利用燃气工程的新技术,使能源利用效率不断提高,能源利用范围不断加大。新技术的应用,也扩大了燃气的市场范围,更使得运营成本大大减少,小的投入,得到了大的效益。
国内燃气企业在燃气市场的发展过程中,应密切跟踪国际油气资源、城市燃气工程的最新技术动态,选择性引进切实可行的先进燃气技术及设备,使规划、建设运营和管理达到较高的水平。
7.尽快调整目前的燃气价格结构,建立合理的价格机制
在天然气供、销行业之间,建立比其它能源行业更为紧密的联系,履行各自的长期义务,符合双方的利益。在双方长期义务中,还应包括在合同中约定的“天然气价格调整条款”,即浮动价格的内容。
根据初步了解,我国燃气购、销价格之比为1:1.5,国际上约为1:3至1:4。合理的天然气市场价格,是保证天然气在竞争中的主导地位,进一步开拓市场的关键。目前城市天然气的销售价格结构,总体来讲不是很合理,存在尚待解决的问题,尤其是要扩大发展发电用户涉及上网电价问题;发展燃气采暖、汽车和工业用户也涉及季节浮动价格制定问题;不同规模用户用气价格优惠问题等等,这些均尚未从价格上反映天然气生产耗费和合理补偿的原则。燃气价格改革与城市经济水平密不可分,重要的是要有市政府的支持,做好各类能源价格平衡,协调发展。
城市在燃气价格方面建议做三方面工作:一是调整目前价格结构,形成合理补偿原则的价格结构;以保证天然气的购、销价格水平与其它能源,如电、油、其它清洁能源相比,具有竞争性;二是呼吁政府支持,尽快完善上下游价格联动机制,适应当前市场形式;三是充分利用价格杠杆作用,鼓励大用户、调峰用户用气,建立合理的用气结构,为市场价格竞争做准备。
8.强化燃气行业需求侧管理,提高能源综合利用水平
燃气需求侧管理应遵循确保市民及重要用户用气不受影响,确保优势产业需要,确保城市生产生活正常有序,促进社会稳定的原则;坚持用气政策与产业政策、环保政策和能源政策相协调、相配合的原则。燃气需求侧管理的主要措施包括技术措施、管理措施。技术措施包括发展直燃机空调、燃气冷热电联供分布式能源系统技术、燃气锅炉节能改造技术措施等。管理措施包括发展用户措施及用户运行管理措施,提出发展用户及用户运行管理额原则、方法等,同时按用户用气需求做好用户分类,按用户重要性编制停气、应急预案,以应对突发事故,确保安全供气。
用户管理应跨越传统的行业分工和行业壁垒,将用户各种能源需求进行联合优化整合,实现资源利用的最大化和经济效益的最优化。而用户跨行业优化,就需要建立一个能够胜任的新型“管理-经营-运行”一体化的能源服务公司,帮助用户提高资源利用效率,降低成本,减少污染物排放,增强能源供应安全,并通过节能来实现经营利润和投资的回收。能源服务公司的方向,将是城市燃气需求侧管理的发展方向,是城市可持续发展、节能优先的发展方向。
9.开发节能型设备,保护环境
在住宅里采用先进的器械和燃气设备,满足环境保护和用户的需求,包括炊事、生活热水、采暖、空调、照明、电力甚至家庭汽车动力,这些多层次的服务是当前世界上各天然气供应国家追寻的目标。这需要开发、研制新技术新设备,以减少安全隐患,减少事故率,保证各类用户得到高质量和安全供气服务。
将大型企业对天然气的利用方式应用到小型家庭化,转入家庭小型方面,是天然气合理利用方向,是节约能源的必经之路,建设天然气住宅。
10.积极拓展外地市场,广开投资渠道,扩大企业规模
目前中国燃气市场消费高度集中,燃气销售收入前三位的市场为广东省、上海市、北京市,总计约站全国市场份额的50%,这同时说明国内多数城市燃气市场目前属于新兴市场。随着大城市周边地区的经济发展,用气潜力增大,介入外地市场运营,有利于推动市场发展。
2002年的两个文件《外商投资产业指导目录》和《关于加快市政公用行业市场化的意见》的提出,将公用事业改革推向一个高潮。燃气市场对外资和民资的限制已经基本取消,巨大的市场需求使燃气市场有很大的发展前景。各路资本纷纷云集,城市燃气行业无疑是当前最热的投资领域。成为我国经济和社会可持续发展不可或缺的推动力量。