【鏡鑒】歐洲天然氣管網(wǎng)給中國的啟示

文|李偉 中國石油規劃總院管道工程規劃研究所天然氣市場(chǎng)室副主任

目前，中國已經(jīng)建成總長(cháng)度約6.4萬(wàn)千米的油氣長(cháng)輸管道，其中天然氣管道超過(guò)3.2萬(wàn)千米（不含城市配氣管網(wǎng)），占油氣管道總長(cháng)度的50%以上。盡管目前中國天然氣管網(wǎng)建設已有較大的發(fā)展，但是與天然氣管道輸送較發(fā)達的國家相比，還存在著(zhù)一定差距。學(xué)習借鑒天然氣管網(wǎng)發(fā)達國家的經(jīng)驗，可以使中國的天然氣管網(wǎng)規劃更為科學(xué)合理。

從世界范圍來(lái)看，北美、俄羅斯和歐洲是天然氣管網(wǎng)最發(fā)達的地區，這些國家和地區的天然氣管輸基礎設施的規模和復雜性都居世界前列。

美國是世界天然氣消費量最大的國家，天然氣管網(wǎng)等基礎設施比較完善。北美地區的天然氣干線(xiàn)管道長(cháng)度超過(guò)53萬(wàn)千米，其中洲際管線(xiàn)占70%。整體上已經(jīng)形成管道網(wǎng)絡(luò )化、供應多元化、地下儲氣庫遍布全國的供氣格局。

俄羅斯是世界天然氣產(chǎn)量和儲量最大的國家，擁有規模最大的統一供氣管網(wǎng)系統。該系統包括500多個(gè)氣田、22.6萬(wàn)千米的輸氣干線(xiàn)、900多座壓氣站以及46個(gè)地下儲氣庫，向15000多座城市和鄉鎮供氣。作為世界上天然氣管網(wǎng)密度最大的地區，歐洲天然氣管道 縱橫交錯，如同鐵路網(wǎng)一樣四通八達。此外，歐洲建有18座液化天然氣（LNG）接收站和各種類(lèi)型的地下儲氣庫60多個(gè)，它們與各類(lèi)天然氣干線(xiàn)、支干線(xiàn)相銜接，保障歐洲地區天然氣的供應安全和管網(wǎng)的平穩運行。

本文擬從分析介紹歐洲天然氣管網(wǎng)的特點(diǎn)入手，提出中國天然氣管網(wǎng)規劃和建設應注意的問(wèn)題。

一、歐洲天然氣管網(wǎng)發(fā)展現狀

1. 天然氣管道基礎設施成熟，網(wǎng)絡(luò )化程度高

歐洲已建成長(cháng)度超過(guò)15.6萬(wàn)千米的天然氣干線(xiàn)管道和長(cháng)度超過(guò)119.5萬(wàn)千米的配氣管道。這些管道縱橫交錯、交叉成網(wǎng)、四通八達。

從歐洲各國天然氣干線(xiàn)管道的密度來(lái)看，法國干線(xiàn)管道總長(cháng)3.65萬(wàn)千米，與國土面積55.16萬(wàn)平方千米相比，干線(xiàn)管道密度達0.067千米/平方千米；德國天然氣干線(xiàn)管道總長(cháng)3.8萬(wàn)千米，與國土面積35.7萬(wàn)平方千米相比，干線(xiàn)管道密度達0.1064千米/平方千米。

高密度的天然氣管網(wǎng)為最大范圍地滿(mǎn)足用戶(hù)需求創(chuàng )造了基礎條件。比較而言，截至2008年底，中國天然氣干線(xiàn)管道的密度僅為0.0033千米/平方千米，是法國的1/20，德國的1/32。

2. 天然氣管網(wǎng)按不同功能劃分，壓力、參數等取值相對標準化

歐洲地區按照不同的功能將天然氣管網(wǎng)劃分為干線(xiàn)管網(wǎng)、區域管網(wǎng)和配氣管網(wǎng)。干線(xiàn)管網(wǎng)是指將供氣點(diǎn)與區域輸氣管網(wǎng)或大型工業(yè)用戶(hù)、大型配氣管網(wǎng)相連接的管網(wǎng)，它是構成歐洲天然氣管網(wǎng)的骨干管網(wǎng)。

區域輸氣管網(wǎng)則負責將來(lái)自主干管網(wǎng)的天然氣輸送到無(wú)法直接連接到主干管網(wǎng)的用戶(hù)或市配氣管網(wǎng)；配氣管網(wǎng)的主要功能是通過(guò)支線(xiàn)管道把來(lái)自區域管網(wǎng)或主干管網(wǎng)的天然氣供應給家庭、商業(yè)等終端用戶(hù)或一些小規模工業(yè)企業(yè)用戶(hù)。

三種管網(wǎng)的壓力級別各不相同。主干管網(wǎng)的壓力級制最高，一般為6～10兆帕；區域管網(wǎng)的壓力級制次之，多為4～6兆帕；配氣管網(wǎng)的壓力最低，一般為0.04～1.6兆帕。

3. 天然氣管道聯(lián)絡(luò )線(xiàn)眾多，調度靈活

歐洲地區圍繞主要的干線(xiàn)管網(wǎng)已經(jīng)形成了10多個(gè)地區中心（也稱(chēng)交匯點(diǎn)或平衡點(diǎn)），各國或區域性管網(wǎng)系統既相互獨立，又通過(guò)多條聯(lián)絡(luò )線(xiàn)相互連通。英國、法國和德國等主要國家建立了多個(gè)管網(wǎng)控制中心（如英國天然氣國家控制中心），預測管道流向流量，平衡用戶(hù)與各中心之間的氣量，進(jìn)行運力分配，保障了天然氣的靈活調度。

在歐洲天然氣管網(wǎng)中，不少聯(lián)絡(luò )線(xiàn)管道具有雙向輸送功能，從而大大提高了天然氣調配的靈活性。例如，在英國東南沿海的Bacton地區，有兩條海底管道分別與比利時(shí)和荷蘭的天然氣管道相連接，它們就可以雙向輸氣。

天然氣的流向取決于管道兩端市場(chǎng)的氣價(jià)、資源、市場(chǎng)和應急情況等因素，對于平衡英國和歐洲大陸天然氣的短期供需，擴大地區間貿易具有重要作用。

4. 基本形成以地下儲氣庫為主、多種儲氣方式共存的調峰模式，儲備率比較合理

歐洲地區在建設天然氣管網(wǎng)的同時(shí)，十分重視配套調峰設施的建設。對于調峰方式的選擇，各國根據其自身條件略有不同?？傮w來(lái)看，大致有地下儲氣庫調峰、氣田調峰、小型液化天然氣（LNG）調峰、雙向管道調峰、管道容量調峰和區域平衡調峰等多種方式。

其中，地下儲氣庫調峰是最經(jīng)濟的儲存方式，儲存量也最大，為歐洲大多數國家主要采取的調峰手段。

根據統計，目前歐洲多數國家的天然氣儲備率為15%～25%。法國、德國等國家由于對進(jìn)口天然氣依賴(lài)性較強，儲氣規模較大，天然氣儲備率約占消費量的20%～25%。

英國的天然氣供應主要以自產(chǎn)氣為主，主要用北海氣田調峰，儲氣量較小，儲備率僅為5%。不過(guò)英國有很多儲氣項目正在規劃計劃中，預計2015年儲備率將提高到10%。

5. 已形成比較完善的管輸天然氣質(zhì)量標準體系

歐洲天然氣管網(wǎng)的氣源呈現多元化，既有本地區海上生產(chǎn)的天然氣，也有進(jìn)口LNG；既有來(lái)自俄羅斯的管道天然氣，也有來(lái)自非洲的管道天然氣。盡管各種氣源的質(zhì)量不同，但進(jìn)入歐洲天然氣管網(wǎng)中，就要執行相同的管輸天然氣質(zhì)量標準。

以英國為例，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累和持續修正，該國已經(jīng)構建起比較完善的管輸天然氣質(zhì)量標準體系，對天然氣中硫、硫化氫、氫、氧等各類(lèi)雜質(zhì)的含量均有詳細規定，其中最為重要的參數是關(guān)系到下游用戶(hù)的華白指數（表示天然氣互換性的重要參數，具有相同華白指數的不同的燃氣成分，能在同一燃氣壓力下和同一燃具上獲得同一熱負荷）。

英國規定，進(jìn)入管網(wǎng)的天然氣的華白指數范圍為47.2～51.4兆焦/立方米，而且燃氣終端設備亦要滿(mǎn)足此標準要求。

6. 天然氣管網(wǎng)運營(yíng)模式多樣化

歐洲主要天然氣消費國天然氣管網(wǎng)的運營(yíng)模式各不相同，呈現多樣化的特點(diǎn)。以英、法、德三國為例，在英國的天然氣管網(wǎng)中，英國國家電力供應公司（NationalGrid）負責天然氣干線(xiàn)管道的管理和運營(yíng)，配氣管網(wǎng)則分別由5家公司各自管理和運營(yíng)；法國的天然氣管網(wǎng)無(wú)論是干線(xiàn)還是配氣管網(wǎng)，基本上都由國有的法國燃氣蘇伊士集團（Gas de France-Suez，GDF Suez）經(jīng)營(yíng)；德國與法國恰恰相反，天然氣管網(wǎng)的運營(yíng)全部由私營(yíng)公司負責，市場(chǎng)化程度相當高。

二、中國天然氣管網(wǎng)規劃應注意的幾個(gè)問(wèn)題

目前中國已經(jīng)初步形成以西氣東輸、西氣東輸二線(xiàn)以及陜京線(xiàn)系統等天然氣管道為骨干的國家級基干管網(wǎng)。同時(shí)，川渝地區、華北地區、長(cháng)江三角洲等地區已經(jīng)形成了相對完善的區域性管網(wǎng)。隨著(zhù)西氣東輸二線(xiàn)以及配套支線(xiàn)、支干線(xiàn)的建設，中南地區、華南地區也將逐漸形成區域性管網(wǎng)。

當前，中國的天然氣管道建設已經(jīng)進(jìn)入了新的建設高峰期，未來(lái)5～10年，國內新建天然氣長(cháng)輸管道的長(cháng)度將超過(guò)3萬(wàn)千米。預計到2015年，全國天然氣長(cháng)輸管道長(cháng)度將接近5萬(wàn)千米，2020年將超過(guò)6萬(wàn)千米。

在管道建設如此密集的時(shí)期，我們應該充分借鑒國外發(fā)達國家管道發(fā)展的先進(jìn)經(jīng)驗，以保證規劃建設中的天然氣管網(wǎng)更為科學(xué)合理。筆者認為，中國在天然氣管網(wǎng)在規劃中應該注意以下幾個(gè)問(wèn)題。

1. 根據天然氣市場(chǎng)需求，把握管道建設節奏

天然氣管道建設是加快天然氣行業(yè)發(fā)展、促進(jìn)天然氣資源生產(chǎn)和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的基礎，是整個(gè)天然氣產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節之一，是連接資源和市場(chǎng)的橋梁。天然氣市場(chǎng)需求與管道建設是相輔相成、相互促進(jìn)的。

隨著(zhù)新管道的不斷建成投產(chǎn)，管道長(cháng)度不斷延伸，天然氣覆蓋的市場(chǎng)范圍越來(lái)越寬廣、用戶(hù)越來(lái)越多，市場(chǎng)需求量也越來(lái)越大，從而推動(dòng)已建成管道的管輸氣量快速增長(cháng)；隨著(zhù)管輸氣量快速達到設計規模，反過(guò)來(lái)又將進(jìn)一步推動(dòng)新管道的建設。

事實(shí)也證明了這一點(diǎn)。1997年陜京線(xiàn)建成之后，大大促進(jìn)了北京市天然氣需求的增長(cháng)。隨著(zhù)北京市天然氣市場(chǎng)的快速發(fā)展，陜京線(xiàn)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足北京的用氣需求，于是，2004年陜京二線(xiàn)開(kāi)始建設。

西氣東輸管道建成投產(chǎn)后，市場(chǎng)需求旺盛，于是，川氣東送、西氣東輸二線(xiàn)等新的管道開(kāi)始規劃建設。新的管道給市場(chǎng)帶來(lái)了新的氣源，必將促進(jìn)市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

因此，應加強天然氣市場(chǎng)研究，通過(guò)扎實(shí)的市場(chǎng)分析，結合上游資源情況，合理把握規劃新建管道的節奏。

2. 適當放大管道設計輸送能力

通過(guò)對國內目前已經(jīng)建成的天然氣管道進(jìn)行分析，不難發(fā)現，現在的天然氣管道設計輸送能力明顯趨于保守，不能適應快速發(fā)展的天然氣市場(chǎng)需求。

由于近幾年天然氣市場(chǎng)需求的快速增長(cháng)，管道輸送能力不足的問(wèn)題越來(lái)越突出。已建成管道不斷實(shí)施增壓工程，以提高管道輸送能力，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

例如，西氣東輸管道實(shí)施的增壓工程可以將管道輸送能力從120億立方米/年提高到170億立方米/年。

此外，由于調峰設施不足，導致用氣高峰期管道輸氣能力捉襟見(jiàn)肘，不得不通過(guò)調控用戶(hù)來(lái)降低市場(chǎng)需求量，保證管道安全運行。

因此，綜合考慮土地、路由等寶貴資源的稀缺性以及市場(chǎng)的不確定性，建議在管道前期研究中適當提高管道的設計輸送能力。綜合國內外天然氣管道的建設經(jīng)驗，建議在設計管道輸送能力時(shí)，適當考慮10%左右的冗余輸氣量。

3. 加大地下儲氣庫的建設力度

在各種調峰手段中，地下儲氣庫被公認為是最好的一種季節調峰手段。與中國相似，歐洲國家的高月用氣不均勻系數一般為1.3～1.5；但是與歐洲發(fā)達的儲氣能力相比，中國的儲氣庫建設相對滯后。

天然氣管網(wǎng)發(fā)展比較成熟的國家，儲氣設施的儲備能力大多占年總用氣量的20%以上，但目前中國儲氣庫的實(shí)際工作氣量?jì)H占年總用氣量的2%左右，遠遠低于發(fā)達國家水平。

因此，未來(lái)中國應該進(jìn)一步加大儲氣庫的建設力度，爭取將儲氣庫的儲氣調峰能力提高到年總用氣量的10%以上。

在地質(zhì)條件允許的情況下，地下儲氣庫的選址一般應盡量靠近用氣負荷中心。

例如，中國已建成的大港儲氣庫群就靠近北京、天津等用氣負荷中心。由于地下儲氣庫的建設周期相對比較長(cháng)，一般應適當提前建設，在管道實(shí)際輸氣量接近設計輸氣量之際投產(chǎn)最為合適。在建庫條件受限制的用氣發(fā)達地區，可考慮建設LNG調峰站或利用LNG接收站進(jìn)行調峰。

4. 干線(xiàn)管道和支線(xiàn)管道整體規劃

完整的天然氣管網(wǎng)不僅僅是有若干條干線(xiàn)管道，還包括相關(guān)的支干線(xiàn)、支線(xiàn)以及聯(lián)絡(luò )線(xiàn)。中國在以前的天然氣管網(wǎng)規劃中，很重視主干管道，卻忽視了配套支干線(xiàn)、支線(xiàn)以及配氣管線(xiàn)的同步規劃建設。

事實(shí)上，天然氣產(chǎn)業(yè)是上、中、下游緊密結合的一體化系統工程。僅有主干線(xiàn)，沒(méi)有支線(xiàn)管網(wǎng)，天然氣是無(wú)法輸送給終端用戶(hù)的。

將天然氣干線(xiàn)和支線(xiàn)管道整體規劃、同步實(shí)施，有利于整體管網(wǎng)的優(yōu)化，有利于提高管網(wǎng)的輸送能力，有利于降低管網(wǎng)的輸氣成本，有利于市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)和拓展。

因此，建議在今后的天然氣管網(wǎng)規劃中，將干線(xiàn)管道和支線(xiàn)管道作為整體一并統籌考慮。

5. 陸上管道和LNG接收站互相聯(lián)通

隨著(zhù)中國沿海L N G接收站的不斷建設，進(jìn)口L N G已經(jīng)成為國內的重要氣源之一。但目前中國已經(jīng)建成的LNG接收站尚未與國家基干天然氣管網(wǎng)連接，僅在局部地區形成小范圍的區域管網(wǎng)。

根據歐洲地區的經(jīng)驗，LNG接收站與大型天然氣管網(wǎng)相連接，既可以擴大LNG的供氣范圍，也能大幅度提高L N G的供氣安全。事實(shí)上，將陸上天然氣管網(wǎng)和沿海LNG接收站有機地結合起來(lái)，可以使管道天然氣和進(jìn)口LNG相互調劑、互為補充，從而大大提高供氣的靈活性和可靠性。

特別是隨著(zhù)國際LNG現貨合同和中短期合同的不斷增多，利用LNG接收站為管道天然氣用戶(hù)進(jìn)行調峰將成為可能，從而可以緩解由于地下儲氣庫不足帶來(lái)的調峰壓力。

三、中國天然氣管網(wǎng)發(fā)展趨勢

根據當前中國天然氣管網(wǎng)的發(fā)展現狀，結合天然氣管網(wǎng)發(fā)達國家的成熟經(jīng)驗，可以預見(jiàn)，中國天然氣管網(wǎng)的發(fā)展將呈現以下特點(diǎn)。

1. 多氣源供氣格局將逐漸形成

目前中國在局部區域已經(jīng)初步形成了“多氣源、多用戶(hù)、統一管網(wǎng)”的供氣格局。

隨著(zhù)進(jìn)口天然氣項目的陸續實(shí)施和供氣管網(wǎng)的不斷完善，國內市場(chǎng)的氣源將更加多元化，形成進(jìn)口液化天然氣、進(jìn)口管道天然氣、塔里木氣田國產(chǎn)氣、長(cháng)慶氣田國產(chǎn)氣、煤層氣等多種氣源并存的供氣局面。

當天然氣管網(wǎng)逐漸完善成熟后，多種氣源將進(jìn)入統一管網(wǎng)。隨著(zhù)天然氣氣源的多元化，供氣安全將得到極大提高。

2. 全國性基干管網(wǎng)將繼續擴大和完善

2011年，西氣東輸二線(xiàn)將全線(xiàn)建成投產(chǎn)，屆時(shí)它將取代目前的西氣東輸管道成為國家基干管網(wǎng)的最大主干線(xiàn)。隨著(zhù)新的天然氣資源的發(fā)現和天然氣市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，未來(lái)還將涌現出西氣東輸三線(xiàn)、西氣東輸四線(xiàn)等新的天然氣主干線(xiàn)，從而使全國性天然氣基干管網(wǎng)不斷擴大和完善。

3. 區域性支干管網(wǎng)的規劃建設迅速加強，聯(lián)絡(luò )線(xiàn)不斷增加

目前全國已在川渝、華北、長(cháng)三角等地區形成了較為完善的區域性支干管網(wǎng)。預計隨著(zhù)國家主干管線(xiàn)特別是西氣東輸二線(xiàn)的建成投產(chǎn)，相關(guān)配套的區域性支線(xiàn)管網(wǎng)也必將加快建設，最終在全國大部分地區形成成熟的區域性支干管網(wǎng)，如東北管網(wǎng)、華北管網(wǎng)、華南管網(wǎng)等。

此外，各區域管網(wǎng)之間、各主干管道之間的聯(lián)絡(luò )線(xiàn)建設也將加快，從而大大提高天然氣調配的靈活性和管網(wǎng)供氣的安全可靠性。

4. 地下儲氣庫等設施將形成一定規模

目前，國內除了已建成的大張坨等6座地下儲氣庫外，還有5座地下儲氣庫正在建設當中。其中，京58儲氣庫群（包括京58、京51、永22等3座儲氣庫）的設計總庫容31.08億立方米，總工作氣量19.59億立方米。

2015年前，中國還將規劃建設10余座儲氣庫，總工作氣量超過(guò)60億立方米。通過(guò)積極建設地下儲氣庫等配套設施，將大大緩解調峰壓力，促進(jìn)中國天然氣市場(chǎng)的協(xié)調發(fā)展。

5. 管理模式將不斷優(yōu)化，形成“統一調控、建管分開(kāi)”的管理模式

隨著(zhù)中國新一輪管道建設高峰期的到來(lái)，中國的天然氣管理模式也逐漸轉變?yōu)?ldquo;統一調控、建管分開(kāi)”。所謂“統一調控”，是指把天然氣管網(wǎng)的調度運營(yíng)集中到一個(gè)中心來(lái)進(jìn)行統一管理。

2006年，中國石油成立了北京油氣調控中心，將所有干線(xiàn)管道逐漸集中到調控中心進(jìn)行統一調控。統一調控有利于提高管網(wǎng)的運營(yíng)效率，降低管網(wǎng)的運營(yíng)成本。

所謂“建管分開(kāi)”，是指將管道的建設和運營(yíng)管理分開(kāi)，由不同的部門(mén)分別負責。中國石油已經(jīng)成立了管道建設項目經(jīng)理部，專(zhuān)職負責中國石油旗下油氣管道的建設。這種運行體制有利于調動(dòng)各生產(chǎn)力要素，有利于資源優(yōu)化配置。

綜上所述，中國正處在天然氣管網(wǎng)飛速發(fā)展階段，通過(guò)積極借鑒別國經(jīng)驗并結合本國實(shí)際情況，未來(lái)必將形成“區內成網(wǎng)、區域連通、氣源多元、調運靈活、保安有利、供應穩定”的國家天然氣管網(wǎng)。