我国城市天然气发展概况及其存在问题与对策

我国城市天然气发展概况及其存在问题与对策 国家建设部专家委员会燃气专家组成员 武利亚 摘要：本文为中国能源网 2005 年 6 月，以城市天然气应用和安全供应为主题，举办的 05 天然气应用研讨会上的国家建设部专家委员会燃气专家组成员，中国能源网研究中心专家委员 会委员武利亚女士的主讲发言，发言从我国城市天然气发展状况和输配气管网特点，用其特性， 分析了我国城市天然气发展存在的问题，并提出对策建议。 关键词：天然气 能源供应 城市设施 政策建议城市天然气合理应用和供应安全研讨会 主讲人简介：武利亚 教授级高工、清华大学管理学硕士；国家建设部专家委员会燃气专家组成员，中国能源 网研究中心专家委员会委员；现任北京市政管理委员会委员（正局级） ，曾任北京市政管理委员 会公用局副局长，主管城市基础设施项目计划、规划、融资、外债管理、外经外贸等，及曾任 北京市燃气集团有限责任公司董事、总经理，多年来一直从事城市能源的规划、设计、水气热 项目前期论证与后期管理。 一、 “十五”计划期间我国城市天然气发展处于高速增长时期 （一）天然气在城市一次能源的比重逐步增加，消费量迅速增长 多年来，我国城市天然气一直在城市能源结构中处于辅助性，稀缺性状况，只有在极少 数城市，特别是一些东部特大型城市和部分靠近资源产地的城市中有所体现，在城市一次能源 中的比重，大多在 1%左右或更少。城市的一次能源以煤为主的状况，一直没有改变，煤炭的直 接燃烧，特别是在采暖和炊事方面的分散燃烧导致城市大气污染严重，煤灰、煤渣的运输和处 理也成为城市垃圾的难题。 中 国 城 市 天 然 气 年 使 用 量 增 长 情 况 表 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 1995 1999 2000 2001 2002 2003 万立 方米 北 京天 津 上 海 （二）天然气在城市中的利用范围逐步扩大 由于受天然气资源的短缺等条件限制，过去我国的天然气主要作为化工和化肥的原料，很少 作为燃料，因此大多数使用天然气的城市也主要用其解决居民炊事用气问题及部分必须用气体 燃料进行工艺加工的工业如玻璃、陶瓷等。但是随着更多的天然气资源作为能源进入城市，天 然气的使用范围也在逐步扩大。以北京为例，由于天然气作为清洁能源的使用与绿色奥运密切 相关，近几年来，北京市将天然气大量用于建筑采暖用能，使得天然气在采暖等过去以煤为主 的用能领域有大幅度增长。 1995 年后北京市天然气用量及其用气结构 年度 居民 公共服务业 工业 采暖 发电 汽车及其它 总量 1990 年 27.3 7.5 0.7 35.5 1995 年 60.0 29.2 20.8 111.0 2000 年 214.9 220.4 39.7 474.8 95.2 1045.0 2004 年 478.9 301.6 73.4 1454.6 47.1 2356.0 2010 年 800.0 500.0 320.0 3250.0 2000.0 130.0 7000.0 单位：百万立方米 1995 年后北京市天然气用量及其用气结构百分比 年度 居民 公共服务业 工业 采暖 发电 汽车及其它 1990 年 76.9% 21.1% 2.0% 1995 年 54.1% 26.3% 18.7% 中 国 城 市 天 然 气 使 用 增 长 比 率 表 0.00%10.00% 20.00%30.00% 40.00%50.00% 60.00%70.00% 80.00%90.00% 100.00% 1995 1999 2000 2001 2002 2003 北 京天 津 上 海 1995年 后 北 京 市 天 然 气 用 量 及 其 使 用 结 构 0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 3000.0 3500.0 1990年 1995年 2000年 2004年 2010年 百万 立方 米 居 民 公 共 服 务 业 工 业 采 暖 发 电 汽 车 及 其 它 2000 年 20.6% 21.1% 3.8% 45.4% 9.1% 2004 年 20.3% 12.8% 3.1% 61.7% 2.0% 2010 年 11.4% 7.1% 4.6% 46.4% 28.6% 1.9% （三）全国性的天然气输气网络正处于初步形成阶段 我国的天然气输气一直处于从生产地到终端使用地的单线、串接状态，随着用气城市的 增加和西气东输干线的建设以及东南地区 LNG 站的建设，多个气源站、点的出现，使得部分地 区、部分城市间的输气干线开始向网络雏形发展，但是还很不完善，尚不具备发达输气管网特 征，距离安全供气和不间断供气的要求还存在较大差距。从全国的角度考虑，我国的输气干线 与发达国家还有巨大差距。 全国主要输气干线示意图 全国天然气管线示意图 1995年 后 北 京 市 天 然 气 用 量 及 使 用 结 构 百 分 比 0% 20% 40% 60% 80% 100% 1990年 1995年 2000年 2004年 2010年 居 民 公 共 服 务 业 工 业 采 暖 发 电 汽 车 及 其 它 北京地区输气干线示意图（含天津） 上海地区输气干线示意图 陕京输气系统示意图 天 津 衙门口门 站 永清分输 站 大张坨储气库 沧州化肥 厂 通州 站 529 660 426 660 大港压气 站 琉璃河分输 站 66 0 71 1 711 711 660 660 457 406 406 小卞庄分 输站 大港 分输站 板 876储气库 板中 北 储气 库 汪庄子分输站 四川北 干线 管径： 720mm 长度： 297公里 设计压 力： 4.0MPa 输气能 力： 15108 m3/a 建成时 间：1987 年 已建 输气 管道 规划 输气管 道 广东、深圳示意图 法国全国天然气输气干线示意图 法国共从五个国家门站进口天然气，北部三个为管道燃气，南部两个为液化天然气 （LNG） ，年输气量 500 亿立方米，长输高压管道 31,185 公里，15 座地下储气库，储气能力 99 亿立方米。 二、我国城市天然气配气网络的主要形式和特点 （一） 配气管网模式 目前我国已使用天然气的城市中大多数之前已存在着人工制气为主的城市配气网络，且 由于大多受城市原人工制气气源厂、站布局的条件和出厂燃气压力（人工煤气一般出厂压力在 压缩机后不超过 3Mpa）以及气源厂建设时期不同（气源建设愈早，与城市后期的发展愈不协调， 管网进行规划修改调整的愈多）等因素的制约，使得城市燃气系统存在许多不尽合理之处。由 于城市人工制气气源有的是由多个气源连成一个网络，有的由于城市规模或是气源能力、资源 条件等多方面的限制，仅有一个气源，由此形成的配气网络也各有不同。当天然气到达该城市 或地区后，一般是沿输气干线为一个城市甩出一个单独接收门站，再与原有网络连通。主要形 式有两种： - REFENC -EMTEUR 3 09/6/ 24 GDF CM GSO Undergound Storage Lusagnet Izt Soings Etrez Tersan Mosque Cervile Beys St -Clair Germigny Pays -Bas Norvge(16 Gm3) TaisniresC.EI. (8 Gm3)Obergailbch Algrie (6 Gm3)Fos acq Chemry -la Ronde t -Ili Algrie Nia(8 Gm3) Montir ounay France Gas infrastructres (ga volumes in 20) Laru (2 Gm3) Norvge (12 G3) Dunkrque Oltingue (5 Gm3) 1、城市网络已形成多种压力级制的环形网络，多个气源或来气方向分别按照不同的压力 接入不同压力级别的环网。 2、配气网的高压部分为枝状结构，中、低压部分为网状结构。 例：北京（模式 1）另一个典型城市或地区（模式 2） 北京市区燃气管网规划示意图 而对于原来没有任何管道燃气设施的城市来说，完全可以按照天然气的特点规划、建设 全新的更符合城市发展要求的配气网络，而不必受到原有系统的限制。 例：珠海市或深圳市 （二）配气管网压力级制及其特点 由于城市规模的不同，城市天然气管线一般要有不同的压力级制形式 按照建设部燃气规范规定： 城市天然气管线压力级制（建设部规范） A 2.5P4.0高压 B 1.6P2.5 A 0.8P1.6次高压 B 0.4P0.8 A 0.2P0.4中压 B 0.01P0.2 低压 P0.01 （单位：MPa） 一般来说，中等规模的城市只需要设置次高压等级的管线，大城市、特大城市或城市群 之间需要设置高压管线。 （三）城市天然气用气规律及其特点 当城市用气以炊事为主时，用气规律一般呈早、中、晚三个高峰，由于夜间用气量较少， 低谷状况较明显，一般日不均现象较突出。冬夏季虽然总量变化有所差别，但用气规律变化不 大。 例：举北京早期日用气不均匀系数曲线 而当城市用气以采暖为主时，冬季与夏季的用气需求量将发生巨大的变化，也就是季节 差成为主导矛盾；日用气规律也有了很大不同，冬季的日用气已经没有了明显的峰谷差，且用 气量与室外空气温度将有比较明显的函数关系。 举例：1、冬季日气量变化曲线 2004 年 12 月 10 日小时用气变化表 2、 季周随气温度变化曲线 2004 年 12 月 19 日25 日日用气量虽温度变化表 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 民 用工 业 小 时 流 量 （ 万 立 方 米 ） 0 20 40 60 80 100 120 10日 8时 10日 9时 10日 10时 10日 11时 10日 12时 10日 13时 10日 14时 10日 15时 10日 16时 10日 17时 10日 18时 10日 19时 10日 20时 10日 21时 10日 22时 10日 23时 10日 24时 11日 1时 11日 2时 11日 3时 11日 4时 11日 5时 11日 6时 11日 7时 （万立方米） 3、年负荷变化曲线 三、城市天然气供应中出现的主要问题 1、气源单一，系统脆弱，一旦气源或供气主干线发生问题，将直接造成城市供气中断， 影响巨大，以致影响社会安定。 2、用气领域单一，冬夏负荷差造成燃气设施能力夏季闲置，冬季高峰时间超负荷运行， 运行成本居高不下。 3、对储气的依赖性较强，事故储气问题都没有得到解决，尤其南方地区因无合适地质构 造储气问题更大。 4、城市燃气设施缺乏严格质量标准控制。 5、城市政府对燃气企业注重投资和发展较少关注行政监管与服务质量的提高。 6、城市燃气企业和天然气开发、输送企业的价格机制不明确，口径不一。 四、对策 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 -0.2 -5.2 -4 -5 -5.4 -7 -6.5 2004年 销 售 量 (万 立 方 米 ） 0 10000 20000 30000 40000 50000 一 月 二 月 三 月 四 月 五 月 六 月 七 月 八 月 九 月 十 月 十 一 月 十 二 月 1、加强对不同规模城市燃气管网供应安全的评价及其从规划阶段就要实施的系统安全标 准的控制与监督。 2、对企业成本和燃气价格要有明确的符合市场规律的管制政策和管制程序 中央政府要建立从源头一直到终端消费者的不同的价格管理规定与跟踪机制，既要防止 企业暴利影响国计民生，又要防止价格与成本与市场脱勾的不合理性给企业带来损失，建议应 由国家发改委牵头制定和实行新的、能够包括住从上游到下游的天然气生产、输送、销售链的 价格审查、核定、听证体系。特别是当前在没有