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【論文精選】《城鎮燃氣設計規范》儲氣調峰條文修訂建議

2019-03-17 14:51 5

作者:閻海鵬,馬俊峰,韓旭

第一作者單位:中國市政工程華北設計研究總院有限公司? 城市燃氣熱力研究院

摘自《煤氣與熱力》2019年3月刊

1? ?概述

2017年以來,受宏觀經濟增速回升、主要用氣行業市場改善、環保政策推動、天然氣相對于競爭能源的價格競爭力回升等因素共同推動,我國天然氣消費增量創歷史新高,天然氣產量和進口量同比大幅增加。根據2018年1月31日和2019年1月31日國家發展和改革委員會發布的《2017年天然氣運行簡況》、《2018年天然氣運行簡況》,2017年我國天然氣消費量為2 373×10

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,同比增長15.3%;2018年我國天然氣消費量為2 803×10

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,年消費增量430×10

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,同比增長18.1%;2018年全國城市天然氣年消費量達1 092×10

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,同比增長16.5%。由于消費量的持續快速增長,2018年我國天然氣對外依存度大幅上升,根據2019年1月14日國家海關總署發布的《2018年12月全國進口重點商品量值表》,2018年我國天然氣進口總量為9 038.5×10

4

?t(約1 257×10

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),同比增長31.9%,對外依存度已達44.7%。

與天然氣消費量高速增長和氣源對外依存度大幅上升形成鮮明對比,我國的天然氣儲備設施建設相對落后。根據2018年4月26日國家發展和改革委員會發布的發改能源規[2018]637號文件《關于加快儲氣設施建設和完善儲氣調峰輔助服務市場機制的意見》,目前我國天然氣地下儲氣庫工作氣量僅占年消費量的3%。

天然氣儲備是其供應鏈中的重要組成部分,截至2015年,世界各國天然氣儲備量占年消費量比例的平均水平為12%~15%。美國已建成天然氣儲氣庫419座,儲氣量占年消費量的17.4%

[1]

;加拿大已建成儲氣庫55座,儲氣量占年消費量的20.1%;俄羅斯已建成儲氣庫26座,儲氣量占年消費量的18%

[1]

;德國已建成儲氣庫46座,儲氣量占年消費量的30.7%;其他歐洲國家天然氣儲備能力一般也達到年消費量的15%以上,均遠高于我國。根據國際天然氣聯盟(IGU)的經驗數據,當天然氣對外依存度超過30%時,儲氣設施工作氣量應達到年消費量的12%以上。2018年我國天然氣的對外依存度已接近45%,工作氣量僅占全年消費量3%的儲氣庫規模顯然存在嚴重的能源安全隱患。

2? ?政策要求

天然氣儲備能力不足也是2017年冬季“氣荒”的直接原因,“氣荒”問題產生了巨大的社會反響,充分暴露出當前我國天然氣產供儲銷體系不完備,產業發展不平衡、不充分的突出問題。近年來,中共中央、國務院、國家發改委出臺了一系列政策,以深化油氣改革為主導,重點強調了補足天然氣儲氣調峰短板的要求,具體如下。

①中共中央、國務院中發[2017]15號

2017年5月,中共中央、國務院發布中發[2017]15號文件《關于深化石油天然氣體制改革的若干意見》,天然氣體制改革頂層設計方案初步確定。該意見明確提出“建立天然氣調峰政策和分級儲備調峰機制”等要求。

②國家發改委發改能源規[2018]637號

2018年4月,國家發展和改革委員會發布發改能源規[2018]637號文件《關于加快儲氣設施建設和完善儲氣調峰輔助服務市場機制的意見》。該意見明確了供氣企業和管道企業承擔季節(月)調峰責任和應急責任。其中,管道企業在履行管輸服務合同之外,重在承擔應急責任。城鎮燃氣企業承擔所供應市場的小時調峰供氣責任。地方政府負責協調落實日調峰責任主體,供氣企業、管道企業、城鎮燃氣企業和大用戶在天然氣購銷合同中協商約定日調峰供氣責任。要求至2020年,供氣企業、縣級以上地方人民政府和城鎮燃氣企業分別需要負責承擔的儲氣能力指標是年合同銷售量的10%、本行政區域3 d年平均日消費量、年用氣量的5%。

③國家發改委發改辦運行[2018]563號

2018年5月,國家發展和改革委員會發布發改辦運行[2018]563號文件《關于統籌規劃做好儲氣設施建設運行的通知》。該通知要求,以省級為單位在2018年上半年制定儲氣設施建設專項規劃,根據本區域儲氣設施建設需要、管網建設聯通等實際情況,因地制宜,合理布局,科學選址,集中建設為主,加快推進地下儲氣庫、沿海LNG接收站和重點地區集約、規模化LNG儲罐建設,避免分散建設、“遍地開花”。

④國務院國發[2018]31號

2018年9月,國務院發布國發[2018]31號文件《關于促進天然氣協調穩定發展的若干意見》。該意見要求按照新的儲氣能力要求(具體要求與發改能源規[2018]637號文件基本一致),修訂《城鎮燃氣設計規范》。

⑤住建部建標標函[2018]207號

2018年10月,住房和城鄉建設部以建標標函[2018]207號文件立項開展《城鎮燃氣設計規范》局部修訂工作。

3? ?現行城鎮燃氣相關規范儲氣調峰條文

全文強制國家標準GB 50494—2009《城鎮燃氣技術規范》第3.1.3條對城鎮燃氣調峰和儲備提出了原則性要求。

國家標準GB 50028—2006《城鎮燃氣設計規范》(以下簡稱GB 50028—2006)中未涉及城鎮燃氣應急儲備的內容,其對調峰要求的相關條文共有2條,分別是第6.1.4條、第6.1.5條。

國家推薦標準GB/T 51098—2015《城鎮燃氣規劃規范》(以下簡稱GB/T 51098—2015)中關于城鎮燃氣調峰的條文有4條,第7.1.1~7.1.4條;關于城鎮燃氣應急儲備的條文有3條,第7.2.1~7.2.3條。

4? ?規范修訂問題思考與建議

4.1??規范修訂問題思考

①調峰、儲氣的概念和相互關系

應明晰調峰、儲氣的概念和相互關系,并針對不同氣源類型的調峰、儲氣,在總體保障要求的基礎上分別提出要求。

調峰解決管道燃氣用戶用氣的不均勻性問題,是輸配系統正常工況下日常運行的需要,調峰的方式有多種,儲氣是諸多調峰方式中的一種,不是唯一的方式。儲氣除用于調峰外,還具有應急和戰略保障等用途。城鎮燃氣氣源種類較多,各類氣源生產運行特點不同,情況較為復雜。目前相關政策文件中涉及上、下游調峰儲氣的要求所針對的對象僅為管道天然氣氣源。

GB 50028—2006作為用于城鎮燃氣設計的技術性規范,其對管道供氣的其他氣源類型的可靠性和保障性的要求應該與管道天然氣是一致和統一的。人工煤氣、液化石油氣(LPG)管道供氣與天然氣管道供氣采取的儲氣方式不同,其調峰可通過調節氣源生產能力來實現,應急和戰略保障可以通過調節氣源生產能力和儲存原料來實現。因此,規范應根據氣源特點,在滿足必要性、經濟性和可操作性前提下,針對不同氣源類型的調峰、儲氣分別做出相應的規定;針對城鎮燃氣管道供氣方式,使用“氣源能力儲備”一詞對氣源的保障(包含調峰)提出總體性的要求。

②調峰責任主體

GB 50028—2006第6.1.4條明確了采用天然氣作氣源時,城鎮燃氣月、日調峰應由氣源方統籌解決;第6.1.5條第2款明確了采用天然氣作氣源時,小時調峰宜由氣源方解決,不足時由城鎮燃氣輸配系統解決。

發改能源規[2018]637號文件指出:“月調峰由氣源方解決,小時調峰由下游城鎮燃氣企業解決,日調峰由縣級以上地方人民政府負責協調落實日調峰責任主體,供氣企業、管道企業、城鎮燃氣企業和大用戶協商約定日調峰供氣責任。”

GB 50028—2006與發改能源規[2018]637號文件關于日調峰和小時調峰的責任主體劃分存在差異。此外,GB 50028—2006作為工程技術規范,針對具體的燃氣設施,無法對地方人民政府的責任行為做出規定。

③儲氣責任量化

GB 50028—2006對城鎮燃氣輸配系統月、日、時調峰提出了功能、性能要求,未對用于調峰之外儲氣設施的設置做出量化規定。國發[2018]31號文件對城鎮燃氣企業儲氣能力指標要求是年用氣量的5%,折合年平均日用氣量的用氣時間為18.25 d。規范應據此制定條款體現城鎮燃氣輸配系統儲氣能力的總體的、基本的指標要求。

此外,根據經驗數據,城鎮燃氣輸配系統小時調峰氣量一般為計算月平均日用氣量的40%~60%,月高峰系數一般為1.1~1.3,則小時調峰氣量為年平均日用氣量的44%~78%。可見年平均日用氣量18.25 d的儲氣量指標遠大于城鎮燃氣輸配系統所應承擔的小時調峰氣量。對于超出的部分可考慮歸入應急儲備、戰略儲備,以及經縣級以上地方人民政府協調后確需城鎮燃氣輸配系統解決的日調峰氣量等,其中對于應急儲備能力的量化要求可與GB/T 51098—2015第7.2.2條規定的“城鎮燃氣應急儲備設施的儲備量應按3 d~10 d城鎮不可中斷用戶的年均日用氣量計算”協調一致。

④儲氣規模計算基數

GB 50028—2006第3.1.1條規定:“設計用氣量應根據當地供氣原則和條件確定,包括下列各種用氣量:1 居民生活用氣量;2 商業用氣量;3 工業企業生產用氣量;4 采暖通風和空調用氣量;5 燃氣汽車用氣量;6 其他氣量。注:當電站采用城鎮燃氣發電或供熱時,尚應包括電站用氣量。”

GB 50028—2006定義的城鎮燃氣用戶類別與目前城鎮燃氣企業實際發展用戶的情況是一致的。而國家發展和改革委員會對管道天然氣用戶的一般分類是“工業燃料、城市燃氣、發電、化工”,國發[2018]31號文件要求的“城鎮燃氣企業年用氣量”可理解為不包括“工業燃料、發電、化工”。因此,目前由城鎮燃氣企業供應的工業燃料、發電等用戶所需儲氣量是不應計入到城鎮燃氣企業承擔的儲氣規模內的。鑒于目前城鎮燃氣企業所供應工業用戶、電廠用戶類型較多、規模差異較大,有時不易劃分儲氣責任歸屬,因此,在按照政策文件規定執行困難或劃分不清時,對城鎮燃氣企業所供應電廠用戶和工業用戶的儲氣責任應以合同來明確歸屬。為此,規范表述宜將城鎮燃氣企業供應的“不可中斷用戶用氣量”作為確定所承擔儲氣規模的計算基數。

⑤儲氣方式和輸送保障

管道天然氣的氣源能力儲備通常有地下儲氣庫、LNG儲罐、氣態儲罐、氣田調節生產、高壓管道儲氣、發展調峰用戶等多種方式。政策文件對儲氣能力落實的設施要求已明確為“以地下儲氣庫和沿海LNG接收站為主、重點地區內陸集約規模化LNG儲罐為輔”。因此,規范應明確依不同地理位置和地質構造條件選擇儲氣設施的原則

[2]

,突出“因地、因需制宜”和“集約規模化、避免遍地開花”的導向。同時在落實政策文件提出的“構建多層次儲備體系”和“以管網互聯為支撐”的要求時,還應體現出在應急、戰略、調峰狀態下必須實現管網互聯互通

[3]

,將氣源儲備安全、穩定、可靠地輸送并向用戶供應。

⑥可替代氣源用于儲備的原則

管輸天然氣在我國大量推廣使用之前,很多城市采用液化石油氣混空氣作為替代天然氣的過渡氣源,積累了豐富的經驗。經過多年的市場化發展,液化石油氣具有來源豐富、購銷靈活、儲運便捷的特點,當作為主力氣源的天然氣短缺時,采取液化石油氣混空氣作為天然氣的緊急備用氣源

[4]

具有非常重要的實踐價值。此外,液化石油氣混空氣、礦井氣、煤制氣等相互之間都具有作為可替代氣源的可能。

4.2? 規范修訂問題建議

根據上述思考,筆者建議:對于GB 50028—2006,第6.1.4條重新編寫,明確氣源能力儲備的總體要求;原第6.1.4條與原第6.1.5條第2款合并為新6.1.5條,明確調峰問題的責任主體;原第6.1.5條第1款修訂為新第6.1.6條;補充應急儲備、戰略儲備相關規模要求新條款第6.1.7條和第6.1.8條;補充和完善儲氣方式選擇原則的新條款第6.1.9條、第6.1.10條;補充保障輸送能力要求的新條款第6.1.11條;補充關于可替代氣源用于氣源能力儲備原則性要求的新條款第6.1.12條。新條文的具體內容如下。

6.1.4 城鎮燃氣應具有合理可靠的氣源能力儲備,氣源能力儲備應由氣源可調節能力及原料儲量、調峰儲備量、應急儲備量、戰略儲備量、可替代氣源能力及原料儲量等構成。對于管道供應城鎮燃氣的輸配系統,其氣源能力儲備不應小于不可中斷用戶年平均日用氣量18.25 d的規模。

6.1.5 當采用長輸管道天然氣作氣源時,城鎮燃氣逐月的用氣不均勻性的平衡,應由氣源方(即供氣方)統籌調度解決;城鎮燃氣逐日的用氣不均勻性的平衡,應由氣源方與需氣方共同協商解決;城鎮燃氣逐小時的用氣不均勻性的平衡,應由需氣方設置的調峰供氣設施統籌調度解決。

需氣方對城鎮燃氣用戶應做好用氣量的預測,在各類用戶全年的綜合用氣負荷資料的基礎上,制定逐月、逐日用氣量計劃。

6.1.6 城鎮燃氣輸配系統的調峰儲備量,應根據計算月平均日用氣總量、氣源的可調量、供氣和用氣不均勻情況及運行經驗等因素綜合確定,且應充分利用氣源的可調量。

6.1.7 應急儲備設施的設置不應小于不可中斷用戶年平均日用氣量3 d的規模,不宜大于10 d的規模。

6.1.8 戰略儲備設施的設置不應小于不可中斷用戶年平均日用氣量7 d的規模。

6.1.9 調峰儲氣方式的選擇應因地制宜,經方案比較,擇優選取技術經濟合理、安全可靠的方案。對來氣壓力較高的天然氣輸配系統宜采用管道儲氣的方式。

6.1.10?應急儲備和戰略儲備

[5]

宜采用集中設置地區性儲備設施的方式,對于天然氣氣源,具備地質條件的地區宜采用地下儲氣庫的方式

[5]

,具備岸線和港口條件的地區宜采用液化天然氣接收站的方式

[5]

,內陸地區宜采用集約化布局的液化天然氣儲備基地的方式。

6.1.11 應保證應急儲備設施、戰略儲備設施等所儲氣源能夠按需輸送至城鎮燃氣輸配系統并實現穩定供氣。

6.1.12 可替代氣源宜用于應急儲備和戰略儲備,可用于調峰儲備。可替代氣源應與主氣源具備良好的互換性。其供氣能力及原料儲量應與所承擔的應急儲備和戰略儲備規模相適應。

5? ?結語

參考文獻:

[1]魏歡,田靜,李波,等.?中國天然氣儲氣調峰方式研究[J].?天然氣工業,2016,36(8):145-150.

[2]陳紅盛.?法國天然氣儲備調峰情況及啟示[J].?煤氣與熱力,2014,34(4):B43-B45.

[3]趙水根,李越,王曉東,等. 特大型城市天然氣儲備與應急調峰[J]. 煤氣與熱力,2013,33(11):B08-B12.

[4]饒能,應援農. LPG混空氣作為天然氣緊急備用氣源的可行性[J]. ?煤氣與熱力,2007,27(4):29-32.

[5]嚴銘卿,趙夢濤,陳峰,等. 天然氣的儲存和儲備:儲備[J]. 煤氣與熱力,2012,32(11):A24-A28.

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