摘要:根据《北京城市总体规划》,北京市将加大天然气清洁能源的引进和使用力度,本文从北京市的特殊地位和未来天然气快速发展的实际情况出发,分析了北京市天然气供应安全保障系统建设必须要具备的五个条件。
关键词:城市天然气;安全供应系统;储备
根据国务院批复的《北京城市总体规划》(2004~2020),为确保北京市2008“绿色奥运”目标的实现和经济发展需要,北京将加大天然气等清洁能源的使用力度。2008年北京天然气需求量为50~60亿立方米,2010年天然气需求量60~70亿立方米,2020年天然气需求量120亿立方米。北京市天然气的发展,将成为北京市国民经济中的重要组成部分,为维系北京市的经济安全及能源、经济与环境的协调发展,实现北京市的现代化目标等,提供重要保障,也必将发挥极其重要的作用。
发展城市天然气业,气源是基础,天然气资源是天然气市场发展的前提;用户是关键,只有正确选择天然气用户目标,才能使天然气市场得以迅速发展;输、配系统则是沟通气源与用户的必不可少的中间环节,完善的基础设施(包括长输管线和城市供配气管网)是天然气市场走向发展和成熟的主动措施。从北京市的特殊地位和未来天然气快速发展的实际情况出发,气源如何保障供应,长输管线能否满足要求,城市配气设施的建设方案,上、中、下游如何共同确保北京市长期、稳定、安全供气等问题已提上议事日程。此次“气荒”己使维护北京市的供气安全问题越来越显得十分紧迫,凡事“预则立,不预则废”,北京市必须建立全面的天然气供应安全保障体系,防患于未然,有备无患,以期全面应对突发性供气中断,确保天然气供应的安全性、可靠性、连续性和稳定性。
天然气行业是网络依赖型行业,上、中、下游互相依存发展,因此北京市天然气供应安全保障体系方案是一个包括多方面的系统工程,但以下五个条件却是要必须具备的:
(1)气源多元化(包括供气企业多元化);
(2)管道输气系统网络化;
(3)储气库(含战略储备)协调供需稳定化;
(4)城市天然气输配系统建设和系统的应变能力;
(5)城市天然气需求测管理。
1 气源多元化
为确保城市(区域)供气的安全可靠,必须建立完善的天然气供应体系,而多气源供气是该体系的重要组成。欧洲成熟的天然气市场至少有三种气源,其中任何一种气源供应量最多不超过50%,且所有的气源可通过公用运输设施相连接。
北京市的天然气目前由华北油田和陕甘宁气田供应。其中,中石油旗下的陕甘宁气田的供应量占95%左右,其余由华北油田供应。北京寄予厚望的陕京二线,其气源地仍是陕甘宁气田。
而根据国外天然气市场开发和利用的经验教训,单气源、单供应商对单一城市(用户)的供气安全可靠性具有严重的局限性和缺陷。因为气源无一不逐渐衰减,难以保证长期有足够稳定的天然气供应;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,北京应该按照市场交易原则,积极投资气源开发建设,寻求天然气资源的控制;必须减少对单一供气源单一供应商的依赖,走多气源供应这一条路,这是保障北京市供气安全的必由之路。
1.1 用足用好陕甘宁地区的天然气资源
给北京供气的长庆气区天然气资源分布在鄂尔多斯盆地,包括有长庆、苏里格、榆林、长东和乌审旗五个气田。到2002年底,长庆气区探明、控制加预测,三级储量总和达到21762.24×108m3,天然气储量基础雄厚。通过控制、预测储量和剩余资源量的转化升级,预计未来10年多的时间具备新增探明地质储量8200×108m2的潜力。
到2014年,长庆气区可具备200×108m3/a的生产能力,年外供182×108m3/a的商品气量,除满足陕京一线、周边市场和气田自用气62×108m3/a外,可向陕京二线年供应商品气120×108m3/a。
北京应继续和中石油密切合作,加快陕京二线和城市输配系统建设,用足用好陕甘宁地区的天然气资源,使长庆气区成为北京市的主供气源。
1.2 尽快引进LNG
液化天然气(LNG)使天然气以液态形式存在,实现了天然气的液态储运,从而使天然气的远洋贸易成为可能,促进了全球天然气贸易的发展。随着液化成本的降低,LNG的出口量以每年8%的速度增长。目前,LNG用量占全球燃气市场的5.6%,成为多气源供应中的重要形式。由于LNG的产量不断增加,成本不断下降,它已经能够和管输天然气相竞争。世界范围内,LNG供大于求,是买方市场。
对城市供气而言,在管道供气的同时,引进LNG,具备了天然气另一种运输方式的气源,为安全可靠供气提供了多一份保障。再其次,当前以及将来,世界能源的资源越来越紧张,现有条件下,尽可能利用国外资源,减少国内资源的消耗量,是可持续发展的要求,许多国家无不如此。不仅西方发达国家广泛使用LNG,许多发展中国家也大量进口LNG,如印度通过进口LNG,到2025年印度能源总量的28%将由天然气供应。
因为一立方米LNG,经气化可以转变为约600立方米的天然气,两座16万立方米的储罐最大可储存约1.92亿立方米天然气,所以利用LNG气源调节灵活的特点,可以作为天然气调峰问题的有效手段。
早在几年前,北京曾研究过引进LNG问题,但由于当时北京天然气用气量不大,加上LNG成本较高,港口接收码头建设投资大等诸多因素,此工作进展不大。目前,中石油、中海油都在进行引进LNG研究工作,且市场目标以北京为主。北京应高度关注,寻求多方合作,与天津、河北等省市联合建设大型LNG接收站,尽快引进LNG,实现陆地、海上气源相互补充,互为备用,提高天然气使用的防备能力。
1.3 关注华北油田资源
华北油田位于华北平原东部,勘探面积近20km2。探区内有天然气资源1753×108m3左右,已探明273×108m3,探明程度仅有15.6%。到目前为止,天然气剩余可采储量为43.4×108m3。
华北油田距离北京市近,位置优越,输送距离短,供气量虽不大,但利用十分方便。华北油田天然气资源是北京市补充气源,不能放弃。
1.4 重视俄罗斯天然气资源
俄罗斯拥有世界上最丰富的天然气资源,是名副其实的天然气大国,储量、产量、出口量、干线管道长度及天然气公司的规模等均居世界首位。
俄罗斯天然气资源量236.15×1012m3,主要分布在北高加索、蒂曼—伯朝拉、伏尔加—乌拉尔、西西伯利亚、东西伯利亚及远东萨哈林六大油气区。其中,东西伯利亚油气区是我国规划建设满洲里—沈阳—北京主干管道的供气源。根据中俄双方初步分析确定,中国每年可从满洲里入境300×108m,商品气,其中中国留用200×108m3/a:东北地区目标市场为120×108m3/a,另有80×108m3/a经沈阳输至北京,满足环渤海地区目标市场的需求。其中北京市将留用(30~40)×108m3/a,成为长庆气区接替气源,满足2020年前后北京市天然气利用的需求。
北京在积极入主国内天然气资源的同时,应大力参与国际能源开发项目,并在其中拥有发言权。
1.5 不可忽视LPG
在未引进陕甘宁天然气以前,液化石油气(LPG)在北京市的燃气发展中发挥了巨大的作用,现在当天然气成为城市主气源的同时,液化石油气仍是城区的补充气源,而在郊区县,液化石油气则是燃气的重要组成部分。目前全市LPG年消耗量约50万吨,还有用户120万户。
在未来,北京市天然气利用即使高度普及,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,特别是一些特定的市场领域,如车用燃料、小型餐饮业和工商业燃料等。预计2010~2020年LPG需求量在70~75万吨/年左右,LPG与天然气将长期共存。
2 管道输气系统网络化
所谓管道输气系统网络化,是以连接各气源的基干管道大动脉为“纽带”,与相关支、干线管道合纵连横,形成纵横交错多气源(多头)的供气网状管道输气系统,这是应对突发事件,实现天然气灵活调配、保障供气安全的必备手段和唯一选择。
我国川渝地区天然气管网比较发达,输气管线长度占我国总管线的一半,因此市场需求增长稳定,市场区域不断延伸,市场开发由以产定销向以销定产转变,使天然气工业成为四川省的支柱产业之一。
目前乃至今后,长庆气区向北京市供气的基干管道主要是已建成的陕京一线和即将建成的陕京二线两条管道。
另外,琉璃河—永清输气管道,是北京市夏季用气低峰时,陕京一线向大港油田地下储气库注气的专用管道:永清一大张坨(大港分输站)管道,是陕京一线管道在大港油田的地下储气库与永清分输站之间的连接线,可双向输送天然气;永清—北京东郊门站输气管道,是北京冬季调峰时的专用管道;港清复线输气管道,是地下储气库所在地的港清分输站至永清分输站之间的复线管道;港清分输首站—港沧首站输气管道,为大港油田天然气与地下储气库在港清分输站的连通线。通过上述5条管道,将长庆、华北、大港三气源的资源与地下储气库相连,构成了华北地区天然气采、输、配为一体的局部区域管网。
华北油田天然气资源进京输气管道有两条:永清—北京焦化厂输气管道和永清—北京潘家庙输气管道。
北京市天然气利用处于快速发展期,管道输气系统网络还不够完善,还没有和国内其他天然气管线联网。随着天然气储量和产量的快速增长及进口天然气的实施,我国天然气管道建设迎来了新的发展时期。西气东输管道工程建设,涩宁兰管道工程建成投产,以及陕京二线管道工程,忠武线管道工程、冀宁线等管道工程的启动和进口天然气管道工程前期工作取得积极进展,拉开了21世纪中国干线输气管道工程规划建设的序幕。
管道输气系统网络的建设主要依粮于“中游”管道输气公司,但北京市以参股的形式,参与了陕京一线和陕京二线的建设。随着上述管道的实施、全国天然气管网骨架雏形和环渤海地区区域管网的形成,北京市输气管网也将日臻完善。
因此,北京应继续关注输气管线建设,采取多种形式投资可保证北京供气安全的管网的建设。
3 储气库协调供需稳定化(应急与调峰)
3.1 调峰
干线输气管道与北京市天然气市场之间始终存在着管道输气均衡性与市场季节、昼夜、小时用气不均衡性的固有矛盾。北京市天然气市场采暖用气量大,是夏季用气量的6~7倍,加上远离供气源,天然气运距和运时长,又大大加剧了这一矛盾。随着北京市未来天然气需求量的快速增长,市场用气的不匀衡性矛盾将会更加突出,季节性用气峰谷差将日益增大。
为了避免季节用气负荷的增减而带来的用气量峰谷差给北京市国民经济发展和社会稳定带来不利影响,必须在距北京市较近的地区,建设有效工作气量满足调峰要求的地下储气库设施,由地下储气库平衡季节不均匀用气,这是化解这种供需矛盾、保障北京市天然气供需平衡的有效手段。
围绕陕京一线,在大港油田已建成大张坨地下储气库、板876地下储气库和板中北高点(一期)三座地下储气库。其中大张坨地下储气库调峰能力1000×104m3/d、板876地下储气库调峰能力300×104m3/d、板中北高点(一期)地下储气库调峰能力300×104m3/d。
陕京二线2005年7月建成投产,作为陕京二线配套的二期工程板中北高点(二期)地下储气库也将投入运行,最大供气能力将达到910×104m3/d。届时,三座地下储气库的工作气量为18.84×108m3。
按到2010年北京市用气80亿立方米、2020年北京市用气120亿立方米估算,鉴于北京市这一特殊的政治中心和环境保护的要求,北京地区的天然气地下储气库的保障程度应占天然气总消费量的30~40%,则北京地区的地下储气库总的调峰气量应该在40~50亿立方米,而总库容必须达到80~100亿立方米。
就是说还需要新建30亿立方米调峰气量的地下储气库。由于地下储气库建设工作周期很长,因此,从现在开始,应着手规划建设新的地下储气库。根据中石油《陕京二线地下储气库预可行性研究》的结论,陕京二线配套地下储气库将优先选择在华北油田范围内。经库址筛选、地质评价和方案对比,推荐了4个库址,其中3个是华北油田的油气藏库址:文23气藏、京58气顶油藏和任11山头,第4个是华北北部地区的风河营浅层含水结构。井提出了满足陕京二线调峰的最优方案:文23气藏和任11山头组合建库。对此,北京有关部门应随时跟踪,了解进展情况。
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