北京市天然气供应安全保障系统的建设.docx
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北京市天然气供应安全保障系统的建设
北京市天然气供应安全保障系统的建设
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北京市天然气供应安全保障系统的建设
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为确保北京市2008“绿色奥运”目标的实现和满足经济发展需要，北京将加大天然气等清洁能源的使用力度。
20xx年北京天然气需求量（50～60）×108
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，20xx年天然气需求量为（60～70）×108
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，2020年天然气需求量为120×108
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。
发展城市天然气产业，气源是基础，天然气资源是市场发展的前提；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输配管网）是天然气市场发展和走向成熟的主要措施。
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，城市输配设施的建设方案，上、中、下游如何共同确保北京市长期、稳定、安全供气等已提上议事日程。
天然气产业是网络依赖型产业上、中、下游互相依存发展，因此北京市天然气供应安全保障系统是一个多方面的系统工程，但以下5个条件必须具备：
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城市天然气需求侧管理。
1气源多元化
为确保城市（或区域）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部分。
欧洲成熟的天然气市场来自3种气源，其中任何1种气源供应量≤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，中国石油天然气集团股份有限公司（以下简称中石油）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。
根据国外天然气市场发展的经验教训，单气源、单供应商对单一城市（或用户）的供气安全可靠性具有严重的局限性和缺陷。
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，北京应该按照市场经济原则，积极投资气源开发建设，寻求天然气资源的多元化；必须减少对单一气源、单一供应商的依赖，走多气源供应的道路，这是保障北京市供气安全的必由之路。
①用足用好陕甘宁天然气资源
给北京供气的长庆气区分布在鄂尔多斯盆地，包括长庆、苏里格、榆林、长东和乌审旗5个气田。
到20xx年底，长庆气区累计探明储量为11956×108
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，可采储量为7638×108
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，天然气储量雄厚。
通过控制、预测储量和剩余资源量的转化升级，预计20xx年—20xx年有新增探明地质储量为8200×108
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的潜力。
到20xx年，长庆气区可具备130×108
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／a的生产能力，可向北京供应商品气86．3×108
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／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，用足用好陕甘宁天然气资源，使长庆气区成为北京市的主供气源。
②尽快引进LNG
液化天然气（LNG）产业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的出口量每年以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。
在世界范围内，LNG供大于求，是买方市场。
对城市供气而言，在管道供气的时，引进LNG，则具备了另一种运输方式的天然气气源，为安全可靠供气提供了又一份保障。
当前以及将来，世界能源的资源越来越紧张，在现有条件下，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lm3
的LNG经气化可以转变成600m3
的气态天然气，2座16×104
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的储罐最大可储存约1．92×108
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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的有效手段。
目前、中石油、中海油都在进行引进LNG的研究工作，且市场目标以北京为主。
北京应高度关注，寻求多方合作，与河北、天津等省直辖市联合建设大型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，提高天然气供应的应急防备能力。
③关注华北油田天然气资源
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约1753×108
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，已探明储量为273×108
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，探明程度仅15.60%。
到目前为止，天然气剩余可采储量为43．4×108
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。
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。
因此，华北油田天然气资源是北京市补充气源，不能放弃。
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约236．15×1012
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，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6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。
根据中俄双方初步协商确定，每年可从满洲里入境300×108
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。
商品气，其中中国留用200×108
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／a，分配方案为：
东北地区目标市场为120×108
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／a，另有80×108
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／a经沈阳输至环渤海地区，其中北京市将留用（30～40）×108
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／a，成为长庆气区接替气源，满足2020年前后北京市天然气需求。
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。
现在天然气成为城市主气源，LPG仍是城区的补充气源，而在郊区县，LPG则是燃气的重要组成部分。
目前全市LPG年消耗量约50×104
t/a，还有用户120×104
户。
在未来，北京市天然气利用即使高度普及，LPG也将因其造价低、见效快、使用灵活方便的特点，将与天然气同步发展，特别是一些特定的市场领域，如车用燃料、小型餐饮业和商业燃料等。
预汁20xx年—2020年LPG需求量为（70～75）×104
t／a，LPG与天然气将长期共存。
2管道输气系统网络化
管道输气系统网络化，是以连接各气源的基于管道为纽带，与相关支、干线管道合纵连横，形成纵横交错多气源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。
我国川渝地区天然气管网比较发达，输气管道长度占我国管道总长度的50％，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京一线2条管道。
华北油田天然气进京输气管道有2条：
永清北京焦化厂输气管道和永清—北京潘家庙输气管道。
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；水清大张坨（火港分输站）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址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；港清分输首站一港沧首站输气管道，为大港油田天然气与地下储气库在港清分输站的连避线。
通过上述5条管道，将长庆、华北、大港3个气源的资源与地F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。
北京市天然气利用处于决速发展期，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道联网。
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、涩宁兰管道工程以及陕京二线管道工程建成投产，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。
管道输气系统的建设主要依赖于中游的管道输气公司，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道建设，采取多种形式投资，加强供气管网的建设。
3储气库协调供需稳定化
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（月）、日、时用气不均衡性的固有矛盾。
北京市天然气市场供暖用气量大，是夏季用气量的6～7倍。
随着北京市天然气需求量的快速增长，市场用气的不均衡性矛盾将会更加突出，季节性用气峰谷差将口益增大。
因此，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）3座地下储气库。
其中大张坨地下储气库调峰能力为1000×104
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／d，板876地下储气库调峰能力为300×104
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／d，板中北高点（一期）地下储气库调峰能力为300×104
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／d。
陕京二线建成投产后，作为陕京二线配套的板中北高点（一期工程）地下储气库也将投入运行。
最大供气能力将达到910×104
m3
／d。
届时，3座地F储气库的工作气量为1884×108
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。
按北京市20xx年用气量为80×108
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／a、2020年用气量为120×108
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／a估算，鉴于北京市这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与天然气总消费量的30％～40％，则北京地区的地下储气库总的调峰气量应达（40～50）×108
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／a，而总库容必须达到（80～100）×108
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／a，则还需要新建30×108
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/a调峰气量的地下储气库。
由于地下储气库建设期很长，因此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》。
陕京二线配套地下储气库将优先选择存华北油田范围内。
经库址筛选、地质评价和方案对比，推荐了4个库址，其中3个址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，并提出了满足陕京二线调峰的最优方案为义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。
②天然气战略储备
气源或输气管道因突发事件而引起北京市供气中断的可能性是无法完全避免的，因而北京市应建设战略（应急）天然气储备地下储气库作为临时性补充供气源，以应对突发事件，当供气中断时将储气库中的天然气抽出作为替补。
另外，20xx年前后，北京市将开始利用进口管道天然气，而且随着时间的推移，进口气量所占的比例也将越来越大。
因此，面对未来，保障北京市进口天然气资源长期稳定供应，确保北京市天然气供应安全，建立规模适当的进口天然气战略储备设施是解决进口天然气供应安全的现实可行的途径。
发达国家为保证能源供应安全都建设了完善的石油、天然气战略储备系统，据有关资料，国外天然气储备量为17～110d的用气量。
我国大规模应用天然气刚刚开始，天然气战略储备系统还没有实质性的考虑。
从长远来看，规划天然气战略储备系统十分必要随着我国用气规模的不断增长，储备量电要相应增加，即战略储备要动态发展。
按照国外天然气安全储备的情况，我国的天然气储备可由政府与企业共同承担，以政府为主；储备规模可远近期结合，近期储备量为15d的用气量，远期储备量为30d的用气量。
储备方式可采用LNG或地下储气库。
LNG储备可以充分利用国际资源，缓解石油进口压力，实现能源供应来源多样化，在国际上是普遍认同的模式，也适合中国的实际情况。
为此，建议在北京市周边地区建立进口天然气战略储备设施。
4城市天然气输配系统建设
北京市区五环路以内已形成岛压B（设计压力为2.5MPa）、次高压A（设计压力为1.0MPa）、中压A（设计压力为0.4MPa）、中压B（设计压力为O.05MPa）4级压力天然气输配管网，天然气供气管道已延伸到大兴区、昌平区、顺义区、通州区、房山区、门头沟区等郊医县的卫星城镇和中心城镇。
随着北京市城市建设向外围新城和中心城镇发展，天然气需求增长迅速，目前管网已不能满足发展要求，必须予以重视。
①天然气门站
根据可能的气源分布情况和北京市用气需求，初步考虑设置城市门站8～9座。
较为理想的门站布局方案应是南部5座，即东郊（华北油田气）、潘家庙（华北油田气）、衙门口（陕京一线气）、次渠（陕京线气）、采育（陕京二线气），北部2座，即顺义（陕京二线气）、高丽营（俄罗斯气），东部2座．即通州（陕京二线气）、京沈（俄罗斯气）。
这样，可使南部地区的供气主要由现有的5座门站供应，北部和东北部由新建门站解决，从而避免出现南气北输的局面，使得市内输送距离和压力损失最小．提高输气的可靠性和经济性。
有关部门在编制规划时，应预留门站建设用地。
②尽快实施六环路天然气管道工程
从北京市20xx年—2020年天然气需求及可能的气源供给情况分析，北京市20xx年以后的天然气输配系统的输配能力必须达到（80～120）×108
m3
／a。
要进一步增大系统输配能力，只有在外围新增一级高压输酉己管网。
从北京市城市总体规划布局分析，在城市的六环路附近安排新的高压输配管网最合适。
综合考虑北京市天然气发展、安全供气、储气调峰等因素，六环路高压天然气输气管道设计压力为4.0MPa。
六环路高压管道在20xx年以前，其主要功能将是输送分配陕京二线的来气，而远期还将有连接各个气源、提高系统安全可靠性的作用，因此，管径确定为1000mm。
六环路高压管道的建设根据气源建设和负荷发展需要而定，分期实施。
20xx年前，建成通州天然气门站，建设六环路东半环（大兴黄村、通州马驹桥、通州、顺义、昌平西沙屯）高压输气管道。
为满足2020年天然气用气量为120×108
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／a的要求，20xx年—2020年期间，引进俄罗斯天然气或液化天然气，还要积极开展储气调峰设施的建设，继续建设顺义、京沈、高丽营天然气门站，逐步完成六环路西、南段（大兴、良乡、门城、北安河、西沙屯）高压管道建设，使其成环。
③调压站建设
a．4．0／2．5MPa调压站
2020年以前，根据用气负荷发展需要，规划在六环路高压管网上安排17座高—高压调压站：
北安河、西沙屯、小汤山、高丽营、来广营、顺义、机场、李桥、徐辛庄、通州、通州南、亦庄东区、瀛海、大兴、大兴南、良乡、门城调压站。
其中高丽营、顺义、通州调压站在条件具备时可以与3处门站合并建设。
b．2．5／1．0MPa调压站
为向市区管网配气及配合一些需要专供的大型用户，要根据负荷发展，相应建设2．5／1．0MPa调压站。
随着供气区域的扩大，各郊区县也需建设1～2座2．5／1．0MPa调压站。
初步测算，2020年前需建设20～25座2．5／1．0MPa调压站。
④高、中压管网建设
对于市内的高压管网，继续增加四环高压环网和三环高压环网之间的连通线；市区外高压管网如海淀山后地区、东坝、亦庄等，结合规划道路建设及用户发展状况进行修建。
高—中压调压站根据用户发展需求相应增加。
对于市内的中压管网，要根据新供气区域的调整，增加中压连通干线；结合旧城改造及城市路网改造，按规划修建中压干线；根据用户发展对市区中压管网适当加密，以适应发展用户的需要；根据水力工况计算结果和用气发展的要求，在工况不利处适当增加中压干线。
5城市天然气需求侧管理
缓解天然气供气紧张和需求增长的矛盾，除了加快气源、输配管网建设以外，还要注重天然气的合理利用，提高其利用效率。
上世纪70年代，西方国家曾发生了两次能源危机，危机之后他们发现将资金投入到提高能源利用效率，比投入到开发能源增加供应更加有效、经济，并发展出了一个崭新的行业——能源需求侧管理。
我国电力行业较早地引入了这种管理方法，在抑制“电荒”、平衡电力供需矛盾方面，取得了很好的成效。
北京城市天然气企业应借鉴其成功经验，开展天然气需求侧管理。
①加强组织协调，形成合力
天然气需求侧管理涉及不同行业、不同企业、不同单位的利益，是一个需要政府、供气企业、天然气用户等多方参与的系统工程，必须充分发挥政府职能，建立稳定规范有序的组织指挥网络，实现政令畅通，统筹决策，才能提高协调效率，及时解决问题，保证天然气需求侧管理工作顺利开展。
②尊重规律，科学预测并有效落实用气负荷
根据北京市煤气热力工程设计院有限公司所做《北京市引进陕甘宁天然气市内扩建工程可行性研究报告》、《北京市天然气市内三期工程预可行性研究报告》等资料，20xx年—20xx年对天然气年用气量的预测数据分别为10．9×108
、13．7×108
、17．9×108
、22．1×108
、25．1×108
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，实际年用气量为10．9×108
、14．1×108
、17．9×108
、21．9×108
、25．4×108
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，即天然气用气量每年的增长量为（3．5～4．0）×108
m3
。
对今后北京市用气负荷的预测，应深入了解负荷特性，尊重发展规律，不能盲目冒进。
要根据北京市总体规划确定的城市人口及建筑面积、经济建设等因素，科学预测并有效落实用气负荷。
③多措施并举，引导全社会科学合理用气
a．技术措施
采用节能型燃具等新设备、新产品，提高燃气设备的热效率；发展以天然气为燃料的中小规模热电冷三联供和分布式能源系统[1-6]
，缓解冬季用气高峰和夏季用电高峰，使北京的天然气和电能结构得到优化，供气、供电成本降低，能源利用效率提高（北京燃气集团调度中心项目已经投入运行，效果良好）；推广燃气空调[7-13]
、燃气直燃机[14-16]
，发展夏季用气负荷，对天然气和电负荷削峰填谷；寻找可中断用气的缓冲用户和可使用双燃料的用户[16-20]
。
b．行政措施
政府和有关职能部门通过法规、标准和制度，控制、规范燃气消费和市场行为，推广燃气节能技术。
c．经济措施
实行峰谷气价，对均衡用气的工业用户、夏季用气用户给以气价优惠政策。
④广泛宣传，倡导全社会节约用气天然气是宝贵的优质能源，也是不可再生的能源。
我国天然气人均占有量很低，一定要坚决贯彻执行开发和节约并举、把节约放在首位的方针，大力倡导节约能源资源的生产方式和消费方式，在全社会形成节约意识和风气，加快建设节约型社会。
总之，天然气需求侧管理工作不仅是缓解当前用气紧张的有效手段，也是科学引导消费、保护环境，实现能源与经济、环境和社会协调发展的一项长远战略措施。
6结论
①建立北京市燃气供应安全保障体系是一项系统工程，有赖于上、中、下游、政府、企业、用户乃至全社会的共同努力，也离不开全国的大环境。
②应降低对单一天然气气源的依赖程度，实施多气源战略。
③战略天然气储备对北京市供气安全至关重要，应未雨绸缪，将此事列入议事日程，早作准备。
④应加强政府的督导、协调作用，调动各方积极性，加快市内管网建设。
建议北京建立天然气建设的专门协调机构，理顺政府各部门、政府与企业和企业之间的关系，建立各部门之间的协作机制，提高政府和企业的工作效率，使城市燃气各项工程顺利实施，从而保障北京市供气安全可靠。
⑤应加强天然气需求侧的管理。
燃气需求侧管理不是简单的计划用气，而是强调在提高用气效率的基础上取得直接的经济效益，做到既节约用气，又不影响用户的生产、生活；强调建立燃气公司与用户之间的伙伴关系，燃气需求侧管理建立在自觉自愿基础上，用户自由参加；强调提供基于用户利益基础上的能源服务，不主张强行限气，主张积极调整用气结构，采取多种措施，引导全社会科学、合理、节约用气。
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