摘要：介紹了燃氣供用照付不議合同執(zhí)行過程中，對負荷預(yù)測和氣量預(yù)訂的要求。針對典型的商業(yè)合同條款，建立了燃氣負荷預(yù)測的經(jīng)濟性評價模型，對提高預(yù)訂氣量、利用儲氣設(shè)施等風(fēng)險控制方法的效果進行了量化分析，提出了降低燃氣負荷預(yù)測風(fēng)險的控制策略。

關(guān)鍵詞：負荷預(yù)測；經(jīng)濟性評價；照付不議；儲氣設(shè)施；風(fēng)險控制

Economic Assessment and Risk Control for City Gas Load Forecasting

ZHANG Zhongxiu，HAO Tianwen

Abstract：The requirements for load forecasting and gas reservation in implementation of take-or-pay gas supply contracts are introduced.An economic evaluation model for gas load forecasting is established based on the typical commercial contract clauses.The quantitative analysis is made by the effects of risk control methods including increasing gas reservation and using gas storage facilities.Some strategies for reducing gas load forecasting risk are presented.

Key words：load forecasting；economic evaluation；take-or-pay；gas storage facility；  risk control

1 概述

    隨著長距離管輸天然氣在城市燃氣行業(yè)的普遍應(yīng)用和整個產(chǎn)業(yè)鏈的市場化，各燃氣生產(chǎn)、輸送、銷售和應(yīng)用企業(yè)逐步成為市場中獨立運行的主體，承擔(dān)各自的經(jīng)營成本和經(jīng)濟風(fēng)險[1～2]。對于城市燃氣運營企業(yè)，由于與上游供氣企業(yè)簽訂的是照付不議合同，就面臨著預(yù)訂氣量與實際用氣量差別造成的經(jīng)濟風(fēng)險。因此，對燃氣負荷預(yù)測結(jié)果進行經(jīng)濟性評價，并提出相應(yīng)的風(fēng)險控制策略意義重大[2～3]。

2 燃氣供用的照付不議合同

    燃氣照付不議合同的實質(zhì)是明確由買方承擔(dān)落實用氣市場、賣方承擔(dān)供氣能力的責(zé)任風(fēng)險。合同規(guī)定了燃氣供用的合同總量、計劃氣量、最大供氣量、超提氣量、欠提氣量等諸多條款，以及這些條款對應(yīng)的計量、質(zhì)量、氣價、違約和仲裁條款。若買方?jīng)]有提足約定期限內(nèi)的預(yù)訂氣量，對未提氣量也應(yīng)支付一定氣款；對于買方要求超量提取的氣量，在不保障完全供應(yīng)的情況下，還需額外加價。以日氣量為例，相關(guān)規(guī)定包括：

    ① 合同總量，即經(jīng)買賣雙方協(xié)商確定，在合同有效期內(nèi)，賣方向買方提供的總氣量。

    ② 日預(yù)訂氣量，即買方在合同總量的基礎(chǔ)上，根據(jù)用氣需求，預(yù)先在約定期限內(nèi)向賣方申購的基本日用氣量。經(jīng)認可后，該氣量賣方有義務(wù)供應(yīng)，買方有權(quán)利提取。

    ③ 日超提氣量，即經(jīng)賣方同意，日實際提取氣量超出日預(yù)訂氣量之外的氣量。

    ④ 日欠提氣量，即買方在某日實際提取的氣量少于該日預(yù)訂氣量的氣量。

    ⑤ 超提氣價，即對氣量的超提部分應(yīng)支付的價格，與超提氣量有關(guān)。

    ⑥ 欠提氣價，即對氣量的欠提部分應(yīng)支付的價格，與欠提氣量有關(guān)。

    燃氣負荷預(yù)測結(jié)果是簽訂和執(zhí)行照付不議合同的基本依據(jù)之一。對于買方而言，若根據(jù)負荷預(yù)測結(jié)果確定的預(yù)訂氣量偏大，則白白流失氣款；若偏小，又不能滿足用氣需求，造成一定的經(jīng)濟損失和社會影響。

3 燃氣負荷預(yù)測的經(jīng)濟性評價

    通過經(jīng)濟性評價，能更直接和有效地檢驗燃氣負荷預(yù)測的實際效果，并通過預(yù)測方法和風(fēng)險控制策略的改進，降低企業(yè)的運行成本。

建立燃氣負荷預(yù)測經(jīng)濟性評價模型的關(guān)鍵是氣價函數(shù)的確定。實際中的違約氣價一般采取階梯式價格方式，違約氣量越大，相應(yīng)的單位氣價損失越大，具體的氣價函數(shù)一般屬于商業(yè)機密[4～5]。筆者從學(xué)術(shù)探討的角度，對預(yù)測誤差造成的經(jīng)濟損失及其他損失(如對終端客戶違約造成的經(jīng)濟賠償、社會影響、企業(yè)信譽損失等)均以違約氣款的形式體現(xiàn)。超提氣價往往高于欠提氣價[4～5]，設(shè)定的偏差率、違約氣價函數(shù)和燃氣負荷預(yù)測經(jīng)濟性評價模型見式(1)～(5)。

式中ε——預(yù)訂氣量的偏差率

    Vr——日實際提取氣量，m3

    Vf——日預(yù)訂氣量(一般為負荷預(yù)測值)，m3

    當(dāng)ε＞3%時，超提氣價PO和超提經(jīng)濟損失LO的計算式為：

    PO=(1.2+1.5ε)P    (2)

式中PO——超提氣價，元/m3

    P——正常情況下的基準氣價，元/m3

    LO=(P0-P)%=(0.2+1.5ε)P(Vr-Vf)=(0.2ε+1.5ε2)PK=(0.2ε+1.5ε2)M  (3)

式中LO——超提經(jīng)濟損失，元

    VO——超提氣量，m3

    M——預(yù)訂氣量基準氣款，元

    當(dāng)ε＜-3%時，欠提氣價PU和欠提經(jīng)濟損失LU的計算式為：

    PU=0.2P    (4)

式中PU——欠提氣價，元/m3

    LU=PUVU=0.2P(Vf-Vf)=-0.2εPVf=-0.2εM    (5)

式中LU——欠提經(jīng)濟損失，元

    VU——欠提氣量，m3

    一般情況下，考慮到計量系統(tǒng)誤差、管網(wǎng)壓力變化和可操作性等因素，買賣雙方約定對日預(yù)訂氣量可有小幅度容許偏差，相應(yīng)偏差氣量不計入違約氣量。本文取容許偏差率為3%。顯然，在某用氣水平下，超提氣量的經(jīng)濟損失顯著大于欠提氣量，且隨著超提氣量的增長，經(jīng)濟損失呈二次曲線增長。以基準氣款為30×104元/d為例，燃氣負荷預(yù)測誤差為15%時，超提和欠提情況下的經(jīng)濟損失分別達1.9×104元/d和0.9×104元/d?？梢姡岣呷細?/span>負荷預(yù)測精度具有重要的經(jīng)濟意義。

    為能更準確地反映出各時間段的用氣規(guī)律和特征，將每個統(tǒng)計年劃分為4月1日至10月31日、11月1日至次年3月31日兩個統(tǒng)計區(qū)段，分別稱為當(dāng)年的夏半年和冬半年[6～7]。根據(jù)燃氣負荷預(yù)測經(jīng)濟性評價模型，以某城市為案例，對其2005年4月至2006年3月的燃氣負荷預(yù)測結(jié)果進行經(jīng)濟性評價。假設(shè)基準氣價為1.5元/m3，得到的累計經(jīng)濟損失見圖1。

    由圖1可知，2005年4月至2006年3月由燃氣負荷預(yù)測誤差導(dǎo)致的直接經(jīng)濟損失達32.3×104元，其中冬半年的經(jīng)濟損失為19.8×104元，日均損失1310元，大于夏半年的經(jīng)濟損失12.5×104元和日均損失585元，這與燃氣負荷水平和預(yù)測的相對誤差有關(guān)。日最大經(jīng)濟損失來自春節(jié)期間正月初六的欠提氣量，該日欠提氣量占預(yù)訂氣量的17%，損失氣款1.07×104元。

4 燃氣負荷預(yù)測的風(fēng)險控制策略

    負荷預(yù)測值偏高易產(chǎn)生欠提經(jīng)濟損失，而負荷預(yù)測值偏低易產(chǎn)生超提經(jīng)濟損失，偏差量相同時超提經(jīng)濟損失明顯大于欠提經(jīng)濟損失。即相同經(jīng)濟損失下，負荷預(yù)測值偏高的容許誤差大于預(yù)測值偏低的容許誤差。考慮到城市燃氣供應(yīng)企業(yè)有一定的儲氣設(shè)施(包括廠站儲氣、管網(wǎng)儲氣等)，欠提經(jīng)濟損失更容易通過合理調(diào)度進行一定程度地補救。因此，負荷預(yù)測風(fēng)險控制的主要環(huán)節(jié)在于超提經(jīng)濟損失的合理降低，即盡量避免預(yù)測值偏低的情況。

    ① 適度提高預(yù)訂氣量

    確定日預(yù)訂氣量時，如果在負荷預(yù)測值的基礎(chǔ)上增加一部分氣量作為最終預(yù)訂氣量，即通過多報計劃量降低超提損失的風(fēng)險，同時對可能產(chǎn)生的欠提氣量，通過儲氣設(shè)施進行一定程度地儲存，可有效減少經(jīng)濟損失。但此調(diào)整量不宜太大，否則可能造成欠提損失的顯著增加和企業(yè)信譽度下降，得不償失。在本案例的基礎(chǔ)上，計算按不同比例調(diào)整預(yù)訂氣量情況下的經(jīng)濟損失，見圖2。

    由圖2可知，在負調(diào)整比例區(qū)間，隨著燃氣預(yù)測調(diào)整幅度的增加，由于超提日數(shù)和超提氣量增加，超提損失的增長速度明顯大于欠提損失的降低速度，總損失快速增加；在正調(diào)整比例區(qū)間，隨著燃氣預(yù)測調(diào)整幅度的增加，由于欠提日數(shù)和欠提氣量增加，欠提損失的增長速度大于超提損失的降低速度，總損失逐步增加。冬半年經(jīng)濟損失與總經(jīng)濟損失變化趨勢基本相同，夏半年經(jīng)濟損失在調(diào)整比例為1.5%時最小。

    可見，在簡單調(diào)整預(yù)訂氣量的前提下，如果超提單位損失與欠提單位損失的差距不夠大，減少的超提損失無法彌補增加的欠提損失，對降低總損失所起的作用十分有限。

    ② 利用燃氣儲氣設(shè)施

    要想進一步降低負荷預(yù)測帶來的風(fēng)險，必須考慮儲氣設(shè)施的建設(shè)。儲氣設(shè)施相當(dāng)于燃氣供用雙方間的緩沖帶，其合理調(diào)度和使用能夠有效調(diào)節(jié)供需矛盾，降低負荷預(yù)測誤差造成的經(jīng)濟風(fēng)險。在欠提氣量可能發(fā)生的時段進行儲氣，增加燃氣總用氣量；在超提氣量可能發(fā)生的時段向外輸氣，增加燃氣總供氣量，減少對上游氣源的使用。根據(jù)儲氣設(shè)施的儲存情況，合理制定運行計劃和調(diào)整預(yù)訂氣量，能夠取得更好的經(jīng)濟效果。

    對于本案例，假設(shè)企業(yè)的儲氣設(shè)施中，可用于日調(diào)峰的儲氣量VS為計算月平均日負荷(以18×104m3/d計算)的一定比例，則式(1)中預(yù)訂氣量的超提、欠提偏差率分別調(diào)整為：

式中εO——預(yù)訂氣量超提偏差率

    VS——儲氣設(shè)施用于日調(diào)峰的儲氣量，m3

式中εU——預(yù)訂氣量欠提偏差率

    使用儲氣設(shè)施后的燃氣負荷預(yù)測誤差造成的經(jīng)濟損失見圖3。

    可見，隨著儲氣調(diào)峰能力的提高，燃氣負荷預(yù)測誤差帶來的經(jīng)濟損失顯著下降，特別是儲氣能力達到月平均日負荷的5%以上時，負荷預(yù)測帶來的經(jīng)濟損失可降低到2×104元以下。夏半年負荷預(yù)測的最大絕對誤差為6000m3/d，其中。在容許偏差范圍內(nèi)的絕對誤差約為1500m3/d，如燃氣供應(yīng)系統(tǒng)的日調(diào)峰能力為4500m3/d以上，完全可以避免負荷預(yù)測誤差帶來的經(jīng)濟損失。冬季儲氣比例在3%以上能明顯減少經(jīng)濟損失，而儲氣比例達5%以上時經(jīng)濟損失改善的程度有限，此時造成經(jīng)濟損失的主要原因是節(jié)假日和極端天氣用氣，此類事件發(fā)生的概率小，隨機性強，通過增加儲氣設(shè)施進行控制的經(jīng)濟性顯著下降。

5 結(jié)論

    在燃氣供用照付不議合同執(zhí)行過程中，針對燃氣負荷預(yù)測導(dǎo)致的經(jīng)濟風(fēng)險的主要控制策略包括：

    ① 提高燃氣負荷預(yù)測精度。通過預(yù)測和方案的改進，進一步提高燃氣負荷預(yù)測精度，是降低負荷預(yù)測經(jīng)濟風(fēng)險最直接、最有效和成本最低的方式。

    ② 調(diào)整預(yù)訂氣量。如果根據(jù)天氣或用戶情況，判定超提氣量的經(jīng)濟風(fēng)險顯著高于或低于欠提氣量，則可在負荷預(yù)測的基礎(chǔ)上附加一定的調(diào)整值，確定最終的日預(yù)訂氣量，以降低實際用氣負荷不確定性的風(fēng)險。但這只是一種特定情況下的調(diào)節(jié)，研究表明，如果超提單位損失與欠提單位損失的差距不夠大，機械式地調(diào)整預(yù)訂氣量對降低總損失所起的作用十分有限。

    ③ 積極建設(shè)和合理使用燃氣儲氣設(shè)施。儲氣設(shè)施的建設(shè)和使用，不但能夠提高燃氣輸配系統(tǒng)整體的運行效率和供氣可靠性，還能有效降低負荷預(yù)測誤差造成的氣價損失，有顯著的經(jīng)濟效益。在確定儲氣設(shè)施容量和實際運行中，還應(yīng)考慮儲氣設(shè)施是否兼具事故應(yīng)急、小時調(diào)峰功能，以及建設(shè)和運行成本等。

    ④ 合理發(fā)展協(xié)議可中斷的緩沖用戶，如可使用替代燃料的采暖或工業(yè)用戶等。在用氣緊張時，通過對此類用戶的調(diào)節(jié)，起到一定的削峰填谷作用，減少違約氣價損失。

參考文獻：

[1] 劉毅軍.天然氣產(chǎn)業(yè)鏈下游市場風(fēng)險研究[M].北京：石油工業(yè)出版社，2007：4-12.

[2] 肖嵩，林銘榮，王彥馨，等.照付不議條款下天然氣的供氣與調(diào)峰[J].煤氣與熱力，2006，26(6)：34-38.

[3] 嚴銘卿，廉樂明，焦文玲，等.燃氣負荷及若干應(yīng)用問題[J].煤氣與熱力，2002，22(5)：400-404.

[4] PRIMOZ P，MARKO T，EDVARD G，et al.Forecasting risks of natural gas consumption in Slovenia[J].Energy Policy，2007，35(8)：4271-4282.

[5] 章立，何建敏，胡小平，等.風(fēng)險價值在電力需求預(yù)測管理中的應(yīng)用[J].中國電力，2007，40(1)：1-4.

[6] 中國城市燃氣協(xié)會秘書處.建議開展城市天然氣用氣負荷指標(biāo)及用氣規(guī)律統(tǒng)計研究工作的意見[J].城市燃氣，2004，13(4)：4-6.

[7] 張中秀，周偉國，潘艷，等.氣象因素對城市燃氣日用氣量的影響[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2008，27(4)：93-96.

(本文作者：張中秀 郝天文 中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院 北京 100037)