淺談城市天然氣利用規(guī)劃中市場預測的方法

摘 要

摘要：闡述了城市天然氣利用規(guī)劃中常用的分類用戶用氣量預測的計算方法，提出可將能源消費彈性系數(shù)法和碳減排目標法等宏觀預測方法的預測結果用于檢驗氣量預測的準確性，最后分析
摘要：闡述了城市天然氣利用規(guī)劃中常用的分類用戶用氣量預測的計算方法，提出可將能源消費彈性系數(shù)法和碳減排目標法等宏觀預測方法的預測結果用于檢驗氣量預測的準確性，最后分析了天然氣市場的主要影響因素。
關鍵詞：天然氣利用規(guī)劃；市場預測；能源消費彈性系數(shù)法；碳減排目標法；影響因素
1 前言
“十一五”期間乃至2020年是我國第三步發(fā)展戰(zhàn)略的實施階段，也是控制環(huán)境污染和扭轉生態(tài)破壞發(fā)展趨勢的攻堅時期。在此形勢下，我國政府采取了優(yōu)化能源消費結構、鼓勵消費清潔能源的政策，不斷加大天然氣等清潔能源的開發(fā)力度，實現(xiàn)經濟、能源與環(huán)境相協(xié)調的可持續(xù)發(fā)展。
    隨著“西氣東輸”、“川氣東送”工程的投產以及“西氣東輸二線”工程、進口LNG工程等建設步伐的加快，根據(jù)國家天然氣利用政策，我國大部分省市已積極的開展了城市天然氣利用規(guī)劃及可行性研究工作，不少城市已相繼用上了清潔、環(huán)保的優(yōu)質天然氣燃料。天然氣市場預測是做好城市天然氣利用規(guī)劃的首要工作，是合理布置管網、分配管徑的數(shù)據(jù)依據(jù)，同時，也是城市燃氣企業(yè)制定供氣計劃和供氣調度的依據(jù)。因此，在編制城市天然氣利用規(guī)劃的過程中如何對天然氣市場進行準確的預測是至關重要的。
2 市場預測的方法
   市場預測的方法一般可分為定性預測和定量預測兩大類。定性預測方法是根據(jù)掌握的信息資料，憑借專家個人和群體的經驗、知識，運用一定的方法，對市場未來的趨勢、規(guī)律、狀態(tài)做出主觀的判斷和描述；定量預測是根據(jù)市場歷史和現(xiàn)在的統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料，選擇或建立合適的數(shù)學模型，分析研究其發(fā)展變化規(guī)律并對未來做出預測。
   在編制城市天然氣利用規(guī)劃的過程中，天然氣氣量預測一般采用定量預測的方法，其中包括采用分類用戶預測法和宏觀預測法兩大類。在規(guī)劃進行專家評審時，各專家可根據(jù)自己的經驗采用定性的預測方法來判斷預測結果的準確性。
3 分類用戶預測法
   分類用戶預測法主要是根據(jù)城市天然氣用戶的分類對規(guī)劃區(qū)域內的各類用戶用氣量進行分類預測，從而得出規(guī)劃區(qū)域規(guī)劃期內的總用氣量。該方法是在編制城市天然氣利用規(guī)劃中最常用的、也是最基本的方法。
   城市天然氣用戶一般包括居民用戶，商業(yè)用戶(含鍋爐和空調用戶)、城市工業(yè)用戶和汽車用戶等，在氣量許可的條件下，凡是具備使用天然氣條件的用戶都是城市天然氣的供氣對象。但在城市天然氣利用規(guī)劃的編制過程中由于考慮到燃氣企業(yè)的經濟效益，并結合各類用戶的用氣特點及價格差異，一般將天然氣用戶分為居民用戶、商業(yè)用戶、城市工業(yè)用戶、空調用戶以及汽車用戶5大類考慮。
   下面筆者根據(jù)編制城市天然氣利用規(guī)劃的經驗，簡單介紹進行天然氣市場預測時需要調研的資料及氣量預測的方法。
3.1 需調研的資料及涉及的相關部門
    城市天然氣市場預測涉及面廣，一般需收集的主要資料及涉及相關部門如下：
    ① 規(guī)劃部門：城市總體規(guī)劃。
    ② 教育局：高等學校、中小學、幼兒園現(xiàn)狀數(shù)量、人數(shù)以及發(fā)展規(guī)劃。
    ③ 質量技術監(jiān)督局：城鎮(zhèn)現(xiàn)有鍋爐統(tǒng)計資料(包括單位、臺數(shù)、型號、噸位燃料、品種、用途等)。
    ④ 工商局/旅游局：現(xiàn)狀賓館、飯店數(shù)量及分布情況，城市旅游發(fā)展規(guī)劃。
    ⑤ 交通局、公交公司：了解規(guī)劃區(qū)域內公交車、出租車情況，主要包括車輛數(shù)量、日行程以及燃料耗量，城市交通規(guī)劃。
    ⑥ 經貿委：主要了解城市產業(yè)中一、二、三類產業(yè)的現(xiàn)狀及政府指導性政策；現(xiàn)狀工業(yè)用戶的性質、數(shù)量及分布情況；各主要工業(yè)產業(yè)用戶生產及能耗情況。
    ⑦ 衛(wèi)生局：主要了解現(xiàn)狀醫(yī)療機構數(shù)量、床位數(shù)及分布情況，城市醫(yī)療衛(wèi)生設施規(guī)劃。
    ⑧ 環(huán)保局：主要了解當?shù)氐沫h(huán)保規(guī)劃及相關環(huán)保政策。
    ⑨ 當?shù)厝細夤荆毫私庖?guī)劃區(qū)域現(xiàn)狀各類用戶燃氣使用情況和發(fā)展計劃。
3.2 氣量預測方法
    各類用戶的年用氣量是進行燃氣供應系統(tǒng)設計和運行管理的重要依據(jù)，城市總年用氣量等于各類用戶年用氣量與未預見量之和(未預見量一般按照總用氣量的5%考慮)。其中，各類用戶年用氣量計算如下：
    ① 居民用戶：居民用戶的用氣量與城市規(guī)模、性質、經濟條件、地理位置、生活習慣等因素有關。直接反映居民用戶用氣量有2個因素，即居民用戶耗熱指標和氣化指標。
 
    其中，規(guī)劃人口結合城市總體規(guī)劃得出，天然氣熱值則根據(jù)所選用供氣氣源參數(shù)得出。因此，合理的確定居民耗熱指標及居民用戶氣化率則可得出較為準確的居民年用氣量。
    ② 商業(yè)用戶：商業(yè)用戶指飯店、飲食店、醫(yī)院、學校、幼兒園、單位職工食堂等用氣(主要包括餐飲、熱水)，其發(fā)展同國民經濟增長、人民生活水平提高、人們的生活習慣密不可分，并受到城市性質定位及城市容量的限制。
    商業(yè)用戶年用氣量=醫(yī)院年用氣量+大專院校年用氣量+中小學幼兒園年用氣量+賓館年用氣量+餐飲年用氣量+職工食堂年用氣量+其他各類小型商業(yè)用戶年用氣量
    其中：
 
    一般城市內各類小型商業(yè)用戶較多，較難統(tǒng)計，但其與城市人口密切相關，因此，小型商業(yè)用戶用氣量可根據(jù)城市的性質和發(fā)展狀況取居民用戶的百分比來進行合理的取值。
    ③ 工業(yè)用戶：工業(yè)用戶用氣分為工業(yè)生產用氣和工業(yè)鍋爐用氣兩大部分。根據(jù)不同城市的工業(yè)發(fā)展實際狀況可采用不同的計算方法。
    a) 直接調查法：對現(xiàn)狀城市內的各類工業(yè)用戶能耗情況進行調查，根據(jù)用戶實際燃料消耗量按改燒天然氣后不同熱效率進行換算得出天然氣需求量，該方法需要考慮部分不可替代或替代后企業(yè)經濟效益明顯下降而且環(huán)境效益也不明顯的企業(yè)。
    b) 鍋爐能耗替代法：由于對于某種特定的工業(yè)，鍋爐用氣量和工藝用氣量通常具有一定的比例關系，因此可以通過預測工業(yè)鍋爐的用氣量來預測城市總工業(yè)用氣量，該方法主要適用于工業(yè)發(fā)展方向明確、工業(yè)鍋爐資料較全的城市，其中鍋爐用氣量計算方法如下：
 
    c) 能源結構比例法：該方法首先通過對歷年來工業(yè)企業(yè)能耗數(shù)據(jù)的分析來預測規(guī)劃期內工業(yè)企業(yè)總耗能，然后根據(jù)國家和地區(qū)能源發(fā)展戰(zhàn)略確定不同年份天然氣在能源消費結構中的比例，從而計算出城市工業(yè)總用氣量。
    d) 單位面積指標法：對于一些新規(guī)劃的或正在建設的工業(yè)區(qū)，由于未來落戶企業(yè)具有很大的不確定性，因此無法了解企業(yè)的性質和能耗情況，此時可根據(jù)規(guī)劃一、二、三類工業(yè)的面積大小采用單位面積工業(yè)分類耗熱指標進行計算。根據(jù)調查統(tǒng)計，單位面積工業(yè)分類耗熱指標一般取值如下：
表1 單位面積工業(yè)分類耗熱指標
序號
用地分類
主要涉及行業(yè)
耗熱指標(104kal/m2·a)
折合天然氣(Nm3/m2·a)
1
一類工業(yè)用地
電子工業(yè)
縫紉工業(yè)
工藝品制造工業(yè)等
～1
12
2
二類工業(yè)用地
食品工業(yè)
醫(yī)藥制造
紡織工業(yè)等
～5
5.8
3
三類工業(yè)用地
采掘工業(yè)
冶金工業(yè)
大中型機械制造工業(yè)
化學工業(yè)
造紙工業(yè)
制革工業(yè)
建材工業(yè)等
～160
186
④ 空調用戶：天然氣在空調系統(tǒng)中的應用主要有三種形式，一是利用天然氣直接燃燒的熱量作為吸收式空調機組熱源的溴化鋰吸收式冷熱水機組，簡稱燃氣直燃機；二是利用天然氣發(fā)動機驅動的壓縮式制冷機；三是利用天然氣燃燒余熱的除濕冷卻式空調機。
 
   ⑤ 汽車用戶：根據(jù)國內天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀，一般城市汽車用戶僅考慮公交車和出租車用氣，對于有條件的城市可考慮環(huán)衛(wèi)車輛及城市內有固定運營線路的車輛用氣。
   公交車年用氣量=調研(規(guī)劃)公交車數(shù)量×氣化率×年耗氣指標
    出租車年用氣量=調研(規(guī)劃)出租車數(shù)量×氣化率×年耗氣指標
   其中，各類車輛年耗氣指標可以根據(jù)現(xiàn)狀的燃油消耗量按不同燃料的熱值和燃燒熱效率來進行換算得出。
4 宏觀預測法
   宏觀預測法是指根據(jù)城市總體數(shù)據(jù)對天然氣總消費量從宏觀上進行預測，主要包括能源消費彈性系數(shù)法和碳減排目標法。宏觀預測法的預測結果可用來檢驗分類用戶預測法預測結果的準確性。
4.1 能源消費彈性系數(shù)法
   能源作為社會生產活動和人類生存的物質基礎，是社會經濟發(fā)展的原動力。能源消費與社會經濟增長具有一定的相關|生，能源消費年均增長率與國內生產總值(GDP)年均增長率的比值稱為能源消費彈性系數(shù)。
根據(jù)能源消費彈性系數(shù)法預測能源需求量的核心，就是根據(jù)各城市歷年能源消費彈性系數(shù)的變化規(guī)律，首先確定一定時期的能源消費彈性系數(shù)，然后，根據(jù)相關預測得出國內生產總值的增長速度，就可以算出能源消費增長速度。在此基礎上，就可以測出能源需求量?；竟饺缦拢?/span>
 
   如果E1、E2、…、En分別為時期1、2、…、n的能源消費量；GDP1、GDP2、…、GDPn分別為時期1、2、…、n的國內生產總值；△E、△GDP為相應的變化量，則能源的國內生產總值彈性的計算公式為：
    εe=(△E/E)/(△GDP/GDP)
    本方法旨在利用能源消耗與社會經濟指標(國內生產總值GDP)之間的相互關系，通過預測規(guī)劃城市各年限的GDP增長速度，分析得出對應年份的能源GDP彈性系數(shù)，進而得出各年限能源需求增長速度。以某年能源消費量為計算基數(shù)，依據(jù)能源消費增長速度計算出各年限的能源消耗量后，結合國家能源結構調整目標，確定分年度天然氣在總能耗中的比例，最終預測出未來各年限的天然氣氣量規(guī)模。
4.2 碳減排目標法
    我國經濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境代價，經濟發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳，這種狀況與經濟結構不合理、增長方式粗放直接相關。不加快調整經濟結構、轉變增長方式，資源支撐不住，環(huán)境容納不下，社會承受不起，經濟發(fā)展難以為繼。只有堅持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，才能實現(xiàn)經濟又好又快發(fā)展。同時，溫室氣體排放引起全球氣候變暖，備受國際社會廣泛關注。進一步加強節(jié)能減排工作，也是應對全球氣候變化的迫切需要。
    碳減排目標法旨在分析能源消耗與碳排放的直接相關性，從各城市能源消費結構實際出發(fā)，結合國家的節(jié)能減排相關政策和能源利用導向，基于不同的天然氣對碳排放減少的貢獻率，對各城市天然氣氣量進行預測。預測計算步驟如下：
    (1) 通過對歷年GDP增長速度的分析，預測未來分年限的GDP值；
    (2) 根據(jù)國家提出的至2020年單位GDP的碳排放量比2005年減少40%～45%的目標確定分年限的單位GDP碳排放減少目標，從而計算出分年限的總碳排放減少量；
    (3) 合理確定通過天然氣的利用對碳排放減少的貢獻率；
    (4) 通過計算天然氣每替代1噸標準煤所減少的碳排放量來預測分年限內的天然氣總需求量。
5 天然氣用氣市場的主要影響因素
    天然氣作為優(yōu)質能源之一應用于城市供應，其最大優(yōu)點就是環(huán)保、經濟與高效，因此，天然氣市場的開拓與發(fā)展就是以提高環(huán)境保護、提高經濟效益、調整優(yōu)化城市能源消費結構為出發(fā)點。從這方面分析，對天然氣應用市場存在較大影響主要就是政府環(huán)保政策、天然氣價格優(yōu)勢以及社會經濟的發(fā)展等方面。
5.1 政府政策的影響
    由于燃燒天然氣具有環(huán)保、高效等優(yōu)勢，是優(yōu)質的城市能源，天然氣氣化率已成為城市實現(xiàn)現(xiàn)代化的標志之一，但是，發(fā)展初期由于用具的改造、用戶觀念等原因，發(fā)展必然存在一個漸進的過程，政府完全有可能也有必要出臺一系列相應的政策來推廣發(fā)展天然氣，尤其是結合環(huán)保、旅游、交通等部門，對規(guī)劃區(qū)域內的符合《天然氣利用政策》的居民、工商業(yè)用戶以及公交車輛等強行要求改用天然氣，并積極開拓具有提高能源綜合利用效率和良好減排效益的區(qū)域熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)的應用，必然可以大大提高城市天然氣氣量規(guī)模，為城市社會經濟和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。
5.2 天然氣價格對氣量的影響
   在當今市場經濟的條件下，價格因素是影響市場發(fā)展的主要因素。天然氣價格與用氣量市場的發(fā)展可以說是互相影響，互相關聯(lián)的，一方面氣價的變化將直接影響用戶的發(fā)展速度以及規(guī)模，同時隨著用氣量的發(fā)展變化，天然氣供應單位成本將發(fā)生變化，這樣就又反過來影響天然氣的價格了，總之，隨著天然氣市場的不斷發(fā)展，氣量將逐步增大，成本將逐步降低，氣價與氣量將最終走向良性發(fā)展軌道。
5.3 城市天然氣工程的推進對天然氣市場的影響
    城市管道天然氣利用工程的推進是進行區(qū)域市場開發(fā)的基礎。為此，各城市在發(fā)展管道天然氣時應積極配合省長輸燃氣管線實施進度和分期天然氣氣源引入計劃，積極推進城市氣源引入工程和城市中低壓管網系統(tǒng)的建設，為發(fā)展天然氣市場做好準備。
5.4 社會經濟的發(fā)展
社會經濟的發(fā)展將極大影響天然氣用氣市場，社會經濟持續(xù)、良好的增長，將給天然氣市場帶來持續(xù)增長的用戶，反之，天然氣用氣市場發(fā)展將會較慢。
6 結束語
    在城市天然氣利用規(guī)劃中，用氣市場的預測是其中最主要的內容之一，也是規(guī)劃的難點，用氣量的準確預測對整個規(guī)劃的經濟性、合理性和先進性都具有至關重要的作用。但氣量預測是個系統(tǒng)工程，影響因素很多，絕非是某一個人或某一個部門能完成的，需要許多部門互相配合，既要切合實際又不能太保守，既要對未來充滿信心又不能盲目樂觀。雖然每一個城市有各自的實際情況，但只要大家團結協(xié)作，互相交流，相信經過長期經驗數(shù)據(jù)的積累和預測方法的不斷驗證比較，逐步調整完善，必將把氣量預測工作做得市好。
參考文獻
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(本文作者：孫佩奇 杭州市城鄉(xiāng)建設設計院有限公司 310004)