城市天然氣用戶發(fā)展策略研究

摘 要

摘要：合理確定城市天然氣用戶發(fā)展策略，是實現(xiàn)資源有效配置和保障燃?xì)庑袠I(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展的客觀要求。本文介紹了城市天然氣用戶發(fā)展的基本原則，分析了各類用戶用氣規(guī)模、調(diào)峰
摘要：合理確定城市天然氣用戶發(fā)展策略，是實現(xiàn)資源有效配置和保障燃?xì)庑袠I(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展的客觀要求。本文介紹了城市天然氣用戶發(fā)展的基本原則，分析了各類用戶用氣規(guī)模、調(diào)峰需求和價格承受力等方面的特點，在合理確定用氣結(jié)構(gòu)方面給出了建議。
關(guān)鍵詞：城市燃?xì)猓惶烊粴猓挥脩舭l(fā)展；用戶評價
1 引言
    天然氣作為一種清潔、高效、便利、經(jīng)濟(jì)的能源，對于改善城市居民生活水平和人居環(huán)境、優(yōu)化城市能源結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)節(jié)能減排具有重要作用。合理選擇天然氣用戶，是資源有效配置和燃?xì)庑袠I(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展的客觀要求。
    本文所討論的天然氣用戶，主要包括居民、商業(yè)、汽車、采暖、空調(diào)、分布式能源、工業(yè)燃料、調(diào)峰電廠等城市燃?xì)庥脩?。燃?xì)饣呻姀S、工業(yè)原料等用戶一般布局在天然氣產(chǎn)地或中轉(zhuǎn)地，由上游運營商直接供氣，在此暫不討論。
2 天然氣用戶發(fā)展原則
2.1 改善生活質(zhì)量，提高管道燃?xì)馄占奥?/span>
    以改善人民生活質(zhì)量為目的，確保天然氣優(yōu)先用于關(guān)系民生的居民及公共服務(wù)設(shè)施領(lǐng)域，發(fā)揮其社會效益。城市天然氣管網(wǎng)主動向城郊、新區(qū)、新城、中心鎮(zhèn)等區(qū)域延伸，提高管道燃?xì)馄占奥?；對管網(wǎng)暫時無法到達(dá)的城鎮(zhèn)及部分新農(nóng)村，積極采用壓縮天然氣離網(wǎng)氣化。
2.2 突出環(huán)保效益，擴(kuò)大天然氣利用規(guī)模
    充分發(fā)揮天然氣作為清潔、高效能源的節(jié)能效益和環(huán)保效益，不斷擴(kuò)大天然氣利用規(guī)模，推廣天然氣的多領(lǐng)域利用，優(yōu)化城市能源結(jié)構(gòu)，改善城市空氣質(zhì)量，為實現(xiàn)節(jié)能減排和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)提供有效支撐。
2.3 優(yōu)化用氣結(jié)構(gòu)，提高燃?xì)庠O(shè)施利用率
    積極發(fā)展穩(wěn)定負(fù)荷用戶、低谷氣用戶和協(xié)議可中斷用戶，優(yōu)化天然氣用氣結(jié)構(gòu)，從需求方面做到削峰填谷，緩解調(diào)峰壓力，提高燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)施利用率。盡量避免強(qiáng)制性停氣錯峰和建設(shè)不必要的儲氣設(shè)施，保障供氣的連續(xù)性和可靠性，維護(hù)社會和諧穩(wěn)定。
2.4 降低市場風(fēng)險，保障燃?xì)獍l(fā)展可持續(xù)性
    優(yōu)先發(fā)展天然氣價格承受力較強(qiáng)的用戶，確保用戶用氣需求和政府相關(guān)補(bǔ)貼政策的合理性、穩(wěn)定性，降低供氣企業(yè)運營的市場風(fēng)險，保障燃?xì)馐聵I(yè)可持續(xù)發(fā)展。
3 用戶發(fā)展重點考慮的幾個因素
    在保障居民生活和商業(yè)用氣的基礎(chǔ)上，優(yōu)先發(fā)展有利于擴(kuò)大用氣規(guī)模和促進(jìn)節(jié)能減排、有利于調(diào)峰調(diào)度、價格承受力強(qiáng)的用戶。
3.1 有利于擴(kuò)大用氣規(guī)模和節(jié)能減排
    合理、有效地擴(kuò)大天然氣利用規(guī)模，能夠保障燃?xì)夤?yīng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)運營水平和綜合競爭力，同時節(jié)能減排效果明顯。用氣規(guī)模相對較大的用戶類型主要包括工業(yè)用戶、電廠用戶、采暖用戶、分布式能源用戶和汽車用戶。
    目前我國大部分地區(qū)地方經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)仍是工業(yè)，工業(yè)用戶采用天然氣作為燃料，能夠提高生產(chǎn)效率、改善生產(chǎn)環(huán)境，用氣需求量巨大。特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、缺煤少油、環(huán)保要求高的廣大東部、南部地區(qū)，工業(yè)用戶使用天然氣具有較好的綜合效益。
    燃?xì)庹{(diào)峰電廠一般建設(shè)在大中城市周邊，靠近電力負(fù)荷中心，發(fā)電效率較，調(diào)度靈活，能夠直接、迅速地應(yīng)對電網(wǎng)峰值變化，緩解電力供應(yīng)緊張局面。隨著電煤成本增高、用電高峰負(fù)荷缺口增大，調(diào)峰電廠已成為保障電網(wǎng)安全運行的重要設(shè)施，也是重要的天然氣潛在用戶。
    在北方集中供熱區(qū)域，隨著城市大氣環(huán)境保護(hù)意識的空前加強(qiáng)，近年來出現(xiàn)了集中供熱“煤改氣”的發(fā)展趨勢。燃?xì)獠膳脷饬枯^大，有利于提高用氣規(guī)模，節(jié)能減排效益顯著。采暖用氣由于關(guān)系到百姓的日常生活，屬于不可中斷用戶，其發(fā)展規(guī)模應(yīng)根據(jù)總體用氣結(jié)構(gòu)和調(diào)峰能力量力而行。
    目前機(jī)動車尾氣排放已成為城市大氣的主要污染源之一。天然氣作為出租車、公交車、環(huán)衛(wèi)車、重載卡車等區(qū)域內(nèi)使用率高的機(jī)動車燃料，用氣規(guī)模大，具有顯著的環(huán)保效益。同時，天然氣汽車用戶還具有經(jīng)濟(jì)效益好，燃料可替代等優(yōu)點，也是應(yīng)當(dāng)優(yōu)先發(fā)展的用戶類型。
    根據(jù)替代燃料的不同[1]，各類天然氣用戶的節(jié)能減排效益對比如表1所示?？梢?，工業(yè)用戶、分布式能源用戶、電廠用戶、替代小鍋爐的采暖用戶使用天然氣的節(jié)能減排效益相對較好。
3.2 有利于調(diào)峰調(diào)度
    一般各類天然氣用戶用氣均具有以12個月為周期的季節(jié)性變化。特別是我國北方城市，如果在用氣結(jié)構(gòu)中采暖、熱電廠等用戶比例偏大，將造成月間用氣不均勻，季節(jié)調(diào)峰壓力大。隨著總用氣規(guī)模的增加，峰值負(fù)荷一旦在儲氣、調(diào)度方面不能解決，將造成部分用戶斷氣或限供，帶來負(fù)面的社會影響。
    參考北京、天津、鄭州、廊坊等用氣特點，得到我國北方地區(qū)各類用戶典型月用氣不均勻系數(shù)，如圖1所示。其中，采暖、空調(diào)、調(diào)峰電廠用戶用氣的季節(jié)不均勻性較強(qiáng)，居民、商業(yè)、工業(yè)、汽車用戶用氣相對平穩(wěn)?？照{(diào)、分布式能源、調(diào)峰電廠用戶除能消費一部分低谷氣量外，還可以為電力系統(tǒng)削峰，減少峰電建設(shè)投入，同時提高供電可靠性，是電網(wǎng)的有益補(bǔ)充。
表1 天然氣利用減少的大氣環(huán)境排放量
單位：g/cm3
用戶類型
煙塵
SO2
NOx
CO2
居民
5.7
28.6
3.0
2436.0
商業(yè)
5.3
24.8
2.6
2111.4
工業(yè)
11.3
37.5
10.1
3375.0
汽車
0.1
2.8
11.4
710.0
分布式能源系統(tǒng)
3.7
38.8
11.9
2842.0
供熱(代小型鍋爐)
128.9
46.8
12.2
3238.0
供熱(代中型鍋爐)
12.5
32.O
9.3
2570.0
供熱(代大型鍋爐)
4.9
23.2
7.8
2172.0
空調(diào)
1.5
16.5
2.5
534.0
凋峰電廠
3.9
39.4
14.2
3556.0
熱電廠
3.9
41.1
13.1
3760.0

 

為直觀表示不同用氣結(jié)構(gòu)的負(fù)荷特點，以北京、香港、天津等地工程實際為原型，構(gòu)建4種用氣結(jié)構(gòu)情景模式，對其季節(jié)調(diào)峰需求進(jìn)行分析，如表2所示，其中峰谷比為最高用氣月與最低用氣月日均用氣量之比。
表2 不同用氣結(jié)構(gòu)情景模式下的月用氣工況
模式
用氣結(jié)構(gòu)
峰谷比
季節(jié)調(diào)峰量
采暖為主
居民20%，商業(yè)13%，工業(yè)6%，汽車3%，采暖55%，空調(diào)3%；
5.86
34.0%
民用為主
居民60%，商業(yè)30%，汽車4%，汽車3%，空調(diào)3%；
1.33
4.6%
工業(yè)為主
居民10%，商業(yè)9%，工業(yè)70%，汽車5%，采暖2%，空調(diào)4%；
1.21
2.7%
均衡用氣
居民20%，商業(yè)15%，工業(yè)25%，汽車15%，采暖15%，空調(diào)10%；
1.88
11.2%
    可見，以采暖用戶為主的模式用氣均勻性最差，峰谷比達(dá)到5.9，所需的季節(jié)調(diào)峰儲氣量也最高，占全年用氣量的34%；以民用戶、工業(yè)用戶為主的模式用氣均勻性較好，季節(jié)調(diào)峰儲氣量僅占全年用氣量的3%～5%。通過合理、均衡配置用氣結(jié)構(gòu)，只要將季節(jié)調(diào)峰量控制在15%以內(nèi)，一般均可由上游供氣企業(yè)解決。超出上游可調(diào)節(jié)范圍后，城市須自行建設(shè)季節(jié)調(diào)峰設(shè)施，往往投資大、成本高、使用效率低，造成一定的資源浪費。
    為保障供氣的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)根據(jù)各類用戶的季節(jié)性用氣特點確定合理的發(fā)展策略，優(yōu)化用氣結(jié)構(gòu)，從需求側(cè)改善用氣負(fù)荷曲線，緩解季節(jié)調(diào)峰壓力。在保證居民和商業(yè)用氣前提下，優(yōu)先發(fā)展全年用氣較為均衡的基礎(chǔ)性用戶，如工業(yè)用戶、分布式能源用戶、汽車用戶；積極發(fā)展利用低谷氣的空調(diào)用戶、調(diào)峰電廠用戶、工業(yè)用戶和能夠使用備用燃料的協(xié)議可中斷用戶；在儲氣調(diào)峰能力范圍內(nèi)，有計劃的發(fā)展采暖用戶、熱電廠用戶。
3.3 價格承受力強(qiáng)
    隨著天然氣定價機(jī)制和資源稅費征收機(jī)制的逐步改革，以及進(jìn)口天然氣量增加，預(yù)計未來天然氣價格仍有一定程度的上漲。同時，國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)發(fā)展還存在一些不確定因素，一旦出現(xiàn)用戶用氣意愿不足的情況，將直接造成供氣企業(yè)的經(jīng)營效益下降甚至高額虧損，不利于燃?xì)庑袠I(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。
    對此，應(yīng)建立合理的風(fēng)險分擔(dān)機(jī)制，在用戶選擇過程中適當(dāng)考慮其價格承受力。天然氣價格承受力主要與替代能源價格和用戶用能習(xí)慣有關(guān)。一般情況下，居民和商業(yè)用戶、汽車用戶均有較好的價格承受力，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展；天然氣采暖、電廠用戶價格承受力較差，往往需要政府財政補(bǔ)貼才能正常運營，發(fā)展用戶時應(yīng)慎重考慮[2]。
    工業(yè)用戶的情況較為復(fù)雜，其價格承受力與生產(chǎn)工藝對天然氣的依賴程度有關(guān)。一般玻璃、紡織、醫(yī)藥等工藝上必須使用燃?xì)獾钠髽I(yè)和冶金、制造、搪瓷、食品等使用燃?xì)夂竽軌蛴行岣弋a(chǎn)品質(zhì)量、降低成本的企業(yè)價格承受力較強(qiáng)，而主要以煤為燃料、附加值較低的產(chǎn)品價格承受力較差。因此，工業(yè)用戶的發(fā)展應(yīng)有選擇性[1,3]。
    天然氣分布式能源系統(tǒng)由于實現(xiàn)了能源的梯級利用，運行靈活且易于調(diào)節(jié)，降低了燃料成本，對天然氣價格也有一定的承受力。此類系統(tǒng)適用于負(fù)荷集中、用能時間長、環(huán)保要求高、能源購置占運行成本比例較大的項目，如城市中心商業(yè)區(qū)、中小型工業(yè)園區(qū)以及機(jī)場、酒店、醫(yī)院等大型公服用戶，是天然氣高效利用和下游市場開拓的一個重要途徑。
    各類城市天然氣用戶用氣特點對比如表3所示。
表3 各類天然氣用戶用氣特點對比
用戶類型
節(jié)能減排效益
調(diào)峰效益
價格承受力
居民和商業(yè)
較好
一般
好
工業(yè)
好
好
一般
汽車
好
好
好
分布式能源
好
好
較好
采暖
好
較差
較差
制冷
較好
好
一般
調(diào)峰發(fā)電
好
一般
一般
4 結(jié)束語
   在天然氣用戶選擇時，應(yīng)綜合考慮各種社會因素、經(jīng)濟(jì)因素、環(huán)保因素，以實現(xiàn)資源的高效、合理配置。在保障居民和商業(yè)用氣的同時，應(yīng)充分利用上游供氣能力，優(yōu)先發(fā)展有利于擴(kuò)大用氣規(guī)模和促進(jìn)節(jié)能減排、有利于調(diào)峰調(diào)度、價格承受力強(qiáng)的用戶，優(yōu)化用氣結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)燃?xì)庑袠I(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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2 楊澤亮，胡錦華，王聰.廣東省天然氣下游用戶市場潛力分析[J].東莞理工學(xué)院學(xué)報，2006：13(4)63-66
3 陳進(jìn)殿，周淑慧，王占黎.天然氣客戶評價指標(biāo)體系與數(shù)學(xué)模型[J].天然氣工業(yè)，2009：29(4)：112-114
 
(本文作者：張中秀 中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院 100037)