武漢市天然氣有限公司 徐綺宏 肖 嵩

武漢市天然氣供求平衡問題的分析和對策

武漢市天然氣有限公司 徐綺宏 肖 嵩

1 保障城市天然氣安全可靠供應(yīng)的前提條件

要安全可靠地保障城市天然氣的供應(yīng)，必須解決好以下兩個問題：

(1)供求不平衡導致的供氣調(diào)峰。城市燃氣用量隨時會發(fā)生變化，有月不均勻性、日不均勻性和時不均勻性，氣源的供應(yīng)量不可能完全按用氣量的變化而隨時改變。為了保證按用戶要求供應(yīng)燃氣，必須考慮天然氣供求平衡的措施，一般可分為小時調(diào)峰、日調(diào)峰和季節(jié)調(diào)峰三種情況。常采用的措施有利用儲氣設(shè)施調(diào)峰、利用替代氣源調(diào)峰、利用緩沖用戶自調(diào)節(jié)等方式。

(2)事故狀態(tài)下的供氣安全保障(也稱事故調(diào)峰)，是在氣源發(fā)生故障無法正常供應(yīng)時采用其它方式供氣的保證措施。常見的氣源故障有兩種：一是上游的氣源廠或長輸管線發(fā)生故障，二是城市的高壓環(huán)網(wǎng)發(fā)生故障。常采用的措施有建設(shè)儲氣設(shè)施、多氣源供應(yīng)和設(shè)置備用替代氣源等方式。

2 調(diào)峰儲氣設(shè)施建設(shè)的緊迫性

2.1 儲氣調(diào)峰量存在缺口

《武漢市城市天然氣供氣工程初步設(shè)計》根據(jù)武漢市燃氣在用戶和有用氣意向客戶的結(jié)構(gòu)、用氣規(guī)律以及用氣量的發(fā)展，對儲氣調(diào)峰量的需求進行了預測?！冻醪皆O(shè)計》預測的儲氣調(diào)峰需求量見表1。

表1 《初步設(shè)計》預測的儲氣調(diào)峰需求量

原設(shè)計中考慮到調(diào)峰能力的缺口，提出暫時租用現(xiàn)有低壓濕式氣柜來解決，待2008年氣柜折舊年限接近時再通過利用二期長江穿越管線、修建高壓副管以及修建高壓球罐來增加儲氣調(diào)峰量。在高壓管道一二期工程全部建設(shè)完成后，漢口/漢陽半環(huán)儲氣容積可達到22.7萬m3，武昌半環(huán)可達到15萬m3，高壓管道二期(長江穿越)新增7萬m3，合計44.7萬m3，再加上低壓濕式氣柜的保有量，總儲氣調(diào)峰容積為62.2萬m3。而目前在武漢天然氣公司供氣范圍內(nèi)，可利用的原有儲氣設(shè)施僅為漢口長豐的兩個氣柜(儲氣量17.5萬m3)可以用于調(diào)峰，漢陽的低壓濕式氣柜均報廢拆除，漢口趙家條的低壓濕式氣柜隨著城市的拆遷改造即將退出運行。

漢口/漢陽半環(huán)僅建成49.19 km(14.7萬m3)，武昌半環(huán)僅建成17.8 km(5.3萬m3)，合計儲氣調(diào)峰容積僅為37.5萬m3，由于目前發(fā)展的用戶的用氣不均衡性增大，對儲氣調(diào)峰的需求量最終可能會大于原來設(shè)計預測數(shù)量。

2.2 “照付不議”條款和“兩部制”計價的壓力

目前上游——中石油與“忠武線”下游城市燃氣公司在簽訂“照付不議”合同基礎(chǔ)上又推出了“兩部制”計價方式，這對于缺乏運作經(jīng)驗和自我調(diào)配能力的下游城市燃氣公司無疑是雪上加霜。下游城市的天然氣供應(yīng)都是剛剛從計劃經(jīng)濟體系轉(zhuǎn)化到市場運作方式，還沒有來得及培育出成熟穩(wěn)定的市場，將面臨著巨大的壓力。

根據(jù)“照付不議”條款天然氣公司須按承諾提取的最低氣量向中石油全部付款，即使沒有提取這種約定的最低氣量，其雖然允許用戶在隨后的三年內(nèi)對已付款但未提取的氣量補提，但補提氣只能在最大日合同量內(nèi)補提。

“兩部制”費率設(shè)計將年度服務(wù)成本劃分為固定成本和變動成本，在兩部制收費方式下，接受連續(xù)供氣服務(wù)的用戶每提取1 m3的天然氣，其平均管輸價格負擔=容量費率×最大日量倍數(shù)+使用費率。其中，用戶的最大日量倍數(shù)=最大日合同量/日平均用氣量。最大日量倍數(shù)被用于刻畫用戶用氣的均衡程度，即用戶需為調(diào)峰需求的大小(最大日量倍數(shù))付出相應(yīng)的代價。

經(jīng)由天然氣公司經(jīng)營管理部對2007年按“兩部制”計價進行測算：

(1)最大日量倍數(shù)定為1.5，實際完成氣量需達到年合同量的116%，總的管輸費才與現(xiàn)在單一制價格0.4元/m3持平。

(2)最大日量倍數(shù)定為1.29，需完成年合同量的99.84%才持平。

(3)最大日量倍數(shù)定為1.2，需完成年合同量的93%才持平。

由以上計算可以看出，實行“兩部制”后，要保證交氣價格不上漲，最大日量倍數(shù)越高，年度完成氣量的壓力也就越大，增加儲氣設(shè)施后可以適當下調(diào)最大日量倍數(shù)。

上游中石油華中銷售公司根據(jù)“照付不議”條款要求“上年度發(fā)生的補提氣量須在第二年年底結(jié)算”，以2005年為例，當年已產(chǎn)生1 200萬m3的補提氣量，2006年還將產(chǎn)生1 534萬m3的補提氣量。2007年能夠首先完成凈照付不議氣量2.48億m3(3.1億m3的80%)，然后才能將2005年、2006年產(chǎn)生的補提氣量(共0.273 4億m3)提回來，即必須保證完成2.753 4億m3氣量。

隨著補提氣量“滾雪球”式的增多，大量占壓了預購氣量的資金，補提氣量只能在最大日合同量內(nèi)補提的限制，也給以后補提氣量的提取造成了困難，必須自己建設(shè)一定儲氣容積的儲氣設(shè)施，才能方便今后補提氣量的操作。

2.3 用戶市場發(fā)展的迫切需求

武漢市的天然氣用戶市場還處于一個培育發(fā)展期階段，目前還不成熟，易受到較多不確定因素的影響和制約。用戶市場的發(fā)展盡管每年都有計劃，但新用戶用氣點火數(shù)量一般都是按日或月逐步累積增加的，新增用氣量的“漸進”與合同量按年“臺階”增長難以同步，受中石油當年平均交氣最大小時流量的制約，易造成新增大用戶的用氣量和點火通氣時間難以保證，也給用戶的發(fā)展帶來一定的困難。因此興建部分儲氣設(shè)施，能有效緩解新增用氣量的“漸進”與合同量按年“臺階”增長的矛盾，給用戶市場發(fā)展提供相應(yīng)的支持。

2007年1月中石油華中天然氣銷售公司預測本月“兩湖”用氣調(diào)峰缺口將達到50萬m3，已超出忠武管道的調(diào)峰能力，管存已低于警戒線，為保障供氣安全，給下游天然氣公司發(fā)出《關(guān)于冬季調(diào)峰供用氣安排的緊急通知》，要求冬季高峰用氣月停止所有新開用戶，對工業(yè)用氣實施減、限、停。

2.4 用氣額度被削減的壓力

根據(jù)武漢市與中石油簽訂的(5年期)區(qū)間合同，中石油2009年向武漢市最大年供氣規(guī)模12億m3，供氣時間為25年，而作為一個特大型的城市，天然氣的最終供量12億m3是遠遠不夠的，根據(jù)《武漢市燃氣專項規(guī)劃》的預測，武漢市到2020年天然氣的需求量將達到30億m3，而目前武漢的高壓環(huán)儲氣量僅為44.7萬m3，供、需、儲的矛盾日益明顯。

中石油已致函武漢市天然氣公司，要求再次復核氣量，并希望將武漢市的2009年最終最大年供氣規(guī)模調(diào)減為8億m3。國內(nèi)許多城市發(fā)現(xiàn)原有的供氣額度已經(jīng)滿足不了城市的發(fā)展需求，紛紛向中石油爭取追加供氣額度，例如成都2005年用氣量已達7億m3，上海市2005年用氣量已達30億m3，都仍有較大的缺口。

目前中石油已將間接性供氣改為均衡連續(xù)性供氣，這對武漢市自有的供氣調(diào)峰能力提出了更高的要求，隨著用戶的增多，對調(diào)峰能力的需求也正在逐步增大，當調(diào)峰儲氣量滿足不了需求時，就會出現(xiàn)供氣不足或限氣的情況。

武漢正處于用戶發(fā)展的上升期，一旦出現(xiàn)供氣不足或限氣的情況，將會極大地挫傷用戶使用天然氣的信心和積極性，制約用戶市場的發(fā)展速度，影響“照付不議”用氣合同的履行，惡性循環(huán)會最終導致中油供氣額度的消減，優(yōu)質(zhì)能源的供應(yīng)減少給城市的發(fā)展帶來不利的影響。

2.5 用戶類型發(fā)展不平衡帶來的壓力

隨著武漢市“碧水藍天”、“冬暖夏涼”等建設(shè)項目的實施，采暖用鍋爐和溴化鋰直燃機的用戶量正在逐步加大，季節(jié)不均衡用氣的調(diào)峰量也在增加；隨著市場不斷拓展，居民、商業(yè)、餐飲及工業(yè)用戶增多，小時不均衡用氣調(diào)峰量也進一步加大。

用戶類型發(fā)展的不平衡，導致均衡用戶在用氣總量所占的比例較小，天然氣公司通過調(diào)度進行供氣平衡的自平衡能力逐步減弱，將會給以后的安全保障供氣帶來一定的困難。在市場培育期內(nèi)，用戶類型發(fā)展不平衡性會表現(xiàn)得特別明顯。

2.6 各類用戶用氣規(guī)律和計劃的不確定性

天然氣的新增用戶數(shù)量和用戶類型越來越多，用氣規(guī)律和用氣設(shè)備的實際耗氣定額也發(fā)生了較大的變化，這些變化將會直接影響到城市天然氣的調(diào)度、運行。由于許多用戶剛開始使用天然氣，缺乏經(jīng)驗和對用氣規(guī)律和必要的技術(shù)參數(shù)的積累，對后期的用氣量需求難以進行較為準確的預測，上報的日制定、周用量以及月用量不準確，人為增加了調(diào)峰壓力。

3 新編《武漢市燃氣專項規(guī)劃》的儲氣調(diào)峰方案

新編《武漢市燃氣專項規(guī)劃》對于儲氣調(diào)峰提出兩個建議，其對建設(shè)投資來源并未明確，并且兩個儲氣調(diào)峰建議更側(cè)重于遠期氣量滿足不了發(fā)展需求時的氣源補充。

(1)在2010年前后實施LNG項目，在北湖化工區(qū)的長江岸邊建設(shè)LNG接收(氣化)站一座，規(guī)模分別按近期50萬t/a、中期100萬t/a、遠期200萬t/a考慮，利用長江水路運輸液化天然氣。

(2)建設(shè)一條高壓A管道，管道沿規(guī)劃的城市外環(huán)線敷設(shè)，管線起點從LNG接收(氣化)站接出，終點分別接入五里界門站、軍山門站。管線設(shè)計壓力為4.0 MPa，管徑為D711，全長182.35 km，可增加儲氣容積約160萬m3的儲氣容積。

《燃氣專項規(guī)劃》的儲氣調(diào)峰方案主要著眼于遠期，立足于供氣量缺口補足，尋找新的天然氣氣源，難以解決目前的調(diào)峰問題。目前武漢市12億m3的“照付不議”天然氣額度還沒有用足，但受中石油均勻供氣的限制，無法充分利用管網(wǎng)輸送設(shè)施發(fā)展用戶，并解決現(xiàn)有用戶的用氣調(diào)峰問題。

引進LNG可以較好地解決事故儲備和季節(jié)調(diào)峰，但宜根據(jù)充分用足12億m3的額度、氣源不能滿足需求的情況分期考慮實施，LNG接收(氣化)站接收站的地點也不宜只考慮水路運輸?shù)姆奖?，而?yīng)綜合鐵路、公路等方面的因素，長江水路受南京長江大橋的影響，大噸位的LNG的運輸船難以到達武漢，進口LNG的運輸成本會增加較多。

高壓A管道建設(shè)的路由是規(guī)劃的外環(huán)線，受道路建設(shè)進度的制約，建設(shè)周期較長，而且投資巨大，需要穿越長江和漢江，若在沿線周邊沒有大的用氣需求，純粹只是調(diào)峰儲氣的目的，其與球罐儲氣方式比較沒有優(yōu)勢。受配套道路建設(shè)進度的影響到目前高壓B管道管線還未完成建設(shè)。

4 常用解決儲氣調(diào)峰問題的方法及手段

任何一個城市使用燃氣，都存在供氣的均衡與需求的不均衡之間的矛盾，回避不了儲氣調(diào)峰的問題，供氣規(guī)模越小，儲氣調(diào)峰的問題越容易解決。當一個城市的供氣規(guī)模大到一定程度，儲氣調(diào)峰的問題依靠燃氣運營企業(yè)自身無法解決，只有政府出面協(xié)調(diào)，并根據(jù)城市發(fā)展的戰(zhàn)略目標，建立完善的市政基礎(chǔ)配套設(shè)施，從氣源的組織供應(yīng)、用戶的機動調(diào)度以及氣量的合理儲存等方面尋求解決的方法，下列是一些常用保證供求平衡的方法及手段。

4.1 改變氣源的生產(chǎn)能力和設(shè)置機動氣源

天然氣的供應(yīng)是由上游公司投資建設(shè)的，通過改變氣源的生產(chǎn)能力來解決供求平衡幾乎不可能，中石油的長輸管線有一定的儲氣調(diào)峰容積，但能力畢竟有限，對于下游的調(diào)峰量變化，不能及時有效地解決。通過上游公司調(diào)整供應(yīng)量來達到供求平衡，一方面供應(yīng)量調(diào)整能力有限，另一方面根據(jù)“照付不議”和“兩部制”要求下游需要為供應(yīng)量調(diào)整付出較大的經(jīng)濟代價。

設(shè)置機動氣源，如建設(shè)和利用原有液化石油氣混空氣廠(武昌空混廠)生產(chǎn)空混氣作為機動氣源進行調(diào)峰，一方面建設(shè)投資和運行維護費用很大，另一方面嚴重的價格倒掛(空混氣價格約是天然氣價格的3倍)，使經(jīng)營企業(yè)無法承受。

4.2 利用緩沖用戶和發(fā)揮調(diào)度作用

可以選擇一些大型的工業(yè)用戶、鍋爐房等作為天然氣供應(yīng)的緩沖用戶，在夏季用氣低峰時，把多余的天然氣供他們?nèi)紵?，而冬季高峰時，這些工業(yè)用戶改燒固體燃料或液體燃料。可通過價格杠桿讓一些大型工業(yè)企業(yè)主動調(diào)整廠休日和作息時間，以平衡日不均勻用氣。還可通過掌握各工業(yè)企業(yè)的實際用氣和計劃用氣量，以及居民生活和商業(yè)用戶的用氣量和用氣工況，制定調(diào)度計劃，通過調(diào)度計劃調(diào)整供氣量。但目前武漢市正處于用戶發(fā)展期，天然氣的價格與其它燃料的價格相比較低，用戶一旦用上天然氣很難愿意改用其它燃料，天然氣價格又是政府物價部門制定，燃氣經(jīng)營企業(yè)無權(quán)調(diào)整，利用緩沖用戶調(diào)峰在目前狀態(tài)下不具可操作性。

4.3 利用儲氣設(shè)施

4.3.1 低壓儲氣設(shè)施

低壓儲氣設(shè)施有低壓濕式氣柜和低壓干式氣柜。低壓儲氣設(shè)施的建設(shè)投入與高壓管道和高壓球罐相比略低，其具有工藝成熟，操作安全性較高等特點，但其對于天然氣的運行存在著較大的能量浪費，需要將天然氣的壓力由高壓降成低壓儲存，再將儲存的低壓天然氣加壓送入管網(wǎng)，并且其用于調(diào)峰保障的區(qū)域也不宜過大。將其作為小時用氣調(diào)峰和日用氣調(diào)峰的措施，很不經(jīng)濟，但作為小型事故調(diào)峰的儲氣設(shè)施和季節(jié)調(diào)峰的補充型式，運行和維護成本較為經(jīng)濟。建設(shè)同樣容積的低壓干式氣柜約為低壓濕式氣柜投資的兩倍，應(yīng)優(yōu)先利用原有的低壓儲氣設(shè)施。

漢口部分、漢陽的原有低壓濕式氣柜及配套設(shè)施由于城市建設(shè)的需要原因而拆除，天然氣公司目前已租用漢口長豐的低壓濕式氣柜及配套設(shè)施，利用長豐氣柜承擔漢口地區(qū)部分的居民和商業(yè)用戶的事故調(diào)峰和季節(jié)用氣調(diào)峰的功能，為管網(wǎng)在事故狀態(tài)下的水力工況提供相應(yīng)的保障，但其容量有限，僅為17.5萬m3。

4.3.2 建設(shè)地下儲氣庫

地下氣庫是采用較多而成本相對較低的方式，可以作為地下儲庫的有枯竭油氣田、鹽穴、含水層、廢棄礦坑、人造洞穴等。從全球來看，以枯竭油氣田和鹽穴的氣庫為多，成本也較低。全球已建成468座枯竭油氣藏地下氣庫，占氣庫總數(shù)的76.7%。

地下儲氣庫貯氣量大，平均單位體積造價和運行費用省，可用于平衡季節(jié)不均勻用氣和一部分日不均勻用氣，但不宜用來平衡采暖日不均勻用氣和小時不均勻用氣，急劇增加采氣強度，會增加儲氣庫的投資和運行費用，不經(jīng)濟。

建設(shè)地下儲氣庫能較好地解決事故調(diào)峰和季節(jié)調(diào)峰的問題，但其投資巨大(約20~30億元)，一般的企業(yè)難以承受，而且必須形成一定的規(guī)模效益。武漢周邊沒有合適的儲氣庫源，建設(shè)地下儲氣庫只有政府出面牽頭，可聯(lián)合周邊城市共同湖北省境內(nèi)建設(shè)地下儲氣庫，以解決各自的事故調(diào)峰和季節(jié)調(diào)峰的問題，建設(shè)實施的難度較大，可能性較小。

4.3.3 建設(shè)高壓球罐

高壓球罐與其他類型的儲氣罐相比，無疑是技術(shù)先進經(jīng)濟合理的儲氣容器，球形貯罐在相同的內(nèi)壓下所承受的一次薄膜應(yīng)力僅為圓筒形容器環(huán)向應(yīng)力的一半。利用天然氣進出高壓儲罐的壓差進行儲氣，高壓球罐儲氣可更有效地利用天然氣所具有的壓力能，運行中無活動部件，維護工作量少，其優(yōu)越性已被國內(nèi)外天然氣輸配工程所證實。

現(xiàn)有的天然氣高壓球罐除西安、北京煤氣公司引進日本的5 000 m3和10 000 m3球罐外，國內(nèi)已設(shè)計施工的僅1 000 m3和2 000 m3兩種規(guī)格。我國目前已可加工5 000 m3的球罐，如有進口鋼材，可以加工制造10 000 m3球罐，天津化工球罐聯(lián)營公司和洛陽金屬結(jié)構(gòu)廠均有成熟的加工技術(shù)。

球罐建在地面上需要占用土地，儲氣規(guī)模受到一定限制，建立一個高壓球罐的儲氣站，需建立消防系統(tǒng)、自控通信等配套設(shè)施，建設(shè)成本相對較高，站內(nèi)需專業(yè)技術(shù)人員管理。在進口壓力為1.6 MPa，出口壓力為0.4 MPa的條件下，儲存12.6萬m3天然氣需3 500 m3的球罐三臺，總投資為4 500萬元，單位體積投資357元/ m3。

4.3.4 建設(shè)管束儲氣

根據(jù)國外相關(guān)資料，高壓管束，事實上是一種高壓管式儲氣罐，因其直徑小能承受更高的壓力。

管束儲氣是將一組或幾組鋼管埋在地下，對管內(nèi)儲存的天然氣加壓，利用氣體的可壓縮性及其高壓下和理想氣體的偏差進行儲氣，可使儲氣量大大增加。管道儲氣實質(zhì)上是一種高壓管式儲氣罐，它可以充分利用較高的天然氣來氣壓力和城市外環(huán)管網(wǎng)的壓力來儲氣，管道儲氣能承受比球罐更高的壓力，有利于增加其儲氣能力。

管束儲氣安全性比球罐好，如果以D720×9 mm管束與國內(nèi)外比較成熟的1 000 m3球罐相比，單位投資費用若以球罐為1，則管束為0.313，在單位儲氣耗鋼材方面，若仍以球罐為1，則管束為0.493。管束氣與球罐儲氣的經(jīng)濟管束儲氣技術(shù)經(jīng)濟指標比較，管束儲氣優(yōu)于球罐儲氣。

管束儲氣運行壓力高，埋地較安全，建造費用低，但占地面積很大，要求有較高的防腐措施，且運行后難于檢查，最高壓力6.3~7.0 MPa，我國目前無大型管束儲氣的工程實踐先例。

4.3.5 建設(shè)LNG設(shè)施

天然氣的液化儲存通常采用低溫常壓的儲存方法，即將天然氣冷凍至沸點(-162℃)以下，在其飽和蒸氣壓接近于常壓的情況下進行儲存。以液態(tài)儲存天然氣的最大優(yōu)點是使儲氣容積縮小600倍，所用的儲罐壓力較低(7 kPa左右)，比較安全、經(jīng)濟，而且還可以和車、船運輸結(jié)合起來，具有較高的機動性。設(shè)備簡單，調(diào)度靈活。由于液化天然氣的儲存量可以較大，許多國家都認為液化天然氣用于季節(jié)調(diào)峰是一種較經(jīng)濟的方法，但這種方式運行費用較高，如能將液化天然氣的冷量充分利用(如供應(yīng)大型冷庫、生產(chǎn)液氮等低溫制品等)，則可降低運行費用。

4.3.6 高壓管網(wǎng)儲氣

城市高壓管網(wǎng)與用戶相距較近，更有利于調(diào)節(jié)用氣高峰，采用高壓管網(wǎng)儲氣投資和鋼材耗量比建地上金屬罐低。而且操作、管理、維護簡單，可以與計量站統(tǒng)一考慮，城市高壓環(huán)網(wǎng)對于接收各方面來的氣源，平衡輸氣系統(tǒng)工況也十分有利。

《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》(GB 50028—2006)中規(guī)定“高壓A燃氣管道(2.5 MPa＜P≤4.0 MPa)通過四級地區(qū)時與建筑物外墻面之間的水平凈距不應(yīng)小于30 m(當管道壁厚大于9.5 mm或?qū)艿啦扇∮行ПＷo時不應(yīng)小于15 m)”。高壓管網(wǎng)因靠近城市的周圍，其管線建設(shè)的路由不容易找到，高壓管道建設(shè)中房屋拆遷費用有時占了總投資的很大比例，管網(wǎng)儲氣壓力則受上游交氣壓力以及《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》安全間距要求的制約，儲存容積量大小易受上游交氣壓力管網(wǎng)運行壓力的制約，每8~10 km設(shè)置一個關(guān)斷閥門，一旦管道出現(xiàn)問題，儲氣容積損失較大，日常安全巡查區(qū)域的可控性不如球罐。

4.3.7 各種儲氣方式單位投資的比較

各種儲氣方式單位投資的比較見表2。

表2 各種儲存方式每m3儲氣量的建設(shè)投資比較

從表2可以看出，地下儲氣單位投資成本最經(jīng)濟，其次是液化天然氣(LNG)儲存，而高壓球罐的單位投資成本最高，高壓管道和低壓干式柜次之。

地下儲氣儲存雖然單位投資成本較小，但其要求建設(shè)規(guī)模大，總投資較大，運行成本高，較適于季節(jié)調(diào)峰和事故調(diào)峰；液化天然氣(LNG)建設(shè)規(guī)模設(shè)置可以較為靈活，但運行的成本較高，較適于日調(diào)峰和事故儲備調(diào)峰；高壓球罐和低壓干式柜則單位投資成本較大，儲氣規(guī)模不大，運行較為機動，運行成本較高(高壓球罐壓力容器檢測費用和低壓干式柜的壓送設(shè)施運行費用)，較適于小時調(diào)峰和日調(diào)峰；高壓管網(wǎng)儲氣的單位投資成本介于高壓球罐和低壓干式柜之間，最適于儲氣與輸氣功能并舉的需求，其運行成本最低，但建設(shè)進度易受其它因素制約，建設(shè)周期長，如不能與道路配套施工，拆遷成本較高。

根據(jù)武漢市的實際情況，宜采用多種儲存設(shè)施并存的方式。在時間上和操作性方面來看，建設(shè)高壓球罐和低壓干式柜解決近期的調(diào)峰問題最為有效和可行，但儲存量小，無法滿足遠期的發(fā)展；而建設(shè)LNG儲存設(shè)施和建設(shè)高壓管網(wǎng)則可以著眼遠期，其儲存量大，可以解決天然氣的事故儲備問題，對中遠期的發(fā)展有利。

5 其它城市的儲氣和調(diào)峰解決方案

(1)馬鞍山市門站儲配站內(nèi)已建成2臺5 000 m3球罐，造價為2 560萬元，其單位儲氣量的造價為225.8元/m3。

(2)寧波市城市燃氣調(diào)峰采用在城郊建設(shè)設(shè)計壓力為4.0 MPa的高壓環(huán)網(wǎng)。在2010年前，建設(shè)DN500管道54.3 km以及DN400管道20.4 km，總造價10 300萬元。

(3)杭州市為滿足時調(diào)峰所需80萬m3儲氣量的要求，擬采用在杭州北門站及杭州南門站間建設(shè)高壓天然氣管道的方案，除向杭州市區(qū)及臨安、富陽供氣之外，還可以作為儲氣設(shè)施。高壓天然氣管道分一、二期工程實施。

6 適合武漢市的儲氣和調(diào)峰解決方案

隨著供氣規(guī)模的擴大，供氣與調(diào)峰的矛盾會日益突出。一個大型城市的儲氣和調(diào)峰問題僅僅由天然氣公司自己解決是完全不可能的，天然氣公司有限的儲氣設(shè)施無法承擔如此大且集中的調(diào)峰量，應(yīng)考慮依靠上游公司解決一部分，政府投資解決一部分，天然氣公司自有儲氣設(shè)施解決一部分，通過合理的調(diào)度讓有條件的用戶分攤一部分調(diào)峰負擔。

6.1 上游事故狀態(tài)下的供氣安全保障

在上游氣田集輸系統(tǒng)或天然氣凈化廠發(fā)生事故狀態(tài)時，需要有一段設(shè)備和管路搶修時間，為保證下游用戶的正常用氣，一般會利用長輸管道的氣量儲備、地下儲氣設(shè)施或多氣源供應(yīng)等措施來進行保障。

中石油針對忠武管線的事故調(diào)峰和儲備已制定了方案并開始付諸啟動實施：一是在湖北潛江擬建設(shè)儲氣容積為3億m3的地下儲氣庫(利用江漢油田廢棄的油井)，目前存在一定的困難，江漢油田屬中石化集團，而長輸管線歸屬中石油集團；二是中石油已建設(shè)完成西氣東輸——忠武聯(lián)絡(luò)管道工程，即河南淮陽——武漢輸氣管線工程，全長460 km，管徑為D610，運行壓力為6.3 MPa，年供氣量可達15億m3，淮武輸氣聯(lián)絡(luò)管線為西氣東輸與忠武管線的連接管線，由河南淮陽至中石油武漢東分輸站，該管線功能是為兩湖地區(qū)保安和應(yīng)急用氣。

6.2 天然氣公司自有事故狀態(tài)下的供氣安全保障

武漢市天然氣有限公司針對武漢市保障可靠供氣，自身已啟動了以下有關(guān)項目：

(1)提前啟動高壓二期工程長江穿越管線的建設(shè)，加速高壓一期待建工程，使高壓管道盡快連通成環(huán)，使武漢市的氣源接入點真正成為雙接入點，可以互為備用，局部管線或單個門站發(fā)生事故時具有備用供氣調(diào)峰的措施；

(2)租用可以運行的長豐低壓濕式氣柜，準確預測并合理調(diào)度，保證自有管網(wǎng)系統(tǒng)的儲氣設(shè)施擁有一定規(guī)模的事故儲備氣量，在自有管線出現(xiàn)問題時的供氣保障以及應(yīng)對短時間的上游事故停氣；

(3)逐步改造舊有管道，緩慢提升中壓管網(wǎng)的運行壓力，增加中壓管網(wǎng)中的天然氣管容儲量，適當提高中壓管網(wǎng)的應(yīng)急儲備能力。

6.3 政府部門牽頭建設(shè)和完善供氣安全保障體系

儲氣調(diào)峰設(shè)施屬于武漢市的市政基礎(chǔ)建設(shè)范疇，投資巨大，政府應(yīng)納入城市整體規(guī)劃中考慮，統(tǒng)一投資建設(shè)。

6.3.1 加速完善城市市政基礎(chǔ)配套設(shè)施

在城市能源發(fā)展戰(zhàn)略中，武漢市與中石油簽訂的“照付不議”供氣額度是目前較為稀缺的能源資源，一旦喪失了這些資源，城市的發(fā)展會失去后續(xù)的動力。

努力保住已簽訂的“照付不議”供氣額度單憑燃氣運營企業(yè)的能力是很難做到的，依靠政府力量，建設(shè)足夠大的儲氣設(shè)施，既能有助于保住“照付不議”供氣額度，又能保障共同的用氣單位事故安全用氣和季節(jié)調(diào)峰用氣。

6.3.2 成立天然氣儲備調(diào)峰公司

由政府投資或部分出資組建一家天然氣儲備調(diào)峰公司，在政策上給預支持和優(yōu)惠，由其負責天然氣儲氣設(shè)施的建設(shè)保障整個武漢市的天然氣儲備和調(diào)峰。利用專業(yè)化的調(diào)峰公司代表政府切實解決好事故調(diào)峰和部分季節(jié)調(diào)峰問題，保住天然氣的額度資源，給武漢市的城市發(fā)展留有足夠空間。

6.4 儲氣調(diào)峰設(shè)施方案的選擇

《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》(GB 50028—2006)規(guī)定“平衡小時的用氣不均所需調(diào)峰氣量宜由供氣方(上游公司)解決，不足時由城鎮(zhèn)輸配系統(tǒng)解決。對來氣壓力較高的天然氣輸配系統(tǒng)宜采用管道儲氣的方式”。目前很多發(fā)達國家已不再將高壓罐的儲氣方式建于天然氣工程，多采用管道儲氣和儲氣庫的方式，但國內(nèi)具體實際情況與國外可能會存在不同，不能一概而論。

根據(jù)目前武漢市高壓管網(wǎng)、門站及高中壓調(diào)壓站的布局情況，考慮到不定期對過江管道的檢查和維護的需求，儲氣設(shè)施的布置宜兼顧武昌、漢陽和漢口的用氣需求。

6.4.1 可選方案

方案一：武昌和漢陽的儲氣設(shè)施選點建議考慮在五里界門站和軍山門站附近，一方面是那里的征地費用較低，相對偏遠，安全距離容易控制，另一方面其與中石油交氣點較近，中石油交氣壓力為1.6~1.8 MPa，可以較好地利用壓力能量將天然氣注入球罐，不需增壓設(shè)施，節(jié)省運行費用。建設(shè)大型球罐區(qū)，考慮到球罐需要定期進行壓力容器檢驗，可分別建設(shè)1.6 MPa、5 000 m3容積的球罐各3臺(預留1臺球罐安裝位置)，可各增加有效儲氣容積約15萬m3。漢口地區(qū)由于拆除了趙家條氣柜，目前可使用的低壓濕式氣柜只有長豐的兩座氣柜，氣柜儲存容積共為17.5萬m3，可利用長豐煤氣廠現(xiàn)有閑置的土地資源建設(shè)漢口地區(qū)的儲氣設(shè)施；因長豐煤氣廠位于城區(qū)邊緣，距中環(huán)線較近，考慮到安全因素的影響，建議在長豐煤氣廠區(qū)內(nèi)建設(shè)1.6 MPa、2 000 m3容積的球罐2臺(預留1個球罐安裝位置)，可增加有效儲氣容積約4萬m3。

該方案總投資估計約1.3億元(注：征地費用未計入)。

方案二：提前啟動《武漢市燃氣專項規(guī)劃》中高壓A管道的建設(shè)，以五里界門站為起點沿滬蓉高速敷設(shè)豹澥鎮(zhèn)，再沿外環(huán)至花山，全長約30 km；以軍山門站為起點沿外環(huán)經(jīng)曹坊灣、大集至蔡甸，全長約30 km。管徑為D711，按高壓A設(shè)計施工，近期按中壓B運行。則東西兩段管線可各增加有效儲氣容積約12萬m3。在長豐煤氣廠建設(shè)10萬m3的低壓干式氣柜一座，利用原有富裕的增壓設(shè)備壓送低壓氣柜的氣體，減少壓縮機的建設(shè)投入，與高中壓調(diào)壓站功能相配合，作為目前事故調(diào)峰的儲備，也可以保障小時和日調(diào)峰的需求。

該方案總投資估計約2.4億元。

方案三：在五里界門站與軍山門站之間的高壓附近建設(shè)大型的LNG儲存和氣化設(shè)施。目前香港中華煤氣公司計劃在陜西建設(shè)一個大型的LNG生產(chǎn)工廠，氣源有一定的保障。LNG儲存和氣化基地的選址宜考慮在長豐煤氣廠，一方面其靠近中環(huán)，廠內(nèi)原建有鐵路專用線，公路和鐵路交通較為便利，另一方面可以充分利用長豐煤氣廠原有的供配電以及給排水設(shè)施。選點在漢口，可將五里界門站、軍山門站及LNG儲存和氣化站作為均布的三個氣源點，提高事故狀態(tài)下的供氣可靠性。建設(shè)5 000 m3的LNG儲罐，可增加300萬m3的儲量，建設(shè)投資約0.6億元(注：征地費用未計入)。

6.4.2 方案比較

武漢市已沿中環(huán)路敷設(shè)一條高壓環(huán)線作為管道儲氣，目前由于拆遷以及道路配套的原因，還未全部完成，近期再實施外環(huán)線高壓管道建設(shè)存在兩個方面的問題：一方面外環(huán)管道敷設(shè)位置超前于武漢市目前的城市發(fā)展速度，近期內(nèi)高壓管道只有儲氣功能沒有輸氣功能，另一方面不配合外環(huán)線道路施工建設(shè)，拆遷費用巨大。

高壓球罐的建設(shè)雖然近期選址可以選在城市的邊緣，但隨著城市的發(fā)展，城市邊緣向外擴展，若干年后高壓球罐區(qū)必然會面臨搬遷的問題；高壓球罐同時還存在定期檢驗的問題，在檢驗期內(nèi)受檢高壓球罐需要停氣置換。

方案一優(yōu)點：

(1)較容易實施，且工期較有保障；

(2)能較為有效地解決近期調(diào)峰問題；

(3)工藝成熟可靠，已具備國產(chǎn)化能力。

方案一缺點：

(1)后期的運行維護費用較高；

(2)報廢年限相應(yīng)較短(使用年限8~15年)；

(3)與遠期的發(fā)展規(guī)劃不一致；

(4)儲氣調(diào)峰能力不能再增加。

方案二優(yōu)點：

(1)符合遠期的發(fā)展規(guī)劃，能和中石化的川滬干線結(jié)合在一起考慮；

(2)后期的運行維護費用較低；

(3)積有輸氣和儲氣兩個功能，將解決近期調(diào)峰和遠期發(fā)展供氣問題兼顧；

(4)隨門站交氣壓力的提高，儲氣調(diào)峰能力還能提高。

方案二缺點：建設(shè)進度易受到各種因素制約。

方案三優(yōu)點：

(1)符合遠期的發(fā)展規(guī)劃，能和中石化的川滬干線結(jié)合在一起考慮；

(2)適于解決遠期氣源不足的需求；

(3)儲氣容積較大，事故調(diào)峰儲備能力強；

(4)調(diào)峰能力通過擴建氣化裝置還能提高。

方案三缺點：近幾年供氣額度還有很大富余量，引進新的天然氣來源，會給完成年用氣合同以及保住總供氣額度帶來一定的風險。

綜合考慮：方案三投資額度較小，解決季節(jié)調(diào)峰和事故調(diào)峰的能力很強，符合遠期城市發(fā)展的規(guī)劃，儲氣和輸氣功能相對分離，利于管理，與其它方案相比相對較優(yōu)，宜為首選。方案一投資額度較大，建設(shè)工期容易保證，特別利于解決目前小時調(diào)峰的問題，但與遠期規(guī)劃不相符，可以作為次選方案。方案二投資額度最高，儲氣和輸氣功能兼顧，符合遠期城市發(fā)展的規(guī)劃，可以將普光氣田來氣接收門站一并納入武漢市的整個管網(wǎng)體系綜合考慮，統(tǒng)一管理，但管道建設(shè)須與道路配套，建設(shè)工期無法保證，可以作為第三選擇方案。

6.5 重新制定用戶發(fā)展的規(guī)劃

中石油實施“照付不議”條款和“兩部制”計價后，天然氣公司的用戶發(fā)展類型側(cè)重應(yīng)有相應(yīng)的調(diào)整，如果用戶結(jié)構(gòu)沒有優(yōu)化，用戶發(fā)展越多，并不是銷售的天然氣量越多天然氣公司的盈利就越高，反而會增大經(jīng)營的風險。

6.5.1 努力增大均衡用戶用氣量的權(quán)重

應(yīng)重點發(fā)展用氣均衡的工業(yè)用戶，用氣均衡的工業(yè)用戶應(yīng)成為用戶類型結(jié)構(gòu)中的骨架，通過有目的地增加均衡用戶用氣量在總用氣量中所占的權(quán)重，提高天然氣公司自我調(diào)節(jié)、自我平衡的能力。準確地摸清楚各用戶的用氣規(guī)律及用氣量的可調(diào)范圍，有利于在用氣高峰時對天然氣氣量進行適當?shù)恼{(diào)配，減少調(diào)峰的壓力。

6.5.2 鼓勵有能力用戶自調(diào)峰

部分用戶自建有儲氣設(shè)施，如江南燃氣、武鋼房產(chǎn)等公司，應(yīng)從氣價以及交接設(shè)備控制等方面綜合考慮，鼓勵這類用戶充分利用自有設(shè)施調(diào)峰，分攤高峰用氣的調(diào)峰壓力。

6.5.3 有目的地尋找和開發(fā)機動緩沖用戶

機動緩沖用戶的首要條件是其可以使用替代燃料，并且切換較為簡單，而且用氣量較大。對于該類用戶通過執(zhí)行可中斷供氣的售氣價格優(yōu)惠，吸引其承擔機動緩沖用戶的角色，這對整個供氣系統(tǒng)的平峰將起到積極的作用。

6.6 理順天然氣售氣價格

儲氣調(diào)峰是需要成本的，天然氣售氣價格應(yīng)充分考慮調(diào)峰費用的因素，對有無調(diào)峰需求的用戶在價格上宜區(qū)別對待。給各類用戶一個合理的定位，與用戶簽訂合同時在供氣穩(wěn)定性和價格上予以明確。

6.6.1 用戶類型

(1)必須確保供氣的用戶(如居民和重要工商業(yè)用戶等)；

(2)停氣將給生產(chǎn)帶來極大影響的工業(yè)用戶(如汽車油漆車間等)；

(3)停氣影響較小的工業(yè)用戶(停氣不會造成重大經(jīng)濟損失的用戶，可以自由進行生產(chǎn)調(diào)度)；

(4)有其它備用燃料使用的用戶(如可使用雙燃料的調(diào)峰電廠和CNG汽車用戶)。

對不同類型的用戶分別歸類后，才能準確地確定事故儲氣調(diào)峰的儲備，通過在售氣價格上有所區(qū)分和合同上明確事故狀態(tài)下保障的程度，增強用戶使用天然氣的信心。對不同類型的用戶發(fā)展的比例應(yīng)適當，以增加公司對供氣氣源調(diào)節(jié)的能力。

6.6.2 天然氣售氣價格的定價原則

下游天然氣公司在制定天然氣售氣價格時，在考慮用戶用氣量大小的因素外，還應(yīng)著重考慮加入為該用戶供氣調(diào)峰成本的因素，對需要進行供氣調(diào)峰而自己又無能力的用戶，售氣價格應(yīng)適當提高，突出峰值氣價的組成。

天然氣的銷售價格不應(yīng)只考慮用戶用氣量的多少，以及供應(yīng)的壓力，也應(yīng)考慮用戶是否自己解決調(diào)峰問題，對不能解決調(diào)峰問題的用戶，在售氣價格上適當調(diào)高，以解決調(diào)峰天然氣的成本問題。

對于部分大工業(yè)用戶的售氣價格應(yīng)實行機動氣價，將夏季和夜間的用氣低谷的售氣價格，可以適當降低，鼓勵大的工業(yè)用戶在低峰用氣，平抑低谷，提高管網(wǎng)的利用率，確保年用氣額度的有效完成。

7 結(jié)語

隨著用戶的不斷發(fā)展，供氣規(guī)模會逐步增大，調(diào)峰儲備的缺口會越來越大，保障安全供氣的問題會日益突出，這將直接會影響到武漢市的近期穩(wěn)定