根据上述原则,确定北京市天然气战略储备量方案见表3:
表3 北京市天然气战略储备量方案 单位:亿立方米
| 低方案(15天) | 高方案(30天) |
2010年 | 4 | 8 |
2015年 | 5 | 10 |
2020年 | 6 | 12 |
② 战略储备方式比较
天然气的储备方式主要有气态储存和液态储存两种方式。气态储存主要利用地下储气库和高压容器储存天然气。液态储存主要利用地面和地下储罐储存液态的天然气(LNG)。地下储气库:地下储气库是天然气储备最有效和最主要的方式。目前,全世界共有地下储气库610座,总工作气量为3200亿立方米,其工作气量相当于世界年用气总量的12%左右。世界上的地下储气库集中分布在美国、俄罗斯、加拿大、德国、法国等国家。
地下储气库的优点是储气量大,但是受地质条件限制。按照地质结构划分,地下储气库可分为:枯竭油气田型、含水层型、盐穴型、岩洞型、废弃矿穴型。采用枯竭油气田地下气库是季节性调峰最有效,经济的方式,世界上已有的大部分地库都属于这种类型。中国现有的在役地下储气库均属于这种类型。世界上含水层储气设施主要在美国、前苏联和法国,是通过向空的含水层注气生成一个人造气田,这种储气方式需要一定的地质条件,我国对含水层储气库的研究尚处于初级阶段。盐穴被用来储存天然气则是最近几年兴起的,目前世界上有54个盐穴储气设施。这种储气方式正在迅速发展之中。其储气原理是先用清水将盐溶解,通过一个单井将盐水出掉,然后用来注气和取气。西气东输中正在配套建设的金坛储气库属该种类型。
从国外实践经验来看:选择地下储气库库址的顺序为:首选目标是枯竭油气藏,然后是含水层,最后是盐穴储气库。
CNG储备(岩洞型):在地下储气库发展工程中,有的国家在坚硬的岩石中人工挖出一个洞室,利用岩石的高抗压性支撑压力,在洞内做一层比较薄的钢内衬,该内衬主要起密封作用。并在高压(20~22.5MPa)下储存天然气。该种方式称为CNG储备。每座储存量达2.5~4百万立方米。瑞典能源公司在世界上开发了这一储存技术。目前全世界投入商业运行的仅此1座岩洞型CNG储气库。
液态储存:天然气的液化储存通常采用低温常压的储存方法,即将天然气冷冻至-162℃以下进行储存。液态天然气体积缩小了600倍。由于液化天然气的储存量较大,许多国家都认为液化天然气用于季节调峰和战略储备是一种较经济的方法。
③ 不同储备方式经济性分析
根据北京市的地理位置、自然条件和周边地区的地质条件,在进行北京市天然气战略储备经济性分析时,分别考虑地下水层储气库、LNG、CNG等三种储备方式。战略储备从建设到动用涉及的费用包括设施建设费用、购气费、储气费(LNG液化费、地下储气库注气费)、年运行费、动用费(如LNG气化费、地下储气库采气费、输运费)。在进行储备方式经济性比较时,主要考虑同样购气费条件下设施建设费用、储气费、年运行费、动用费的差别。
地下储气库:根据北京市周边的地理地质条件,目前可供北京市作为天然气战略储备的地下储气库主要分布在大港油田、华北油田和风河营储气库。前两个主要作为季节调峰储气库,没有余量作为战略储备。凤河营储气库位于北京市大兴区凤河营镇,构造圈闭性好。初步估算库容为6-20亿立方米,工作气量为2-6亿立方米,最大日采气能力200-600万立方米,平均日采气能力150-500万方。借鉴国内已有水层储气库,凤河营地下储气库建设投资初步估算,单位工作气量建设投资4元/立方米。
LNG:唐山LNG项目正在进行前期工作,预计2013年一期工程建成投产。接受站位于唐山曹妃甸港,建设能力一期为600×104t/a,二期为400×104t/a。一期储罐为2座16万立方米,二期为3座16万立方米,并预留3座16万立方米储罐的位置。考虑选择预留罐位作为战略储备,1座16万立方米储罐的建设成本约5亿元,配套的气化装置1.5亿元。如果建设1座16万立方米的储罐用作战略储备,可储气约9000万方,则折算单位气量建设投资约7元/立方米。
CNG:据有关研究,北京市郊区具有建设岩洞型储气库的地下岩石,单个储槽容积可达到10万立方米,目前最高储存压力可达到30MPa,即一个储槽即可储存2500-3000万立方米的天然气。初步估算投资每立方米工作气量约8元。
综上所述,从建设投资的角度,气藏型地下储气库最经济,其次为油藏和水层储气库。LNG和CNG投资接近。因此,从储备方式选择顺序上,北京市天然气战略储备方式应首选地下储气库,然后考虑地下岩洞和LNG。
④ 储气方案
高方案储备量是低方案的2倍,综合考虑北京市的经济发展水平以及天然气战略储备处于起步阶段等情况,本研究建议采用低方案储备方案。由于含水层储气库建设周期较长,难以满足近期需要,战略储备初期采用LNG储气和岩洞CNG储气、远期采用含水层储气,最终是三种储气方式共用形式。
⑤ 运作模式
北京市天然气战略储备采取政府与国有燃气企业相结合的方式。政府承担全部建设投资和日常运行费用,国有燃气企业提供技术支持,参与日常运行和维护。政府以公平、透明的程序决定天然气战略储备的收储、投放的时间和数量。政府主管部门对天然气战略储备拥有唯一调度权。企业必须按时向政府报告天然气销售和储备情况。政府加强天然气销售和储备统计工作,定期公布有关信息。
2 投融资政策与管理体制
2.1 投融资政策
燃气战略储备建设的资金来源应以政府投资为主。北京市燃气战略储备属国家性的、基础性的公益能源项目,宜采取政府投资为主的投融资方式,同时吸收国有燃气企业的资金投入。
2.2 管理体制
燃气战略储备应服务于能源安全的总体目标,为国家和地区能源供应安全提供强有力的保障。结合北京市的实际情况,北京市燃气战略储备的管理体制包括机构设置、储备采购和动用、储备系统运行模式等内容。
① 机构设置:通过对国外天然气战略储备的研究,由于其特殊的战略意义和功能,往往由政府在其中起主导作用,同时也充分发挥燃气公司的作用,形成自上而下的战略储备体系。
北京市燃气战略储备实行国家发改委、燃气战略储备管理中心、储备基地三级管理的模式。国家发改委负责前期投资和制定政策法规,燃气战略储备管理中心负责有关协调和管理工作,储备基地负责日常运行、维护和实施收储。北京市燃气集团可作为储备基地的技术支持方,按储备管理条例参与北京燃气战略储备的工程建设和基地
② 储备采购:燃气战略储备的采购,原则上采取市场招标机制,并根据国内外市场情况,综合运用长期供应合同和市场采购的方式。市场采购可以在国内和国际两个市场进行,也可以根据市场行情,采用期货和现货交易的方式购买。
③ 储备的动用:政府燃气储备的动用由国家发改委向燃气战略储备管理中心下达指令,储备基地实施储备的投放。
动用分测试性动用和实质性动用。测试性动用主要是为了防止在紧急动用时发生故障,测试储备设施系统是否能够正常运行,测试动用总量不得超过储备总量的2%。实质性动用是当天然气供应气源中,某个或数个气源发生中断,动用城市应急气源仍无法满足用气需求时,动用天然气战略储备。根据战略储备保障的程度,可分为即时动用和延时动用,前者是立即动用战略储备满足所有用户的用气需求,后者是先对可中断用户实施停气,向不可中断用户正常供气,如果仍然无法满足,就动用战略储备对不可中断用户实行用气保障。
战略储备具体采取何种方式投放、投放的时机和地点均由国家发改委根据市场供需情况决定。
④ 储备系统运行模式:北京市燃气战略储备系统的运行模式是,政府主管部门制定有关规划和政策,北京燃气战略储备管理中心协调和管理储备基地的日常运行。国家发改委负责储备政策和规划;战略储备中心负责具体项目的实施、运行管理。储备基地负责站点的日常运行、维护和安全保护。
3 结论与建议
北京市天然气供应系统是一个庞大的系统,而战略储备作为保障供气安全的重要手段,可以应对持续时间长的严重中断,从保障城市安全、能源安全的角度,北京有必要建设天然气战略储备。
建议有关部门研究和制定《北京市燃气战略储备管理办法》,使燃气战略储备工作有法可依,依法办事。建议充分发挥政府部门在燃气战略储备建设中的主导作用,在投资上发挥主渠道作用,在制度安排和管理中发挥政策激励和有效监管作用。为保证北京市燃气供应安全可靠,有关政府部门应尽快研究和制定建设天然气战略储备的规划,从战略和全局的高度,科学编制燃气战略储备建设规划。建议着手开展含水层储气库的地质勘探工作,力争2015年建成部分储备能力。届时,希望北京市能拥有水层储气库、岩洞CNG和LNG等多种储备方式的战略储备,形成较强的供气保障能力。
后记:能源战略储备应该站在国家层面来研究,尤其是天然气供应,是一个全国的网络体系,站在一个城市的角度研究战略储备问题,有很多难度,为此,我们将课题定位为北京市天然气安全战略储备。对这方面的研究,我们也仅仅是做些尝试,抛砖引玉,希望与同行共同探讨。此文仅作内部交流使用。