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【论文精选】《城镇燃气设计规范》储气调峰条文修订建议

2019-03-17 14:51 5

作者:阎海鹏,马俊峰,韩旭

第一作者单位:中国市政工程华北设计研究总院有限公司  城市燃气热力研究院

摘自《煤气与热力》2019年3月刊

1   概述

2017年以来,受宏观经济增速回升、主要用气行业市场改善、环保政策推动、天然气相对于竞争能源的价格竞争力回升等因素共同推动,我国天然气消费增量创历史新高,天然气产量和进口量同比大幅增加。根据2018年1月31日和2019年1月31日国家发展和改革委员会发布的《2017年天然气运行简况》、《2018年天然气运行简况》,2017年我国天然气消费量为2 373×10

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,同比增长15.3%;2018年我国天然气消费量为2 803×10

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,年消费增量430×10

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,同比增长18.1%;2018年全国城市天然气年消费量达1 092×10

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 m

3

,同比增长16.5%。由于消费量的持续快速增长,2018年我国天然气对外依存度大幅上升,根据2019年1月14日国家海关总署发布的《2018年12月全国进口重点商品量值表》,2018年我国天然气进口总量为9 038.5×10

4

 t(约1 257×10

8

 m

3

),同比增长31.9%,对外依存度已达44.7%。

与天然气消费量高速增长和气源对外依存度大幅上升形成鲜明对比,我国的天然气储备设施建设相对落后。根据2018年4月26日国家发展和改革委员会发布的发改能源规[2018]637号文件《关于加快储气设施建设和完善储气调峰辅助服务市场机制的意见》,目前我国天然气地下储气库工作气量仅占年消费量的3%。

天然气储备是其供应链中的重要组成部分,截至2015年,世界各国天然气储备量占年消费量比例的平均水平为12%~15%。美国已建成天然气储气库419座,储气量占年消费量的17.4%

[1]

;加拿大已建成储气库55座,储气量占年消费量的20.1%;俄罗斯已建成储气库26座,储气量占年消费量的18%

[1]

;德国已建成储气库46座,储气量占年消费量的30.7%;其他欧洲国家天然气储备能力一般也达到年消费量的15%以上,均远高于我国。根据国际天然气联盟(IGU)的经验数据,当天然气对外依存度超过30%时,储气设施工作气量应达到年消费量的12%以上。2018年我国天然气的对外依存度已接近45%,工作气量仅占全年消费量3%的储气库规模显然存在严重的能源安全隐患。

2   政策要求

天然气储备能力不足也是2017年冬季“气荒”的直接原因,“气荒”问题产生了巨大的社会反响,充分暴露出当前我国天然气产供储销体系不完备,产业发展不平衡、不充分的突出问题。近年来,中共中央、国务院、国家发改委出台了一系列政策,以深化油气改革为主导,重点强调了补足天然气储气调峰短板的要求,具体如下。

①中共中央、国务院中发[2017]15号

2017年5月,中共中央、国务院发布中发[2017]15号文件《关于深化石油天然气体制改革的若干意见》,天然气体制改革顶层设计方案初步确定。该意见明确提出“建立天然气调峰政策和分级储备调峰机制”等要求。

②国家发改委发改能源规[2018]637号

2018年4月,国家发展和改革委员会发布发改能源规[2018]637号文件《关于加快储气设施建设和完善储气调峰辅助服务市场机制的意见》。该意见明确了供气企业和管道企业承担季节(月)调峰责任和应急责任。其中,管道企业在履行管输服务合同之外,重在承担应急责任。城镇燃气企业承担所供应市场的小时调峰供气责任。地方政府负责协调落实日调峰责任主体,供气企业、管道企业、城镇燃气企业和大用户在天然气购销合同中协商约定日调峰供气责任。要求至2020年,供气企业、县级以上地方人民政府和城镇燃气企业分别需要负责承担的储气能力指标是年合同销售量的10%、本行政区域3 d年平均日消费量、年用气量的5%。

③国家发改委发改办运行[2018]563号

2018年5月,国家发展和改革委员会发布发改办运行[2018]563号文件《关于统筹规划做好储气设施建设运行的通知》。该通知要求,以省级为单位在2018年上半年制定储气设施建设专项规划,根据本区域储气设施建设需要、管网建设联通等实际情况,因地制宜,合理布局,科学选址,集中建设为主,加快推进地下储气库、沿海LNG接收站和重点地区集约、规模化LNG储罐建设,避免分散建设、“遍地开花”。

④国务院国发[2018]31号

2018年9月,国务院发布国发[2018]31号文件《关于促进天然气协调稳定发展的若干意见》。该意见要求按照新的储气能力要求(具体要求与发改能源规[2018]637号文件基本一致),修订《城镇燃气设计规范》。

⑤住建部建标标函[2018]207号

2018年10月,住房和城乡建设部以建标标函[2018]207号文件立项开展《城镇燃气设计规范》局部修订工作。

3   现行城镇燃气相关规范储气调峰条文

全文强制国家标准GB 50494—2009《城镇燃气技术规范》第3.1.3条对城镇燃气调峰和储备提出了原则性要求。

国家标准GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》(以下简称GB 50028—2006)中未涉及城镇燃气应急储备的内容,其对调峰要求的相关条文共有2条,分别是第6.1.4条、第6.1.5条。

国家推荐标准GB/T 51098—2015《城镇燃气规划规范》(以下简称GB/T 51098—2015)中关于城镇燃气调峰的条文有4条,第7.1.1~7.1.4条;关于城镇燃气应急储备的条文有3条,第7.2.1~7.2.3条。

4   规范修订问题思考与建议

4.1  规范修订问题思考

①调峰、储气的概念和相互关系

应明晰调峰、储气的概念和相互关系,并针对不同气源类型的调峰、储气,在总体保障要求的基础上分别提出要求。

调峰解决管道燃气用户用气的不均匀性问题,是输配系统正常工况下日常运行的需要,调峰的方式有多种,储气是诸多调峰方式中的一种,不是唯一的方式。储气除用于调峰外,还具有应急和战略保障等用途。城镇燃气气源种类较多,各类气源生产运行特点不同,情况较为复杂。目前相关政策文件中涉及上、下游调峰储气的要求所针对的对象仅为管道天然气气源。

GB 50028—2006作为用于城镇燃气设计的技术性规范,其对管道供气的其他气源类型的可靠性和保障性的要求应该与管道天然气是一致和统一的。人工煤气、液化石油气(LPG)管道供气与天然气管道供气采取的储气方式不同,其调峰可通过调节气源生产能力来实现,应急和战略保障可以通过调节气源生产能力和储存原料来实现。因此,规范应根据气源特点,在满足必要性、经济性和可操作性前提下,针对不同气源类型的调峰、储气分别做出相应的规定;针对城镇燃气管道供气方式,使用“气源能力储备”一词对气源的保障(包含调峰)提出总体性的要求。

②调峰责任主体

GB 50028—2006第6.1.4条明确了采用天然气作气源时,城镇燃气月、日调峰应由气源方统筹解决;第6.1.5条第2款明确了采用天然气作气源时,小时调峰宜由气源方解决,不足时由城镇燃气输配系统解决。

发改能源规[2018]637号文件指出:“月调峰由气源方解决,小时调峰由下游城镇燃气企业解决,日调峰由县级以上地方人民政府负责协调落实日调峰责任主体,供气企业、管道企业、城镇燃气企业和大用户协商约定日调峰供气责任。”

GB 50028—2006与发改能源规[2018]637号文件关于日调峰和小时调峰的责任主体划分存在差异。此外,GB 50028—2006作为工程技术规范,针对具体的燃气设施,无法对地方人民政府的责任行为做出规定。

③储气责任量化

GB 50028—2006对城镇燃气输配系统月、日、时调峰提出了功能、性能要求,未对用于调峰之外储气设施的设置做出量化规定。国发[2018]31号文件对城镇燃气企业储气能力指标要求是年用气量的5%,折合年平均日用气量的用气时间为18.25 d。规范应据此制定条款体现城镇燃气输配系统储气能力的总体的、基本的指标要求。

此外,根据经验数据,城镇燃气输配系统小时调峰气量一般为计算月平均日用气量的40%~60%,月高峰系数一般为1.1~1.3,则小时调峰气量为年平均日用气量的44%~78%。可见年平均日用气量18.25 d的储气量指标远大于城镇燃气输配系统所应承担的小时调峰气量。对于超出的部分可考虑归入应急储备、战略储备,以及经县级以上地方人民政府协调后确需城镇燃气输配系统解决的日调峰气量等,其中对于应急储备能力的量化要求可与GB/T 51098—2015第7.2.2条规定的“城镇燃气应急储备设施的储备量应按3 d~10 d城镇不可中断用户的年均日用气量计算”协调一致。

④储气规模计算基数

GB 50028—2006第3.1.1条规定:“设计用气量应根据当地供气原则和条件确定,包括下列各种用气量:1 居民生活用气量;2 商业用气量;3 工业企业生产用气量;4 采暖通风和空调用气量;5 燃气汽车用气量;6 其他气量。注:当电站采用城镇燃气发电或供热时,尚应包括电站用气量。”

GB 50028—2006定义的城镇燃气用户类别与目前城镇燃气企业实际发展用户的情况是一致的。而国家发展和改革委员会对管道天然气用户的一般分类是“工业燃料、城市燃气、发电、化工”,国发[2018]31号文件要求的“城镇燃气企业年用气量”可理解为不包括“工业燃料、发电、化工”。因此,目前由城镇燃气企业供应的工业燃料、发电等用户所需储气量是不应计入到城镇燃气企业承担的储气规模内的。鉴于目前城镇燃气企业所供应工业用户、电厂用户类型较多、规模差异较大,有时不易划分储气责任归属,因此,在按照政策文件规定执行困难或划分不清时,对城镇燃气企业所供应电厂用户和工业用户的储气责任应以合同来明确归属。为此,规范表述宜将城镇燃气企业供应的“不可中断用户用气量”作为确定所承担储气规模的计算基数。

⑤储气方式和输送保障

管道天然气的气源能力储备通常有地下储气库、LNG储罐、气态储罐、气田调节生产、高压管道储气、发展调峰用户等多种方式。政策文件对储气能力落实的设施要求已明确为“以地下储气库和沿海LNG接收站为主、重点地区内陆集约规模化LNG储罐为辅”。因此,规范应明确依不同地理位置和地质构造条件选择储气设施的原则

[2]

,突出“因地、因需制宜”和“集约规模化、避免遍地开花”的导向。同时在落实政策文件提出的“构建多层次储备体系”和“以管网互联为支撑”的要求时,还应体现出在应急、战略、调峰状态下必须实现管网互联互通

[3]

,将气源储备安全、稳定、可靠地输送并向用户供应。

⑥可替代气源用于储备的原则

管输天然气在我国大量推广使用之前,很多城市采用液化石油气混空气作为替代天然气的过渡气源,积累了丰富的经验。经过多年的市场化发展,液化石油气具有来源丰富、购销灵活、储运便捷的特点,当作为主力气源的天然气短缺时,采取液化石油气混空气作为天然气的紧急备用气源

[4]

具有非常重要的实践价值。此外,液化石油气混空气、矿井气、煤制气等相互之间都具有作为可替代气源的可能。

4.2  规范修订问题建议

根据上述思考,笔者建议:对于GB 50028—2006,第6.1.4条重新编写,明确气源能力储备的总体要求;原第6.1.4条与原第6.1.5条第2款合并为新6.1.5条,明确调峰问题的责任主体;原第6.1.5条第1款修订为新第6.1.6条;补充应急储备、战略储备相关规模要求新条款第6.1.7条和第6.1.8条;补充和完善储气方式选择原则的新条款第6.1.9条、第6.1.10条;补充保障输送能力要求的新条款第6.1.11条;补充关于可替代气源用于气源能力储备原则性要求的新条款第6.1.12条。新条文的具体内容如下。

6.1.4 城镇燃气应具有合理可靠的气源能力储备,气源能力储备应由气源可调节能力及原料储量、调峰储备量、应急储备量、战略储备量、可替代气源能力及原料储量等构成。对于管道供应城镇燃气的输配系统,其气源能力储备不应小于不可中断用户年平均日用气量18.25 d的规模。

6.1.5 当采用长输管道天然气作气源时,城镇燃气逐月的用气不均匀性的平衡,应由气源方(即供气方)统筹调度解决;城镇燃气逐日的用气不均匀性的平衡,应由气源方与需气方共同协商解决;城镇燃气逐小时的用气不均匀性的平衡,应由需气方设置的调峰供气设施统筹调度解决。

需气方对城镇燃气用户应做好用气量的预测,在各类用户全年的综合用气负荷资料的基础上,制定逐月、逐日用气量计划。

6.1.6 城镇燃气输配系统的调峰储备量,应根据计算月平均日用气总量、气源的可调量、供气和用气不均匀情况及运行经验等因素综合确定,且应充分利用气源的可调量。

6.1.7 应急储备设施的设置不应小于不可中断用户年平均日用气量3 d的规模,不宜大于10 d的规模。

6.1.8 战略储备设施的设置不应小于不可中断用户年平均日用气量7 d的规模。

6.1.9 调峰储气方式的选择应因地制宜,经方案比较,择优选取技术经济合理、安全可靠的方案。对来气压力较高的天然气输配系统宜采用管道储气的方式。

6.1.10 应急储备和战略储备

[5]

宜采用集中设置地区性储备设施的方式,对于天然气气源,具备地质条件的地区宜采用地下储气库的方式

[5]

,具备岸线和港口条件的地区宜采用液化天然气接收站的方式

[5]

,内陆地区宜采用集约化布局的液化天然气储备基地的方式。

6.1.11 应保证应急储备设施、战略储备设施等所储气源能够按需输送至城镇燃气输配系统并实现稳定供气。

6.1.12 可替代气源宜用于应急储备和战略储备,可用于调峰储备。可替代气源应与主气源具备良好的互换性。其供气能力及原料储量应与所承担的应急储备和战略储备规模相适应。

5   结语

参考文献:

[1]魏欢,田静,李波,等. 中国天然气储气调峰方式研究[J]. 天然气工业,2016,36(8):145-150.

[2]陈红盛. 法国天然气储备调峰情况及启示[J]. 煤气与热力,2014,34(4):B43-B45.

[3]赵水根,李越,王晓东,等. 特大型城市天然气储备与应急调峰[J]. 煤气与热力,2013,33(11):B08-B12.

[4]饶能,应援农. LPG混空气作为天然气紧急备用气源的可行性[J].  煤气与热力,2007,27(4):29-32.

[5]严铭卿,赵梦涛,陈峰,等. 天然气的储存和储备:储备[J]. 煤气与热力,2012,32(11):A24-A28.

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