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中国天然气安全评价及影响因素分析

发布时间:2019-09-06所属分类:工程师职称论文浏览:1

摘 要:研究中国天然气安全状况,分析影响因素并找出系统性的应对策略对于保障中国能源安全、促进中国经济社会可持续发展具有重要意义。本文基于生态文明建设和能源转型的时代背景,从供应安全、储运安全、市场安全和环境安全四个维度,构建了中国天然气安全

  摘 要:研究中国天然气安全状况,分析影响因素并找出系统性的应对策略对于保障中国能源安全、促进中国经济社会可持续发展具有重要意义。本文基于生态文明建设和能源转型的时代背景,从供应安全、储运安全、市场安全和环境安全四个维度,构建了中国天然气安全评价指标体系。运用组合赋权法对指标赋权,从总体、区域和省域三个层面对中国天然气安全状况进行了评价。总体评价结果表明,全国天然气安全均值为0.546,2006—2015年间虽然天然气安全水平在上升,但是总体安全状况一般,主要原因在于中国天然气产量低,对外依存度较大;天然气管道建设滞后,调峰能力不足;天然气市场价格机制不完善;环境治理压力较大。区域评价结果表明,全国四大区域天然气综合安全的均值为东部(0.582)>中部(0.571)>西部(0.516)>东北(0.515),呈现出“东部最好,中部次之,西部和东北偏低”的特征。分析得出,天然气安全的影响因素在东部地区主要集中体现于市场安全,在中部地区主要集中于供应安全,在西部地区主要集中于市场安全和环境安全,在东北地区主要集中于供应安全和储运安全。省域评价结果表明,各省域天然气安全水平差异较大,其中7个省份的天然气安全水平处于上升趋势,5个省份天然气安全水平处于下降趋势,8个省份的天然气安全水平波动较大,10个省份的天然气安全水平趋于平稳;各省域在供应安全、储运安全、市场安全和环境安全具有明显的空间集聚效应。最后,分别从国家层面、区域层面和省域层面提出了保障中国天然气安全的对策建议。

中国天然气安全评价及影响因素分析

  关键词:天然气;安全评价;影响因素;组合赋权法;中国

  1、引言

  中国正处于快速工业化、城市化阶段,能源消耗较高,“富煤、少气、缺油”的资源禀赋现状决定了中国长期处于高碳能源消费结构。天然气作为清洁、优质、高效的化石能源,是现阶段发展低碳经济的最佳选择[1] 。习近平总书记在十九大报告中明确指出要加快生态文明体制改革、推进绿色发展和建设美丽中国的战略部署,发展清洁低碳能源已成为优化能源结构的重要途径[2] 。作为全球第六大天然气生产国和第三大消费国,天然气行业的平稳健康发展对中国国民经济具有重要的支撑和保障作用[3] 。国家发展改革委联合多个部门先后印发了《天然气发展“十三五”规划》[4] 和《加快推进天然气利用的意见》[5] ,对今后时期中国天然气产业的发展进行了整体规划和布局。然而,随着近年来天然气供需缺口日益增大,国内天然气生产量远不能满足消费需求(如图1所示),“气荒”时有发生,这也暴露出中国天然气工业还存在着诸多问题。天然气资源和经济安全问题关系到中国经济发展和社会稳定,如何细致、全面地评价中国天然气安全状况,分析影响因素并找出系统性的应对策略对于建设“美丽中国”、 “幸福中国”和生态文明、保障中国能源安全、打赢 “蓝天保卫战”和促进中国经济社会可持续发展具有重要意义。

  国外学者对能源安全的研究始于 20世纪 70年代爆发的两次石油危机[7] 。随着全球能源格局的变化以及更多国家对能源安全的关注,能源安全成为包括石油、煤炭、天然气以及电力在内的能源系统的安全,能源安全的内涵及内容也进一步扩展[8] 。天然气作为能源安全系统的重要组成部分,也越来越成为学术界关注的焦点。Stern J P以欧盟出台的能源安全问题和国际能源署的研究为切入点,研究了进口依赖性和竞争自由化对欧洲天然气供应安全的影响[9] 。Cabalu H 等构建了 4 个市场风险指标和 2 个供应风险指标,分析了 2006 年亚洲 8 个天然气进口国的相对脆弱性[10] ,随后又将日本、韩国等 7 个天然气进口国家作为研究对象,基于气体供应安全性,测算了综合气体供应安全指数[11] 。Biresselioglu ME等基于23个进口国天然气数据,使用主成分分析法选出评价天然气安全水平的有效指标为供应国家数量、供应商脆弱性以及进口天然气总量[12] 。 Jamshidi A等通过模糊逻辑方法对问题不确定性建模,结合相对风险分数(RRS)评估城市天然气管网的潜在风险[13] 。Pavlović D 等提出了包含 Herfindahl-Hirschman 指数、Shannon-Wiener 指数等 6 个指数的综合评价体系来衡量天然气供应安全[14] 。

  近年来随着中国能源结构的调整,天然气供需缺口日益增大,有关中国天然气安全的研究也不断涌现。蔡流利用1985—2011年的相关统计数据,分析了中国天然气资源供需格局演变趋势[15] 。Guo M J 等采用“压力-状态-响应”模型,构建天然气能源安全综合评价指标体系,研究表明,中国天然气资源安全综合指数在低位回升,安全压力在改善,安全状态波动较大,安全响应水平在提升,天然气的总体安全态势不稳定[16] 。周怡沛等以川渝地区为例,构建了供应安全物流(产、输、销)保障系统、供应安全管理(信息、预警、应急)保障系统和供应安全责任(政府、企业、用户)社会化保障系统等三大系统,来研究联网条件下天然气供应安全问题[17] 。沈鑫等从资源供应、输配能力、市场地位、责任能力和应急管理五大方面,构建了含有18个评价指标的城市天然气供应保障指标体系,来研究提高城市供气保障安全的方向和措施[18] 。Li L等通过建立包含政府、天然气供应商等智能体的多智能体系统,模拟城市天然气需求和运行状态的动态变化,并以郑州作为样本,研究了基于TOU定价策略下的天然气使用行为[19] 。考虑到影响天然气安全的各个因素存在广泛联系和复杂的相互作用,Lu W等应用生态网络分析模拟中国天然气供应安全系统[20] 。

  综上所述,整体上天然气安全的研究成果丰富且角度多样,但目前针对中国区域和省域天然气安全的研究成果较少,多对中国总体或某城市进行分析,且存在以下不足之处:研究视角集中于天然气的供应安全,在国家实行能源结构调整过程中,“煤改气”等工程不仅要考虑天然气的供应问题,还要考虑所在地区的能源市场状况;随着天然气管网及储气设施的建设,有必要对各地区的储运水平进行评估;在国家高度重视生态文明建设和能源转型的时代背景下,由能源消费带来的环境问题被社会大众高度关注,因此天然气安全评价的内涵应该进一步涵盖储运、市场和环境层面,但是相关研究较少,尤其是能源与环境影响[21] 。鉴于此,本文在研究供应安全的基础上,增加了储运安全、市场安全和环境安全三个维度,从总体、区域、省域三个层面深入考察中国天然气安全状况及影响因素,为国家和地区政府制定天然气安全或环境保护政策提供科学参考。

  2 研究方法及数据说明

  2.1 指标选取和数据来源

  关于天然气安全的概念,国内外尚无权威的界定[22] ,目前的定义主要从天然气资源供应的稳定性、经济性和可持续性方面考虑[22-24] 。在总结前人观点的基础之上,结合学术界对矿产资源安全定义的研究[25] 及能源安全定义的研究[26-29] ,加之国家生态文明建设及能源转型的时代背景之下,本文认为天然气安全是在特定时期内和一定技术经济条件下,国家或地区的天然气供应安全够稳定、储运安全有保障、市场需求能满足,且国家或地区发展可持续(清洁生产、环境友好)的状态。因此本文所建立的天然气安全评价指标体系包括天然气供应安全、储运安全、市场安全和环境安全 4 个维度,由 18 个指标构成,如表1所示。其中环境安全维度选用人均SO2 排放量、万元 GDP 碳耗两个评价指标,主要是由于天然气作为现阶段的过渡能源,一方面天然气燃烧主要会产生微量的 SO2和较少的 CO2等温室气体,另一方面正是由于天然气的清洁环保,对中国低碳经济的发展具有重要贡献[1] ,当某地区环境安全表现较差时更应该加大天然气的使用来替代其他高污染的化石能源,这也间接反映出节能减排与环境保护下该地区对天然气的需求。

  本文以 2006—2015 年间中国 30 个省、直辖市、自治区的数据来研究中国天然气安全水平。相关指标数据来源于各年《中国统计年鉴》[30] 、《中国能源统计年鉴》[6] 以及《中国城市建设统计年鉴》[31] ,考虑到数据的一致性以及同类研究的可比性,西藏以及台湾、香港、澳门不包括在本次研究之内。GDP 按照 2005 年不变价格计算,天然气价格指数以 2005 年基期价格算得天然气年价格=(民用天然气月平均价格+工用天然气月平均价格+商用天然气月平均价格)/3,个别指标项缺失的数据运用了类推法或插值法进行了估算。

  2.2 研究方法

  对天然气安全进行评价涉及多个指标,因此,这是一个多属性决策问题,多属性决策的核心和关键是指标权重的确定。目前,确定指标权重的方法,主要分为主观赋权法、客观赋权法和组合赋权法。其中组合赋权法是将主观赋权法和客观赋权法所得到的指标权重按照一定的方法进行组合,使指标权重既能体现主观偏好,又能反映客观信息,从而使得评价结果更加科学合理[32] 。因此,本文采用组合赋权法计算指标权重,其中主观赋权法采用序关系分析法(G1法),客观赋权法采用熵权法,之后,再将主观权重和客观权重组合加权得到最后的指标权重。

  3 结果及分析

  采用组合赋权法计算出各指标的权重,如表 1 所示,并根据各指标的标准化数值计算出2006—2015 年中国各省域天然气安全值、供应安全值、储运安全值、市场安全值和环境安全值,并对30个省域的天然气安全值进行了排名,部分结果如表 2和表 3所示。本文依次从总体、区域和省域三个层面上对中国天然气安全进行评价,其中区域评价中将中国划分为东部、中部、西部和东北四大区域,东部地区包括北京、天津、河北、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、海南,中部地区包括山西、安徽、江西、河南、湖北、湖南,西部地区包括内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃、西藏、青海、宁夏、新疆,东北地区包括辽宁、吉林、黑龙江。

  3.1 天然气安全的总体评价

  (1)供应安全方面。全国天然气供应安全均值仅为 0.348,虽然 2006—2015 年间全国天然气供应安全水平有所提升,但整体天然气供应安全水平依旧较低。国家层面上的供应安全主要取决于国内天然气储量、产量和天然气进口量。根据《天然气发展“十三五”规划》[4] ,截至 2015 年底,全国累计探明常规天然气地质储量 130 100 亿 m3 ,剩余可采储量 52 000 亿 m3 ,虽然中国天然气资源相对丰富,但是中国人口基数大,天然气消费需求旺盛,目前所探明和开采的天然气仅够短期内使用,总体来看国内人均天然气产量较低。2006 年中国天然气产量为 6060 亿 m3 ,消费量为 5930 亿 m3 ,自 2007 年起国内天然气产量已无法满足国内天然气的需求,到 2015 年,中国天然气产量为 13 840 亿 m3 ,消费量为 21 030 亿 m3 ,供需缺口巨大[6] 。受天然气市场供不应求等因素的影响,中国自2006年起开始进口天然气,如表4所示。随着天然气进口量的增加,2013— 2015 年,中国天然气进口依存度一直处于 30% 以上,进口依存度稳高不下。在 LNG 方面,中国的主要进口国为卡塔尔、澳大利亚、马来西亚、印度尼西亚。管道天然气方面,主要进口国为土库曼斯坦、乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦、缅甸。由此看出,中国天然气对外依存度较高,进口渠道较为单一,主要为中亚国家,存在较大的进口风险。

  《中国天然气安全评价及影响因素分析》来源:《资源科学》2018年12期,作者:郭明晶; 卜炎; 陈从喜; 齐睿。

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