【镜鉴】欧洲天然气管网给中国的启示

文|李伟 中国石油规划总院管道工程规划研究所天然气市场室副主任

目前，中国已经建成总长度约6.4万千米的油气长输管道，其中天然气管道超过3.2万千米（不含城市配气管网），占油气管道总长度的50%以上。尽管目前中国天然气管网建设已有较大的发展，但是与天然气管道输送较发达的国家相比，还存在着一定差距。学习借鉴天然气管网发达国家的经验，可以使中国的天然气管网规划更为科学合理。

从世界范围来看，北美、俄罗斯和欧洲是天然气管网最发达的地区，这些国家和地区的天然气管输基础设施的规模和复杂性都居世界前列。

美国是世界天然气消费量最大的国家，天然气管网等基础设施比较完善。北美地区的天然气干线管道长度超过53万千米，其中洲际管线占70%。整体上已经形成管道网络化、供应多元化、地下储气库遍布全国的供气格局。

俄罗斯是世界天然气产量和储量最大的国家，拥有规模最大的统一供气管网系统。该系统包括500多个气田、22.6万千米的输气干线、900多座压气站以及46个地下储气库，向15000多座城市和乡镇供气。作为世界上天然气管网密度最大的地区，欧洲天然气管道 纵横交错，如同铁路网一样四通八达。此外，欧洲建有18座液化天然气（LNG）接收站和各种类型的地下储气库60多个，它们与各类天然气干线、支干线相衔接，保障欧洲地区天然气的供应安全和管网的平稳运行。

本文拟从分析介绍欧洲天然气管网的特点入手，提出中国天然气管网规划和建设应注意的问题。

一、欧洲天然气管网发展现状

1. 天然气管道基础设施成熟，网络化程度高

欧洲已建成长度超过15.6万千米的天然气干线管道和长度超过119.5万千米的配气管道。这些管道纵横交错、交叉成网、四通八达。

从欧洲各国天然气干线管道的密度来看，法国干线管道总长3.65万千米，与国土面积55.16万平方千米相比，干线管道密度达0.067千米/平方千米；德国天然气干线管道总长3.8万千米，与国土面积35.7万平方千米相比，干线管道密度达0.1064千米/平方千米。

高密度的天然气管网为最大范围地满足用户需求创造了基础条件。比较而言，截至2008年底，中国天然气干线管道的密度仅为0.0033千米/平方千米，是法国的1/20，德国的1/32。

2. 天然气管网按不同功能划分，压力、参数等取值相对标准化

欧洲地区按照不同的功能将天然气管网划分为干线管网、区域管网和配气管网。干线管网是指将供气点与区域输气管网或大型工业用户、大型配气管网相连接的管网，它是构成欧洲天然气管网的骨干管网。

区域输气管网则负责将来自主干管网的天然气输送到无法直接连接到主干管网的用户或市配气管网；配气管网的主要功能是通过支线管道把来自区域管网或主干管网的天然气供应给家庭、商业等终端用户或一些小规模工业企业用户。

三种管网的压力级别各不相同。主干管网的压力级制最高，一般为6～10兆帕；区域管网的压力级制次之，多为4～6兆帕；配气管网的压力最低，一般为0.04～1.6兆帕。

3. 天然气管道联络线众多，调度灵活

欧洲地区围绕主要的干线管网已经形成了10多个地区中心（也称交汇点或平衡点），各国或区域性管网系统既相互独立，又通过多条联络线相互连通。英国、法国和德国等主要国家建立了多个管网控制中心（如英国天然气国家控制中心），预测管道流向流量，平衡用户与各中心之间的气量，进行运力分配，保障了天然气的灵活调度。

在欧洲天然气管网中，不少联络线管道具有双向输送功能，从而大大提高了天然气调配的灵活性。例如，在英国东南沿海的Bacton地区，有两条海底管道分别与比利时和荷兰的天然气管道相连接，它们就可以双向输气。

天然气的流向取决于管道两端市场的气价、资源、市场和应急情况等因素，对于平衡英国和欧洲大陆天然气的短期供需，扩大地区间贸易具有重要作用。

4. 基本形成以地下储气库为主、多种储气方式共存的调峰模式，储备率比较合理

欧洲地区在建设天然气管网的同时，十分重视配套调峰设施的建设。对于调峰方式的选择，各国根据其自身条件略有不同。总体来看，大致有地下储气库调峰、气田调峰、小型液化天然气（LNG）调峰、双向管道调峰、管道容量调峰和区域平衡调峰等多种方式。

其中，地下储气库调峰是最经济的储存方式，储存量也最大，为欧洲大多数国家主要采取的调峰手段。

根据统计，目前欧洲多数国家的天然气储备率为15%～25%。法国、德国等国家由于对进口天然气依赖性较强，储气规模较大，天然气储备率约占消费量的20%～25%。

英国的天然气供应主要以自产气为主，主要用北海气田调峰，储气量较小，储备率仅为5%。不过英国有很多储气项目正在规划计划中，预计2015年储备率将提高到10%。

5. 已形成比较完善的管输天然气质量标准体系

欧洲天然气管网的气源呈现多元化，既有本地区海上生产的天然气，也有进口LNG；既有来自俄罗斯的管道天然气，也有来自非洲的管道天然气。尽管各种气源的质量不同，但进入欧洲天然气管网中，就要执行相同的管输天然气质量标准。

以英国为例，经过多年的技术积累和持续修正，该国已经构建起比较完善的管输天然气质量标准体系，对天然气中硫、硫化氢、氢、氧等各类杂质的含量均有详细规定，其中最为重要的参数是关系到下游用户的华白指数（表示天然气互换性的重要参数，具有相同华白指数的不同的燃气成分，能在同一燃气压力下和同一燃具上获得同一热负荷）。

英国规定，进入管网的天然气的华白指数范围为47.2～51.4兆焦/立方米，而且燃气终端设备亦要满足此标准要求。

6. 天然气管网运营模式多样化

欧洲主要天然气消费国天然气管网的运营模式各不相同，呈现多样化的特点。以英、法、德三国为例，在英国的天然气管网中，英国国家电力供应公司（NationalGrid）负责天然气干线管道的管理和运营，配气管网则分别由5家公司各自管理和运营；法国的天然气管网无论是干线还是配气管网，基本上都由国有的法国燃气苏伊士集团（Gas de France-Suez，GDF Suez）经营；德国与法国恰恰相反，天然气管网的运营全部由私营公司负责，市场化程度相当高。

二、中国天然气管网规划应注意的几个问题

目前中国已经初步形成以西气东输、西气东输二线以及陕京线系统等天然气管道为骨干的国家级基干管网。同时，川渝地区、华北地区、长江三角洲等地区已经形成了相对完善的区域性管网。随着西气东输二线以及配套支线、支干线的建设，中南地区、华南地区也将逐渐形成区域性管网。

当前，中国的天然气管道建设已经进入了新的建设高峰期，未来5～10年，国内新建天然气长输管道的长度将超过3万千米。预计到2015年，全国天然气长输管道长度将接近5万千米，2020年将超过6万千米。

在管道建设如此密集的时期，我们应该充分借鉴国外发达国家管道发展的先进经验，以保证规划建设中的天然气管网更为科学合理。笔者认为，中国在天然气管网在规划中应该注意以下几个问题。

1. 根据天然气市场需求，把握管道建设节奏

天然气管道建设是加快天然气行业发展、促进天然气资源生产和市场开发的基础，是整个天然气产业链的关键环节之一，是连接资源和市场的桥梁。天然气市场需求与管道建设是相辅相成、相互促进的。

随着新管道的不断建成投产，管道长度不断延伸，天然气覆盖的市场范围越来越宽广、用户越来越多，市场需求量也越来越大，从而推动已建成管道的管输气量快速增长；随着管输气量快速达到设计规模，反过来又将进一步推动新管道的建设。

事实也证明了这一点。1997年陕京线建成之后，大大促进了北京市天然气需求的增长。随着北京市天然气市场的快速发展，陕京线已经无法满足北京的用气需求，于是，2004年陕京二线开始建设。

西气东输管道建成投产后，市场需求旺盛，于是，川气东送、西气东输二线等新的管道开始规划建设。新的管道给市场带来了新的气源，必将促进市场的进一步发展。

因此，应加强天然气市场研究，通过扎实的市场分析，结合上游资源情况，合理把握规划新建管道的节奏。

2. 适当放大管道设计输送能力

通过对国内目前已经建成的天然气管道进行分析，不难发现，现在的天然气管道设计输送能力明显趋于保守，不能适应快速发展的天然气市场需求。

由于近几年天然气市场需求的快速增长，管道输送能力不足的问题越来越突出。已建成管道不断实施增压工程，以提高管道输送能力，满足市场需求。

例如，西气东输管道实施的增压工程可以将管道输送能力从120亿立方米/年提高到170亿立方米/年。

此外，由于调峰设施不足，导致用气高峰期管道输气能力捉襟见肘，不得不通过调控用户来降低市场需求量，保证管道安全运行。

因此，综合考虑土地、路由等宝贵资源的稀缺性以及市场的不确定性，建议在管道前期研究中适当提高管道的设计输送能力。综合国内外天然气管道的建设经验，建议在设计管道输送能力时，适当考虑10%左右的冗余输气量。

3. 加大地下储气库的建设力度

在各种调峰手段中，地下储气库被公认为是最好的一种季节调峰手段。与中国相似，欧洲国家的高月用气不均匀系数一般为1.3～1.5；但是与欧洲发达的储气能力相比，中国的储气库建设相对滞后。

天然气管网发展比较成熟的国家，储气设施的储备能力大多占年总用气量的20%以上，但目前中国储气库的实际工作气量仅占年总用气量的2%左右，远远低于发达国家水平。

因此，未来中国应该进一步加大储气库的建设力度，争取将储气库的储气调峰能力提高到年总用气量的10%以上。

在地质条件允许的情况下，地下储气库的选址一般应尽量靠近用气负荷中心。

例如，中国已建成的大港储气库群就靠近北京、天津等用气负荷中心。由于地下储气库的建设周期相对比较长，一般应适当提前建设，在管道实际输气量接近设计输气量之际投产最为合适。在建库条件受限制的用气发达地区，可考虑建设LNG调峰站或利用LNG接收站进行调峰。

4. 干线管道和支线管道整体规划

完整的天然气管网不仅仅是有若干条干线管道，还包括相关的支干线、支线以及联络线。中国在以前的天然气管网规划中，很重视主干管道，却忽视了配套支干线、支线以及配气管线的同步规划建设。

事实上，天然气产业是上、中、下游紧密结合的一体化系统工程。仅有主干线，没有支线管网，天然气是无法输送给终端用户的。

将天然气干线和支线管道整体规划、同步实施，有利于整体管网的优化，有利于提高管网的输送能力，有利于降低管网的输气成本，有利于市场的开发和拓展。

因此，建议在今后的天然气管网规划中，将干线管道和支线管道作为整体一并统筹考虑。

5. 陆上管道和LNG接收站互相联通

随着中国沿海L N G接收站的不断建设，进口L N G已经成为国内的重要气源之一。但目前中国已经建成的LNG接收站尚未与国家基干天然气管网连接，仅在局部地区形成小范围的区域管网。

根据欧洲地区的经验，LNG接收站与大型天然气管网相连接，既可以扩大LNG的供气范围，也能大幅度提高L N G的供气安全。事实上，将陆上天然气管网和沿海LNG接收站有机地结合起来，可以使管道天然气和进口LNG相互调剂、互为补充，从而大大提高供气的灵活性和可靠性。

特别是随着国际LNG现货合同和中短期合同的不断增多，利用LNG接收站为管道天然气用户进行调峰将成为可能，从而可以缓解由于地下储气库不足带来的调峰压力。

三、中国天然气管网发展趋势

根据当前中国天然气管网的发展现状，结合天然气管网发达国家的成熟经验，可以预见，中国天然气管网的发展将呈现以下特点。

1. 多气源供气格局将逐渐形成

目前中国在局部区域已经初步形成了“多气源、多用户、统一管网”的供气格局。

随着进口天然气项目的陆续实施和供气管网的不断完善，国内市场的气源将更加多元化，形成进口液化天然气、进口管道天然气、塔里木气田国产气、长庆气田国产气、煤层气等多种气源并存的供气局面。

当天然气管网逐渐完善成熟后，多种气源将进入统一管网。随着天然气气源的多元化，供气安全将得到极大提高。

2. 全国性基干管网将继续扩大和完善

2011年，西气东输二线将全线建成投产，届时它将取代目前的西气东输管道成为国家基干管网的最大主干线。随着新的天然气资源的发现和天然气市场的蓬勃发展，未来还将涌现出西气东输三线、西气东输四线等新的天然气主干线，从而使全国性天然气基干管网不断扩大和完善。

3. 区域性支干管网的规划建设迅速加强，联络线不断增加

目前全国已在川渝、华北、长三角等地区形成了较为完善的区域性支干管网。预计随着国家主干管线特别是西气东输二线的建成投产，相关配套的区域性支线管网也必将加快建设，最终在全国大部分地区形成成熟的区域性支干管网，如东北管网、华北管网、华南管网等。

此外，各区域管网之间、各主干管道之间的联络线建设也将加快，从而大大提高天然气调配的灵活性和管网供气的安全可靠性。

4. 地下储气库等设施将形成一定规模

目前，国内除了已建成的大张坨等6座地下储气库外，还有5座地下储气库正在建设当中。其中，京58储气库群（包括京58、京51、永22等3座储气库）的设计总库容31.08亿立方米，总工作气量19.59亿立方米。

2015年前，中国还将规划建设10余座储气库，总工作气量超过60亿立方米。通过积极建设地下储气库等配套设施，将大大缓解调峰压力，促进中国天然气市场的协调发展。

5. 管理模式将不断优化，形成“统一调控、建管分开”的管理模式

随着中国新一轮管道建设高峰期的到来，中国的天然气管理模式也逐渐转变为“统一调控、建管分开”。所谓“统一调控”，是指把天然气管网的调度运营集中到一个中心来进行统一管理。

2006年，中国石油成立了北京油气调控中心，将所有干线管道逐渐集中到调控中心进行统一调控。统一调控有利于提高管网的运营效率，降低管网的运营成本。

所谓“建管分开”，是指将管道的建设和运营管理分开，由不同的部门分别负责。中国石油已经成立了管道建设项目经理部，专职负责中国石油旗下油气管道的建设。这种运行体制有利于调动各生产力要素，有利于资源优化配置。

综上所述，中国正处在天然气管网飞速发展阶段，通过积极借鉴别国经验并结合本国实际情况，未来必将形成“区内成网、区域连通、气源多元、调运灵活、保安有利、供应稳定”的国家天然气管网。