中国天然气供应安全评价及对策

2015年2月中国石油大学学报(社会科学版)Feb.2015第31卷第1期Journal of China University of Petroleum( Edition of Social SciencesVol 31 No. 1DOl:10.13216/j.cnki. upness.2015.01.0002中国天然气供应安全评价及对策王晓宇(中国石油大学工商管理学院,北京102249)摘要]目前中囯正处于天然气高速发展阶段,天然气的稳定、可持续供应显得尤为重要。为了评价中国的天然气供应安全水平,分别以供需安全和市场安全2个维度、9个关键因素作为评价指标,以2006—2013年的数据为样本,采用主成分分析法进行评价。结果表明,中国天然气供应安全可以划分为三个阶段:第一阶段为2006-2008年,天然气供应较为稳定阶段;第二阶段为α009-2011年,夭然气供应安全度明显下滑、供需失衡加剧阶段;第三阶段为2012-2013年,天然气供应安全度平稳下降、开始进行调整的阶段。随着夭然气需求的增加,天然气供应安全将面临更大挑战。中国应采取更多的措施以确保天然气供应安全。[关键词]天然气供应安全;评价指标;主成分分析[中图分类号]F407.2[文献标识码]A[文章编号]1673-5595(2015)01-0006-05一、引言人开始采用量化的方式研究天然气供应安全问题天然气作为一种相对清洁的能源,正取代石油成对指标的选择和权重计算都有据可依。本文在前人为21世纪消费增速最快的能源。由于中国能源消费研究的基础上将中国放亼国际环境中考虑,提岀中结构本身不合理,煤炭消费占比过大,天然气消费占国天然气供应安全评价体系。适用于安全评价的方比不到10%,远低于世界平均水平,所以未来中国的法有很多,其中最主要的就是综合指数评价法。指天然气发展潜力巨大。目前中国正处于调整能源消数评价法的缺点在于指标选择具有主观性,选择过费结构的阶段,对天然气这类低污染能源存在长期需少不能反映真实信息,过多又会产生信息冗余。主求,需要一套完整的评价体系来评估中国的天然气供成分分析法一方面可以利用降维的思想,将多个指应安全。胡奥林、王小明认为天然气供应安全的实质标转化为少数几个综合指标,以消除指标之间的相是风险管理,供气中断的风险和结果能降到可接受的关性,减少信息重叠;另一方面可以减少工作量,利程度,并提出了相应的应对策略。张秀梅从国内天用较少的变量反映整体信息而不会导致结果失真。然气供需两方面对中国天然气供应安全进行了评估,但是这种方法也存在缺点,降维后的变量解释缺少并给出了相应的建议,但没有结合国际环境。2郑言经济含义,不像原始变量的含义那么确切。本文从在分析影响天然气安全因素的基础上确立了一套指风险出发进行指标的筛选,利用主成分分析法确定标体系进行预警,包括供给安全、资源安全和市场安各项指标权重计算中国的天然气供应安全度,并提全,并预测了中国未来的天然气安全水平。刘红芳出相应的建议。等认为目前对中国天然气安全的评价主要集中在天二、天然气供应安全影响因素和指标的选择然气供应、管道运输、勘探钻井、储气和输气环节,方(一)影响天然气供应安全的因素法以定性和定量结合为主。4影响天然气供应安全的因素有很多,本文主要综上所述,对中国天然气供应安全评价进行研从供需因素和市场因素两个角度阐述。究的文献较少,且以定性分析为主,集中于某一视1.从供需角度看,中国天然气供需缺口大,消费角,多采用封闭式的研究方法。近年来越来越多的结构有待调整稿日期]2014-08-13第31卷第1期王晓宇:中国天然气供应安全评价及对策2013年中国天然气已探明储量达到3.3万亿立来自土库曼斯坦,10%的管道气来自中亚和前苏联方米,占全球已探明储量的1.8%,列全球第13位。国家,集中度过高,政治风险较大,对安全供应造成从2007年起中国天然气消费量已经超过产量,供需了不利影响。在LNG方面,中国和日本地理位置较缺口不断扩大。2013年天然气消费量达到145.5百为接近,具有一定可比性。中国的LNG进口国共有万吨油当量,产量为105.3百万吨油当量,缺口达12个,超过1/3的LNG来自卡塔尔,最多的三个40.2百万吨油当量,接近2005年的天然气消费水平,LNG进口国的进口量占到全部进口量的72.1%。见图1数据来源于《2014年BP世界能源统计》)。反观日本,共有18个进口国,其中进口比例最大的国内供需不平衡成为影响中国天然气供应安全的重澳大利亚仅为20.5%,分散度较好。见表3。要因素。除此之外,由于历史和资源禀赋原因导致中表22013中德英管道气进口比例国能源消费结构不合理,煤炭等高污染能源消费比例管道气进口比例中国德国英国过大。2013年中国煤炭消费占比达67.5%,远高于荷兰0.023.422.7世界平均水平,见表1。石油消费占比为17.8%,约挪威35.069.4他欧洲国为世界平均水平的1/2,天然气消费占比为5.1%,不哈萨克斯坦0.0到世界平均水平的1/4,远低于发达国家。可以预俄罗斯期,随着中国能源消费结构的调整,石油和天然气消土库曼斯坦89.2.0其他前苏联国家费占比将向世界平均水平靠拢,而巨大的天然气需求对中国的天然气供应安全提出了巨大挑战。5资料来源:《2014年BP世界能源统计》表3中国和日本主要LNG进口比较天然气产量进口国卡塔尔澳大利亚马来西亚印尼也门天然气消费量2.5米已探明天然气储量中国37.6数据来源:《2014年BP世界能源统计圣至系2014年国际形势复杂多变,在经济方面,全球经济开始缓慢复苏,美国经济预期向好,中国经济增速放缓。地区安全方面,俄乌争端越演越烈,短期内图11980-2013年中国天然气储量、产量和消费量没有好转的迹象,欧盟对俄罗斯的制裁可能会进表12013年各国能源消费结构步加剧地区能源供应的不确定性。中国国内安全也能源消费占比石油天然气煤核能水电新能源面临更大的挑战,能源事故和社会事件有增长趋势美国36.729.620.18.32.72.6德国343.225.06.81.491澳大利亚全球和平指数显示,近年来全球安全不确英国34.932.918.38.00.55.4定性持续增加。日本34.932.918.38.00.55.4(二)指标的选择17.85.167.50.97.21.5世界平均水平结合上文提到的天然气供应安全风险,本文将其数据来源:《2014年BP世界能源统计归为两类风险,即供需风险和市场风险,并以此作为2从市场角度看,中国天然气进口结构较为单一级指标建立中国天然气供应安全评价体系。根据对外依存度不断上升级指标和相应的风险,考虑到数据的可得性、完整如上文所述,中国虽然有着较为丰富的天然气性、可比性和一致性要求,选择的二、三级指标见表4资源,但国内供给增长无法满足需求的增长,供需缺表4天然气供应安全指标体系口较大,进口天然气就成为了必然选择。2013年中级指标二级指标三级指标变量符号国天然气对外依存度达到创纪录的30.4%,并且还储量替换率有扩大的迹象。另一方面,中国天然气进口结构较供给天然气储采比天然气供需比为单一,无论是管道气还是LNG都过于集中,主要供需安全天然气消费增长率x4进口国存在政治风险,天然气进口存在中断的风险需求天然气消费占比通过对中国、德国和英国进口管道气分析比较发现,天然气消费强度. h德国和英国单一管道气进口比例都没有超过70%,市场安全贸易安全市场集中度对外依存度中国石油大学学报(社会科学版)2015年2月储量替换率反映国内新増探明可釆储量与当年为天然气净进口占天然气消费总量的比例,反映产量的比值,大于1表示储量的增加高于消耗,安全国天然气消费对国外的依赖程度,对外依存度越高,度较高。天然气储采比反映中国天然气储量的安全安全度越低。由于亚太LNG进口价格主要参考日度,是天然气工业发展潜力的重要指标。供需比为本,并且中国的天然气价格仍处于改革之中,LNO天然气产量与消费之比,大于1表示供给大于需求,进口价格没有统一的标准且价格形成机制还不够完安全度较好,反之,供小于求,安全度较低。天然气善,因此采用日本的LNG进口价,进口价格越高,安消费占比为天然气消费量占全部能源消费的比例,全度越低。比例越高供应压力越大。天然气消费强度是指天模型的建立和计算然气消费量与人均GDP的比值,比值越大表明天然(一)数据的选择和标准化气利用效率越低。市场集中度为进口量最大的三个本文采用的原始数据来源于《2014年BP世界国家或地区进口天然气(包括LNG和管道气)占进能源统计》和《中国统计年鉴》,根据原始数据得到口总量的比例,集中度越高,风险越大。进口依存度的指标数据见表5。表520062013年中国天然气供应安全评价指标数值年份(%)(吨/万元)(%)6)(美元)1.04320.0542.858100.000-3.384200833.493.7110.092.3421.72212.5480.9532010-1.2670.88719.46l4.114l1.68920111.75828.3000.78722.0584,6160.02572,46421.45114.72920123.41630.538l2.0824.8210.02579.46320130.00027.9550.72410.467.0990.0264.14330.36716.169由于指标之间存在不同量纲,需要对原始数据示各变量中的最大值、最小值。进行标准化,使各指标转换成相同的量纲,具有可比(二)建立相关系数矩阵性。正向指标标准化公式为借助SPSS软件对标准化后的样本数据进行相xi-min(x关分析,得到相关系数矩阵R,见表6。由于各指标max(xi)-min(x:)之间具有较强的相关性,存在信息的重叠,不能准确逆向指标标准化公式为地反映天然气供应安全度。为了消除信息的冗余、max(x:)-x减少计算,本文采用主成分分析进行降维,通过综合max(x)-min(a指标进行研究。6式中,x,表示各指标变量,max(x)、min(x)分别表表6各指标相关系数矩阵指标0.430.40-0.21-0.450.67-0.390.320.51-0.530.35-0.970.760.400.41-0.49x5-0.460.970.740.82760.31-0.821.00-0.450.81-0,760.910.47-0.660.91(三)求特征值和累计贡献率择特征值大于1或累计方差贡献率大于85%的个采用主成分分析可以减少变量个数,使综合指数作为主成分个数m。根据特征值大于1的原则标变为原变量的线性组合。通过主成分的特征值、确定主因子个数为m=3,得到的特征值和贡献率见方差来衡量主成分对原始信息的解释能力。一般选表7。第31卷第1期王晓宇:中国天然气供应安全评价及对策表7指标特征值和贡献率四、结论及建议主成份特征值对总方差的对总方差的本文采用主成分分析法对中国天然气供应安全贡献率(%)累积贡献率(%)进行了研究,得出以下结论6.15682.92中国天然气供应安全可以分为三个阶段:第2345678911.27594.203阶段为2006-2008年,天然气供应较为稳定阶段。0.3774.19298.394在这一阶段,中国天然气消费幅度大幅上升,三年平0.1371.5170.000.08599.997均消费增长率达20.3%。中国天然气储量和产量0.0000.003较为丰富,天然气供给和需求基本保持平衡。从市10Q一内供给基本可以满足需求,进口依存度较低相对风(四)确定权重和综合得分险不大。第二阶段为20092011年,天然气供应安根据主成分载荷矩阵可得特征向量a,F,全度明显下滑阶段。主要原因有:一是供需失衡,天,2,…,p,见表8。三个主成分的表达式如下然气消费增长率和消费占比不断增加,需求增长超F1=0.245x1+0.234x2+0.393x3-0.190x4+过了供给的增长,供需缺口扩大增加了中国天然气0.391x5+0.370x6-0.342x7+0.395x8+0.362供应的不确定性。二是由于供需失衡导致进口依存F2=0.524x1+0.630x2-0.105x3+0.386x4-度增加,加剧了天然气供应的不安全性。三是中国0.167x5-0.114x6-0.228x7-0.095x8-0.260x的技术和管理水平落后导致天然气消费利用率低F3=-0.519x,0.215x2+0.162x3+0.711x4+天然气消费强度与世界平均水平还存在差距。第0.030x5+0.288x6+0.191x+0.148x80.101xg阶段为2012-2013年,天然气供应安全度略有下将标准化后的数据带入上式中可得到三个主成降,开始进行调整的阶段。这一阶段中国天然气消分的得分。以主成分所对应的方差贡献率作为权数费需求依然强劲,但增速有所放缓,供给增速也开始加权求和得到天然气供应安全指数的综合得分回落,但供需缺口还在扩大。从市场角度看,虽然进F=0.68405F1+0.14524F2+0.11275F3口集中度开始下降,但还是集中在中亚和中东国家,计算结果见表9。其中某些主成分和综合得分为负风险没有得到有效分散。2013年进口依存度达到是由于原始数据标准化造成的,并不表示安全度30%,并且还有继续上升的趋势。随着中国天然气为负供应风险进一步加剧,急需对供需和市场进行调整,表8因子载荷矩阵和特征向量增加天然气供应安全性载荷矩阵特征向量作为21世纪最有发展潜力的能源,天然气在全指标球能源交替中占据重要地位。中国作为世界第二大主成分1主成分2主成分3主成分1主成分2主成分3经济体,正处于高速发展阶段,对天然气的需求正持x10.6070.5990.5230.2450.524-0.519x20.5800.7200.2170.2340.6300.215续增加,天然气供应安全显得尤为重要。目前中国x30.976-0.1200.393-0.105的天然气供应安全呈下降趋势,主要是由于上文提x4-0.4710.4410.717-0.1900.3860.71到的供需和市场两个因素。为了提高中国的天然气xs0.971-0.1910.0300.391-0.1670.030供应安全,笔者提出以下建议0.919-00.2910.370-0.114x7-0.8490.2610.192-0.342-0.2280.19一是增加国内天然气供给量,推动页岩气等非0.1490.395-0.0950常规天然气开采。目前中国天然气供应安全的最大0.898-0.2970.1010.362-0.2600.10风险来自于国内供需失衡,中国的天然气产量远不表9天然气供应安全综合得分能满足自身消费,进口依存度快速上升。与国际原综合得分F油市场不同,天然气市场还没有形成一个全球性的20060.26市场,存在较大供应中断风险,而且供应中断的案例0.70时有发生,因此中国必须增加国内天然气供给,加大1.34对天然气的投资力度。页岩气等非常规天然气的商20l0.370.17业化开采使美国走上了天然气独立的道路,中国的中国石油大学学报(社会科学版)2015年2月这就需要国家对页岩气等非常规天然气的开发给予定价中心。中国作为天然气需求大国,对天然气价政策和资金上的支持格高度敏感,因此中国更有必要建立天然气定价中二是合理调整能源消費结枃,降低天然气消费心,掌握天然气价格话语权,控制天然气价格走高或强度。中国天然气消费占比远低于世界平均水平,大幅波动带来的风险因此在未来一段时间,天然气消费仍呈现增长趋势(笔者在撰写本文过程中受到孙竹导师的认真但是中国的天然气消费强度高于世界平均水平,天指导,特此致谢!)然气没有得到有效利用。为了使消费增长和消费强[参考文献]度达到平衡,必须采用先进的技术、制定相应的法律(1]胡奥林,王小明,天然气供应安全及其应对策略[1.天政策来降低天然气消费强度然气工业,2008(10):125129三是增加天然气进口的多样性,降低进口依存2]张秀梅.我国天然气供应安全评价及其应对研究[D度。与2006年相比,中国的进口集中度有了较为明成都:西南石油大学,201显的下降,主要表现为ING的进口渠道增加,但管[3]郑言我国天然气安全评价与预警系统研究[D]武汉道气的进口渠道依然较为单一,主要集中在中亚国中国地质大学,2013家。从进口量来看,进口依存度增速较快,未来可能4]刘红芳,刘成敏,王海宁,我国天然气风险及评价方法分接近50%,进口风险过大。一方面中国必须增加国析[J].中国安全生产科学技术,2014,10(2):8692内的天然气产量,另一方面要分散进口风险,从地缘[5]肖建忠,王小林,尤孝才我国天然气资源经济安全问题较近的国内政治较为稳定的国家进口天然气。分析[J].中国矿业,2014,23(2):4447[6]李凤升,赵俊平,董金涛,基于主成分分析法的中国石油四是建立亚洲天然气定价中心,增加进口天然安全度评价[J].中国石油大学学报:社会科学版,2013,气价格话语权。目前亚洲天然气进口价格远高于北29(3):9-12美地区,即使与同为需求大国的欧盟相比,价格依然[7]何春蕾,周国栋,姜子昂,等,全球环境下的中国天然气偏高。美国和欧洲都形成了各自的定价中心,亚洲供应安全[J].天然气工业,2010(1):12342的日本和新加坡也都在谋求建立亚太地区的天然气[责任编辑:张岩林Research on evaluat on and countermeasures of NaturalGas Supply Security in ChinaWANG XiaoyuSchool of Business Administration, China Unirersity of Petroleum, Beijing 102249, China)Abstract: At present, China is in a stage of rapid development of natural gas and the stable and sustainable supply of nature gas is Iticularly important. In order to evaluate the grade of China' natural gas supply security, we chose nine key indicators from the two dimensions of supply, demand and market, 2006 to 2013 data samples were evaluated through using principal component analysis. Theresults show that China's natural gas supply security can be divided into three phases, the first phase of 2006-2008, more stable supplyof natural gas; second phase of 2009-2011and demand imbalances due to gas supply safety degree decline significantly; thirdstage for 2012-2013, gas supply security smoothly down, began to enter the stage of adjustment, With increasing demand for naturalgas, natural gas supply security will face even greater challenges. China should take more measures to ensure the security of natural gasKey words: natural gas supply security evaluation; principal component analysis