北京天然气供气安全问题的思考与建议
韩晓平 2008-06-16
2003年以来,全国出现了大范围的能源供应紧张局面,煤、水、运、电、油等重要的基础资源都呈现出严重的供应短缺,使全国上下,无论是中央领导,还是普通百姓,空前关注国家的能源问题。胡锦涛总书记要求政府有关机构尽快制定国家能源发展规划,要确保国家的可持续发展。
急待制定能源发展规划的不仅是国家层面,北京作为一个拥有1500万人口的超大型城市,也应该根据自己的实际情况,资源配置现状和社会经济发展目标立即制定一个切实可行的能源发展规划。21世纪,谁控制了资源和技术,谁就能够保持发展的态势。在中国也是一样,随着市场化的深入,计划经济的彻底解体,政府依靠行政命令划拨资源的能力将会日益减弱。北京如若继续依赖于中央政府的行政支配权利,来满足自己发展的能源需求,而不是根据市场经济的交易规则,今后必然将面临严重的资源瓶颈。
保持北京今后各种能源的供应安全应该成为北京市政府、企业的市民的一件大事。天然气的供应的安全问题主要围绕着两个方面,其一是宏观的资源持续供应问题,其二是具体的城市供气系统的应变能力问题。
天然气资源的持续供应
北京是世界上唯一在世纪之交依然采用最原始、最不节能和最不经济的技术来利用天然气的超大型城市,主要依靠锅炉直接燃烧宝贵高昂的天然气进行采暖。由于采用这种低层次的利用技术,致使北京的能源利用效率低下,冬季高峰与夏季低谷差异巨大,企事业单位和居民的能源代价居于高位,供气公司效益低下,不仅削弱了城市的竞争能力,也使北京在今后区域资源竞争中处于非常不利的位置。
一个立方米天然气采用不同技术,在城市能源系统中所产生的价值差异巨大。产生的价值越大,经济性越好,其对天然气价格的承受能力就越强。而价格承受能力强的技术,在今后资源日益短缺的时代,获取资源的机会越多。因为,在市场经济的交易原则下,卖主总是寻找一个稳定持续的市场,一个支付能力强和出价合理的买主。
各种技术的单位天然气产值
由此可见,北京要在未来资源竞争中保持优势,技术将是一个关键因素。所以,北京市政府能源主管机构应积极推动先进技术在北京的应用。
2003年全国19个省市出现了拉闸限电,2004年进一步扩展到24个省市,近日北京市政府不得不正视宣布,今年预计电力负荷将达到950万千瓦,而从华北电力集团能够分配的负荷紧紧830万千瓦,缺口高达120万千瓦,北京将不可避免的加入到全国拉闸限电的大军,这说明依靠计划经济体制已经无法保障北京的能源供应安全,为了全市人民的根本利益,北京能源主管机构改变观念将是关键的关键。
1999年,我们曾积极推动“首都蓝天工程”,计划将市内的10个大型燃煤热力厂改造为15万千瓦级中型天然气燃气轮机联合循环区域热电厂,不仅可以增加150万千瓦的发电能力,解决4000万平方米建筑的采暖,还可以削减200万千瓦的电空调负荷,从根本上优化目前电力和燃气的不合理负荷。尽管此后在各方的努力下,有几个进入了国家漫长的电力项目审批持续,但是至今一个项目也没有开工,无论如何在今两年的缺电高峰是派不上用场。主管机构应该在这次电荒中能够吸取教训,亡羊补牢,树立科学发展观,制定北京自己的立足于市场的,能源环境可持续发展战略。
北京传统的能源战略中的某些观念应该根据时代的进步来进行调整,最近因为污染等问题,北京“将清洁的电力供应北京,把环境污染留给山西内蒙”的电力发展战略受到社会舆论的广泛批评,被山西民众指责为“不道德”和“损人利己”的发展观念。最近,有一位年轻的能源环境专家--吴辉,前往山西、河北、内蒙考察之后,在中国科学院徐建中院士、清华大学江亿院士和中国电力联合会专家朱成章先生的支持下,出版了一份题为:《电厂,我为你哭泣》的图文并茂的调查报告,揭示了北京以西的“火电基地走廊”对于当地生态环境严重破坏的惊愕场面。由于二氧化硫大量集中排放,使酸雨的影响日益严重,造成电厂周边地区大面积荒漠化,使当地十分脆弱的生态遭遇了灭顶之灾。而植被被破坏导致地面温度升高,加速了地表水份的蒸发,使河流干枯,地下水位下降,进一步加剧华北地区的缺水困境。同时,荒漠化使北京的“火电基地”成为沙尘暴的策源地,直接影响了北京的生态环境,真是“搬起石头打了自己的脚”,想把“污染留给山西内蒙”,结果遭到大自然的嘲弄。随着可持续发展观念的深入人心和我们道德水准的不断提升,特别是我们取得了人类奥林匹克盛会主办权利之后,我们必须改变这种将让我们蒙受羞愧的发展观念。
北京在控制资源的竞争中应该将重点定位于能源高端资源的天然气和煤层气等清洁燃料。首先,因为这些高端资源目前价格比较高,还未被各资源大省所重视;其次,这些资源的环境影响小,适合于北京的持续发展需要;第三,燃料高成本可以被北京的大都市特定能源需求方式,以及采取先进技术,实现能源梯级利用,提高能源利用效率等措施所消化。北京的能源-环境战略目标应该建筑在不损害他人利益的前提下,以维持自己的可持续发展。
在控制资源的竞争中,北京应采取积极走出去的方针,明确并有组织地鼓励北京的企业,特别是政府拥有股份的企业投资能源上游产业,尤其是天然气、煤层气等清洁能源资源和相应的能源输送系统。政府应该制定激励政策,以税收优惠和融资支持来帮助这些企业的发展。利用北京的特殊区位优势,根据市场经济的交易原则,对于那些长期使用北京公共设施资源的大型国有能源资源占有企业,例如:中石油、中海油、中联煤层气公司等机构,要求他们与北京市企业分享资源利益,必要时可以将市政公服利益和土地作为交易手段。由市属企业和北京注册的民营企业直接掌控一部分能够在关键时刻优先保障北京能源利益的重要资源,并以确保北京的能源战略利益为核心进行经营。同时,利用北京的金融运作与融资优势,采取直接投资、兼并收购等手段,直接控制一些优质的地方和民间能源资源和运输通道等。中国资源有限,人口众多,今后随着市场化进程的加速,控制资源的竞争将会加速,北京必须在其他省市还没有认识之前,未雨绸缪,利用自己暂时所处的制高点,不失时机地控制国内优质能源资源。
在国内资源中要特别关注鄂尔多斯及陕甘宁地区的天然气资源,该资源是国内目前所探明的最大的天然气资源,由于“西气东输”工程的建设完成,造成该区域存在两个市场选择的局面,北京在此必须当仁不让,决不能让到嘴的鸭子飞了。另一个关注的焦点是煤层气资源。煤层气与天然气一样清洁,而且热值更高。我国煤层气资源总量超过31万亿立方米,相当于450亿吨标准煤,位居世界第三。其中,内蒙古鄂尔多斯、陕西神府地区、山西保德县的煤层气资源量最大,有17万亿立方米,占全国煤层气资源总量的一半以上。拥有煤层气全国总储量1/3的鄂尔多斯,已被列为国家煤层气资源开发的重点地区,特别是煤层气最为富集的羊市塔区块有望成为我国两大煤层气基地之一。内蒙古鄂尔多斯、陕西神府地区、山西保德从地理位置上看,更加靠近北京,有利于北京取得控制权,但必须加大对这一地区的关注和影响,并加速参与在这些地区煤层气资源开发的投资。
在积极入主国内资源的同时,还应该大力参与国际能源开发项目,并在其中拥有发言权。特别是要重视俄罗斯管道天然气工程,以及北方沿海的LNG工程和大型LPG工程,不仅是参与国内段工程的投资建设,也应该与国际财团合作,直接参与对境外气田、液化处理设施和运输系统的投资和控制。
城市供气系统的应变能力
城市供气系统的应变能力是天然气供应安全的另一个重要课题。自北约进攻南斯拉夫的战争中,攻击能源目标,被国际军事界认为是一个可以减少直接伤亡而达到“不战而屈人之兵”的重要战争手段。而重要“9.11事件”之后,公共设施成为恐怖分子的一个攻击目标,而燃气系统是其中的一个软肋。如何保障城市燃气系统的安全,提高城市燃气综合应变能力,对于城市管理者而言是一个重要的课题,更是一项挑战。
对于现代城市而言,天然气中断供应,即便是短时间的,也会带来一系列的问题。除了燃气系统最担心的泄漏安全问题外,由于绝大部分城市居民炊事,大部分的城市采暖,以及部分公用设施制冷和工业设施都是依赖与天然气的,断气无疑会造成城市生产、生活秩序的混乱。
解决城市天然气的供应安全问题,不能仅仅在管道天然气系统上想办法,管道天然气的安全自保能力非常有限,应该放开思路,建立“多惟度冗余综合保障系统”,确保城市供气安全。何谓“多惟度冗余综合保障系统”,实际上就是多种能源和能源利用装置互相兼顾,互相留出余地交叉解决安全问题。
首先是管道天然气系统,需要尽快完成陕京复线工程的建设实施,实现多气源多通道供气。
在天然气供应系统中,还有一项新兴技术值得关注,就是利用公路和铁路系统的LNG供应体系。利用集装箱运输液化天然气,由于液化后的天然气是天然气体积的1/600,所以每一个液化天然气集装箱可以输送超过25000立方米天然气,并能存放30-60天。这一系统最大的优点是不受制于管道,可以进行跨区域和季节性的供需融错,既利用南方夏季用气量大,冬季用气量小和北方冬季用气量大,夏季用气量小的特点互补,依靠公路和铁路运输的相对灵活性进行跨区域性调配。这种调配能力也可以利用来进行应急处理,与一些可采用代替燃料的LNG用户签订应急补偿协议,在供应出现问题时由这些用户转换其他燃料,腾出LNG供应南北用户。
同样的方式也可以应用于海上LNG。北京与天津两大直辖市出于能源供应安全考虑,也有必要在渤海湾内或山东半岛联合建设大型LNG接受站,并应考虑与广东LNG接受站实现季节互补机制,在解决季节性调峰的同时解决安全应急问题。
此外,在燃气系统中需要有相当数量的“可中断供气”的大用户,例如:装有双燃料系统的燃气电厂,在燃气供应出现问题时及时切换其他燃料,将管道内剩余气量和球罐中的应急气量供应给那些不可中断供气的用户,如居民和医院等。根据我们1999年为“北京蓝天工程”进行的调查研究和分析结果,尽管目前的油价格据高不下,使用轻柴油作为城市燃气系统中的应急备用燃料依然时最佳选择。主要原因是轻柴油储存安全,对环境和设备的影响都比较小,补充也比较方便,所以蓝天工程中建议10个区域热电厂均采用柴油为备用燃料,并统一建立储备油库和配送系统,以及油品处理清洗系统,以保障油品质量和供应渠道。
除了上述方法以外,还有一项最重要的技术措施,就是在一个大型项目或一个区域内,鼓励在选择空调系统时不要清一色地采用单一技术方式,可以将电力空调和燃气空调混合使用,并配合冰蓄冷或水蓄冷技术。在采暖系统中采用燃气锅炉或直燃机采暖,最好配以蓄热系统,一方面可以提高系统的能源转换和利用效率;另一方面可以平抑能源的日峰谷差,提高输配系统的效率,减少日调节系统投资;再一方面就是提高了用户侧的系统应变能力,增加能源的安全性。
最近,国家发改委和电监会联合提出《加强电力需求侧管理工作的指导意见》,实际上,不仅仅是电力需要加强需求侧管理,燃气行业也需要进行行之有效的需求侧管理,才能提高燃气行业的系统效率,提高企业的经济性。从根本上说,单单只做电力行业的需求侧管理或燃气行业的需求侧管理都是无法真正实现系统最优化的,用户侧管理应该跨越传统的行业分工和行业壁垒,将用户各种能源需求进行联合优化整合,才可能实现资源利用的最大化和经济效益的最优化。
而在用户侧跨行业优化,就需要建立一个能够胜任的新型能源“管理-经营-运行”体制--“能源服务公司(ESCO)”。由专业人员组成的团队帮助分散的能源用户提高资源利用效率,降低成本,减少污染排放,增强能源供应安全,并通过节能来实现经营利润和投资的回收,这对于发达国家是一个极为成功的经验。在不久前南京举行的“海峡两岸第三届热电联产(汽电共生)学术交流会中,来自台湾地区中国钢铁公司的萧辉煌先生建议大陆采取由专业的能源服务公司进行跨产品、跨用户的“区域供需双侧的优化整合”,以提高整体的资源利用水平和能源供应质量,从而实现减少环境污染。
这一系统的建立无疑是中国能源工业历史上的一次根本性的革命,能源服务公司以服务为核心,从用户终端建立一个基于电力、热力、制冷、燃气和信息系统的网络化的综合能源系统,利用不同用户各种能量资源,补之外部的能量资源,根据各个用户不同方式、不同时段、不同种类的能源需求进行互补式的优化。不仅利用了一切可以利用的资源,还把中间输送环节的损耗降至最低,最终实现降低资源、环境和资金的代价。能源服务公司这一组织形式,对于天然气的供应安全将具有极大的意义,对于天然气的合理使用将是一个有利的保证。