中國天然氣安全評價及影響因素分析

發布時間：2019-09-06所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次

摘 要： 摘 要：研究中國天然氣安全狀況，分析影響因素并找出系統性的應對策略對于保障中國能源安全、促進中國經濟社會可持續發展具有重要意義。本文基于生態文明建設和能源轉型的時代背景，從供應安全、儲運安全、市場安全和環境安全四個維度，構建了中國天然氣安全

　　摘 要：研究中國天然氣安全狀況，分析影響因素并找出系統性的應對策略對于保障中國能源安全、促進中國經濟社會可持續發展具有重要意義。本文基于生態文明建設和能源轉型的時代背景，從供應安全、儲運安全、市場安全和環境安全四個維度，構建了中國天然氣安全評價指標體系。運用組合賦權法對指標賦權，從總體、區域和省域三個層面對中國天然氣安全狀況進行了評價�？傮w評價結果表明，全國天然氣安全均值為0.546，2006—2015年間雖然天然氣安全水平在上升，但是總體安全狀況一般，主要原因在于中國天然氣產量低，對外依存度較大;天然氣管道建設滯后，調峰能力不足;天然氣市場價格機制不完善;環境治理壓力較大。區域評價結果表明，全國四大區域天然氣綜合安全的均值為東部(0.582)>中部(0.571)>西部(0.516)>東北(0.515)，呈現出“東部最好，中部次之，西部和東北偏低”的特征。分析得出，天然氣安全的影響因素在東部地區主要集中體現于市場安全，在中部地區主要集中于供應安全，在西部地區主要集中于市場安全和環境安全，在東北地區主要集中于供應安全和儲運安全。省域評價結果表明，各省域天然氣安全水平差異較大，其中7個省份的天然氣安全水平處于上升趨勢，5個省份天然氣安全水平處于下降趨勢，8個省份的天然氣安全水平波動較大，10個省份的天然氣安全水平趨于平穩;各省域在供應安全、儲運安全、市場安全和環境安全具有明顯的空間集聚效應。最后，分別從國家層面、區域層面和省域層面提出了保障中國天然氣安全的對策建議。

　　關鍵詞：天然氣;安全評價;影響因素;組合賦權法;中國

　　1、引言

　　中國正處于快速工業化、城市化階段，能源消耗較高，“富煤、少氣、缺油”的資源稟賦現狀決定了中國長期處于高碳能源消費結構。天然氣作為清潔、優質、高效的化石能源，是現階段發展低碳經濟的最佳選擇[1] 。習近平同志在十九大報告中明確指出要加快生態文明體制改革、推進綠色發展和建設美麗中國的戰略部署，發展清潔低碳能源已成為優化能源結構的重要途徑[2] 。作為全球第六大天然氣生產國和第三大消費國，天然氣行業的平穩健康發展對中國國民經濟具有重要的支撐和保障作用[3] 。國家發展改革委聯合多個部門先后印發了《天然氣發展“十三五”規劃》[4] 和《加快推進天然氣利用的意見》[5] ，對今后時期中國天然氣產業的發展進行了整體規劃和布局。然而，隨著近年來天然氣供需缺口日益增大，國內天然氣生產量遠不能滿足消費需求(如圖1所示)，“氣荒”時有發生，這也暴露出中國天然氣工業還存在著諸多問題。天然氣資源和經濟安全問題關系到中國經濟發展和社會穩定，如何細致、全面地評價中國天然氣安全狀況，分析影響因素并找出系統性的應對策略對于建設“美麗中國”、 “幸福中國”和生態文明、保障中國能源安全、打贏 “藍天保衛戰”和促進中國經濟社會可持續發展具有重要意義。

　　國外學者對能源安全的研究始于 20世紀 70年代爆發的兩次石油危機[7] 。隨著全球能源格局的變化以及更多國家對能源安全的關注，能源安全成為包括石油、煤炭、天然氣以及電力在內的能源系統的安全，能源安全的內涵及內容也進一步擴展[8] 。天然氣作為能源安全系統的重要組成部分，也越來越成為學術界關注的焦點。Stern J P以歐盟出臺的能源安全問題和國際能源署的研究為切入點，研究了進口依賴性和競爭自由化對歐洲天然氣供應安全的影響[9] 。Cabalu H 等構建了 4 個市場風險指標和 2 個供應風險指標，分析了 2006 年亞洲 8 個天然氣進口國的相對脆弱性[10] ，隨后又將日本、韓國等 7 個天然氣進口國家作為研究對象，基于氣體供應安全性，測算了綜合氣體供應安全指數[11] 。Biresselioglu ME等基于23個進口國天然氣數據，使用主成分分析法選出評價天然氣安全水平的有效指標為供應國家數量、供應商脆弱性以及進口天然氣總量[12] 。 Jamshidi A等通過模糊邏輯方法對問題不確定性建模，結合相對風險分數(RRS)評估城市天然氣管網的潛在風險[13] 。Pavlović D 等提出了包含 Herfindahl-Hirschman 指數、Shannon-Wiener 指數等 6 個指數的綜合評價體系來衡量天然氣供應安全[14] 。

　　近年來隨著中國能源結構的調整，天然氣供需缺口日益增大，有關中國天然氣安全的研究也不斷涌現。蔡流利用1985—2011年的相關統計數據，分析了中國天然氣資源供需格局演變趨勢[15] 。Guo M J 等采用“壓力-狀態-響應”模型，構建天然氣能源安全綜合評價指標體系，研究表明，中國天然氣資源安全綜合指數在低位回升，安全壓力在改善，安全狀態波動較大，安全響應水平在提升，天然氣的總體安全態勢不穩定[16] 。周怡沛等以川渝地區為例，構建了供應安全物流(產、輸、銷)保障系統、供應安全管理(信息、預警、應急)保障系統和供應安全責任(政府、企業、用戶)社會化保障系統等三大系統，來研究聯網條件下天然氣供應安全問題[17] 。沈鑫等從資源供應、輸配能力、市場地位、責任能力和應急管理五大方面，構建了含有18個評價指標的城市天然氣供應保障指標體系，來研究提高城市供氣保障安全的方向和措施[18] 。Li L等通過建立包含政府、天然氣供應商等智能體的多智能體系統，模擬城市天然氣需求和運行狀態的動態變化，并以鄭州作為樣本，研究了基于TOU定價策略下的天然氣使用行為[19] �？紤]到影響天然氣安全的各個因素存在廣泛聯系和復雜的相互作用，Lu W等應用生態網絡分析模擬中國天然氣供應安全系統[20] 。

　　綜上所述，整體上天然氣安全的研究成果豐富且角度多樣，但目前針對中國區域和省域天然氣安全的研究成果較少，多對中國總體或某城市進行分析，且存在以下不足之處：研究視角集中于天然氣的供應安全，在國家實行能源結構調整過程中，“煤改氣”等工程不僅要考慮天然氣的供應問題，還要考慮所在地區的能源市場狀況;隨著天然氣管網及儲氣設施的建設，有必要對各地區的儲運水平進行評估;在國家高度重視生態文明建設和能源轉型的時代背景下，由能源消費帶來的環境問題被社會大眾高度關注，因此天然氣安全評價的內涵應該進一步涵蓋儲運、市場和環境層面，但是相關研究較少，尤其是能源與環境影響[21] 。鑒于此，本文在研究供應安全的基礎上，增加了儲運安全、市場安全和環境安全三個維度，從總體、區域、省域三個層面深入考察中國天然氣安全狀況及影響因素，為國家和地區政府制定天然氣安全或環境保護政策提供科學參考。

　　2 研究方法及數據說明

　　2.1 指標選取和數據來源

　　關于天然氣安全的概念，國內外尚無權威的界定[22] ，目前的定義主要從天然氣資源供應的穩定性、經濟性和可持續性方面考慮[22-24] 。在總結前人觀點的基礎之上，結合學術界對礦產資源安全定義的研究[25] 及能源安全定義的研究[26-29] ，加之國家生態文明建設及能源轉型的時代背景之下，本文認為天然氣安全是在特定時期內和一定技術經濟條件下，國家或地區的天然氣供應安全夠穩定、儲運安全有保障、市場需求能滿足，且國家或地區發展可持續(清潔生產、環境友好)的狀態。因此本文所建立的天然氣安全評價指標體系包括天然氣供應安全、儲運安全、市場安全和環境安全 4 個維度，由 18 個指標構成，如表1所示。其中環境安全維度選用人均SO2 排放量、萬元 GDP 碳耗兩個評價指標，主要是由于天然氣作為現階段的過渡能源，一方面天然氣燃燒主要會產生微量的 SO2和較少的 CO2等溫室氣體，另一方面正是由于天然氣的清潔環保，對中國低碳經濟的發展具有重要貢獻[1] ，當某地區環境安全表現較差時更應該加大天然氣的使用來替代其他高污染的化石能源，這也間接反映出節能減排與環境保護下該地區對天然氣的需求。

　　本文以 2006—2015 年間中國 30 個省、直轄市、自治區的數據來研究中國天然氣安全水平。相關指標數據來源于各年《中國統計年鑒》[30] 、《中國能源統計年鑒》[6] 以及《中國城市建設統計年鑒》[31] ，考慮到數據的一致性以及同類研究的可比性，西藏以及臺灣、香港、澳門不包括在本次研究之內。GDP 按照 2005 年不變價格計算，天然氣價格指數以 2005 年基期價格算得天然氣年價格=(民用天然氣月平均價格+工用天然氣月平均價格+商用天然氣月平均價格)/3，個別指標項缺失的數據運用了類推法或插值法進行了估算。

　　2.2 研究方法

　　對天然氣安全進行評價涉及多個指標，因此，這是一個多屬性決策問題，多屬性決策的核心和關鍵是指標權重的確定。目前，確定指標權重的方法，主要分為主觀賦權法、客觀賦權法和組合賦權法。其中組合賦權法是將主觀賦權法和客觀賦權法所得到的指標權重按照一定的方法進行組合，使指標權重既能體現主觀偏好，又能反映客觀信息，從而使得評價結果更加科學合理[32] 。因此，本文采用組合賦權法計算指標權重，其中主觀賦權法采用序關系分析法(G1法)，客觀賦權法采用熵權法，之后，再將主觀權重和客觀權重組合加權得到最后的指標權重。

　　3 結果及分析

　　采用組合賦權法計算出各指標的權重，如表 1 所示，并根據各指標的標準化數值計算出2006—2015 年中國各省域天然氣安全值、供應安全值、儲運安全值、市場安全值和環境安全值，并對30個省域的天然氣安全值進行了排名，部分結果如表 2和表 3所示。本文依次從總體、區域和省域三個層面上對中國天然氣安全進行評價，其中區域評價中將中國劃分為東部、中部、西部和東北四大區域，東部地區包括北京、天津、河北、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東、海南，中部地區包括山西、安徽、江西、河南、湖北、湖南，西部地區包括內蒙古、廣西、重慶、四川、貴州、云南、陜西、甘肅、西藏、青海、寧夏、新疆，東北地區包括遼寧、吉林、黑龍江。

　　3.1 天然氣安全的總體評價

　　(1)供應安全方面。全國天然氣供應安全均值僅為 0.348，雖然 2006—2015 年間全國天然氣供應安全水平有所提升，但整體天然氣供應安全水平依舊較低。國家層面上的供應安全主要取決于國內天然氣儲量、產量和天然氣進口量。根據《天然氣發展“十三五”規劃》[4] ，截至 2015 年底，全國累計探明常規天然氣地質儲量 130 100 億 m3 ，剩余可采儲量 52 000 億 m3 ，雖然中國天然氣資源相對豐富，但是中國人口基數大，天然氣消費需求旺盛，目前所探明和開采的天然氣僅夠短期內使用，總體來看國內人均天然氣產量較低。2006 年中國天然氣產量為 6060 億 m3 ，消費量為 5930 億 m3 ，自 2007 年起國內天然氣產量已無法滿足國內天然氣的需求，到 2015 年，中國天然氣產量為 13 840 億 m3 ，消費量為 21 030 億 m3 ，供需缺口巨大[6] 。受天然氣市場供不應求等因素的影響，中國自2006年起開始進口天然氣，如表4所示。隨著天然氣進口量的增加，2013— 2015 年，中國天然氣進口依存度一直處于 30% 以上，進口依存度穩高不下。在 LNG 方面，中國的主要進口國為卡塔爾、澳大利亞、馬來西亞、印度尼西亞。管道天然氣方面，主要進口國為土庫曼斯坦、烏茲別克斯坦、哈薩克斯坦、緬甸。由此看出，中國天然氣對外依存度較高，進口渠道較為單一，主要為中亞國家，存在較大的進口風險。

　　《中國天然氣安全評價及影響因素分析》來源：《資源科學》2018年12期，作者：郭明晶; 卜炎; 陳從喜; 齊睿。