北京天然氣供氣安全問題的思考與建議
韓曉平
2003年以來,全國出現(xiàn)了大范圍的能源供應(yīng)緊張局面,煤、水、運、電、油等重要的基礎(chǔ)資源都呈現(xiàn)出嚴重的供應(yīng)短缺,使全國上下,無論是中央領(lǐng)導(dǎo),還是普通百姓,空前關(guān)注國家的能源問題。胡錦濤總書記要求政府有關(guān)機構(gòu)盡快制定國家能源發(fā)展規(guī)劃,要確保國家的可持續(xù)發(fā)展。
急待制定能源發(fā)展規(guī)劃的不僅是國家層面,北京作為一個擁有1500萬人口的超大型城市,也應(yīng)該根據(jù)自己的實際情況,資源配置現(xiàn)狀和社會經(jīng)濟發(fā)展目標立即制定一個切實可行的能源發(fā)展規(guī)劃。21世紀,誰控制了資源和技術(shù),誰就能夠保持發(fā)展的態(tài)勢。在中國也是一樣,隨著市場化的深入,計劃經(jīng)濟的徹底解體,政府依靠行政命令劃撥資源的能力將會日益減弱。北京如若繼續(xù)依賴于中央政府的行政支配權(quán)利,來滿足自己發(fā)展的能源需求,而不是根據(jù)市場經(jīng)濟的交易規(guī)則,今后必然將面臨嚴重的資源瓶頸。
保持北京今后各種能源的供應(yīng)安全應(yīng)該成為北京市政府、企業(yè)的市民的一件大事。天然氣的供應(yīng)的安全問題主要圍繞著兩個方面,其一是宏觀的資源持續(xù)供應(yīng)問題,其二是具體的城市供氣系統(tǒng)的應(yīng)變能力問題。
天然氣資源的持續(xù)供應(yīng)
北京是世界上唯一在世紀之交依然采用最原始、最不節(jié)能和最不經(jīng)濟的技術(shù)來利用天然氣的超大型城市,主要依靠鍋爐直接燃燒寶貴高昂的天然氣進行采暖。由于采用這種低層次的利用技術(shù),致使北京的能源利用效率低下,冬季高峰與夏季低谷差異巨大,企事業(yè)單位和居民的能源代價居于高位,供氣公司效益低下,不僅削弱了城市的競爭能力,也使北京在今后區(qū)域資源競爭中處于非常不利的位置。
一個立方米天然氣采用不同技術(shù),在城市能源系統(tǒng)中所產(chǎn)生的價值差異巨大。產(chǎn)生的價值越大,經(jīng)濟性越好,其對天然氣價格的承受能力就越強。而價格承受能力強的技術(shù),在今后資源日益短缺的時代,獲取資源的機會越多。因為,在市場經(jīng)濟的交易原則下,賣主總是尋找一個穩(wěn)定持續(xù)的市場,一個支付能力強和出價合理的買主。
各種技術(shù)的單位天然氣產(chǎn)值
由此可見,北京要在未來資源競爭中保持優(yōu)勢,技術(shù)將是一個關(guān)鍵因素。所以,北京市政府能源主管機構(gòu)應(yīng)積極推動先進技術(shù)在北京的應(yīng)用。
2003年全國19個省市出現(xiàn)了拉閘限電,2004年進一步擴展到24個省市,近日北京市政府不得不正視宣布,今年預(yù)計電力負荷將達到950萬千瓦,而從華北電力集團能夠分配的負荷緊緊830萬千瓦,缺口高達120萬千瓦,北京將不可避免的加入到全國拉閘限電的大軍,這說明依靠計劃經(jīng)濟體制已經(jīng)無法保障北京的能源供應(yīng)安全,為了全市人民的根本利益,北京能源主管機構(gòu)改變觀念將是關(guān)鍵的關(guān)鍵。
1999年,我們曾積極推動“首都藍天工程”,計劃將市內(nèi)的10個大型燃煤熱力廠改造為15萬千瓦級中型天然氣燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)區(qū)域熱電廠,不僅可以增加150萬千瓦的發(fā)電能力,解決4000萬平方米建筑的采暖,還可以削減200萬千瓦的電空調(diào)負荷,從根本上優(yōu)化目前電力和燃氣的不合理負荷。盡管此后在各方的努力下,有幾個進入了國家漫長的電力項目審批持續(xù),但是至今一個項目也沒有開工,無論如何在今兩年的缺電高峰是派不上用場。主管機構(gòu)應(yīng)該在這次電荒中能夠吸取教訓(xùn),亡羊補牢,樹立科學(xué)發(fā)展觀,制定北京自己的立足于市場的,能源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
北京傳統(tǒng)的能源戰(zhàn)略中的某些觀念應(yīng)該根據(jù)時代的進步來進行調(diào)整,最近因為污染等問題,北京“將清潔的電力供應(yīng)北京,把環(huán)境污染留給山西內(nèi)蒙”的電力發(fā)展戰(zhàn)略受到社會輿論的廣泛批評,被山西民眾指責(zé)為“不道德”和“損人利己”的發(fā)展觀念。最近,有一位年輕的能源環(huán)境專家--吳輝,前往山西、河北、內(nèi)蒙考察之后,在中國科學(xué)院徐建中院士、清華大學(xué)江億院士和中國電力聯(lián)合會專家朱成章先生的支持下,出版了一份題為:《電廠,我為你哭泣》的圖文并茂的調(diào)查報告,揭示了北京以西的“火電基地走廊”對于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境嚴重破壞的驚愕場面。由于二氧化硫大量集中排放,使酸雨的影響日益嚴重,造成電廠周邊地區(qū)大面積荒漠化,使當(dāng)?shù)厥执嗳醯纳鷳B(tài)遭遇了滅頂之災(zāi)。而植被被破壞導(dǎo)致地面溫度升高,加速了地表水份的蒸發(fā),使河流干枯,地下水位下降,進一步加劇華北地區(qū)的缺水困境。同時,荒漠化使北京的“火電基地”成為沙塵暴的策源地,直接影響了北京的生態(tài)環(huán)境,真是“搬起石頭打了自己的腳”,想把“污染留給山西內(nèi)蒙”,結(jié)果遭到大自然的嘲弄。隨著可持續(xù)發(fā)展觀念的深入人心和我們道德水準的不斷提升,特別是我們?nèi)〉昧巳祟悐W林匹克盛會主辦權(quán)利之后,我們必須改變這種將讓我們蒙受羞愧的發(fā)展觀念。
北京在控制資源的競爭中應(yīng)該將重點定位于能源高端資源的天然氣和煤層氣等清潔燃料。首先,因為這些高端資源目前價格比較高,還未被各資源大省所重視;其次,這些資源的環(huán)境影響小,適合于北京的持續(xù)發(fā)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,以及采取先進技術(shù),實現(xiàn)能源梯級利用,提高能源利用效率等措施所消化。北京的能源-環(huán)境戰(zhàn)略目標應(yīng)該建筑在不損害他人利益的前提下,以維持自己的可持續(xù)發(fā)展。
在控制資源的競爭中,北京應(yīng)采取積極走出去的方針,明確并有組織地鼓勵北京的企業(yè),特別是政府擁有股份的企業(yè)投資能源上游產(chǎn)業(yè),尤其是天然氣、煤層氣等清潔能源資源和相應(yīng)的能源輸送系統(tǒng)。政府應(yīng)該制定激勵政策,以稅收優(yōu)惠和融資支持來幫助這些企業(yè)的發(fā)展。利用北京的特殊區(qū)位優(yōu)勢,根據(jù)市場經(jīng)濟的交易原則,對于那些長期使用北京公共設(shè)施資源的大型國有能源資源占有企業(yè),例如:中石油、中海油、中聯(lián)煤層氣公司等機構(gòu),要求他們與北京市企業(yè)分享資源利益,必要時可以將市政公服利益和土地作為交易手段。由市屬企業(yè)和北京注冊的民營企業(yè)直接掌控一部分能夠在關(guān)鍵時刻優(yōu)先保障北京能源利益的重要資源,并以確保北京的能源戰(zhàn)略利益為核心進行經(jīng)營。同時,利用北京的金融運作與融資優(yōu)勢,采取直接投資、兼并收購等手段,直接控制一些優(yōu)質(zhì)的地方和民間能源資源和運輸通道等。中國資源有限,人口眾多,今后隨著市場化進程的加速,控制資源的競爭將會加速,北京必須在其他省市還沒有認識之前,未雨綢繆,利用自己暫時所處的制高點,不失時機地控制國內(nèi)優(yōu)質(zhì)能源資源。
在國內(nèi)資源中要特別關(guān)注鄂爾多斯及陜甘寧地區(qū)的天然氣資源,該資源是國內(nèi)目前所探明的最大的天然氣資源,由于“西氣東輸”工程的建設(shè)完成,造成該區(qū)域存在兩個市場選擇的局面,北京在此必須當(dāng)仁不讓,決不能讓到嘴的鴨子飛了。另一個關(guān)注的焦點是煤層氣資源。煤層氣與天然氣一樣清潔,而且熱值更高。我國煤層氣資源總量超過31萬億立方米,相當(dāng)于450億噸標準煤,位居世界第三。其中,內(nèi)蒙古鄂爾多斯、陜西神府地區(qū)、山西保德縣的煤層氣資源量最大,有17萬億立方米,占全國煤層氣資源總量的一半以上。擁有煤層氣全國總儲量1/3的鄂爾多斯,已被列為國家煤層氣資源開發(fā)的重點地區(qū),特別是煤層氣最為富集的羊市塔區(qū)塊有望成為我國兩大煤層氣基地之一。內(nèi)蒙古鄂爾多斯、陜西神府地區(qū)、山西保德從地理位置上看,更加靠近北京,有利于北京取得控制權(quán),但必須加大對這一地區(qū)的關(guān)注和影響,并加速參與在這些地區(qū)煤層氣資源開發(fā)的投資。
在積極入主國內(nèi)資源的同時,還應(yīng)該大力參與國際能源開發(fā)項目,并在其中擁有發(fā)言權(quán)。特別是要重視俄羅斯管道天然氣工程,以及北方沿海的LNG工程和大型LPG工程,不僅是參與國內(nèi)段工程的投資建設(shè),也應(yīng)該與國際財團合作,直接參與對境外氣田、液化處理設(shè)施和運輸系統(tǒng)的投資和控制。
城市供氣系統(tǒng)的應(yīng)變能力
城市供氣系統(tǒng)的應(yīng)變能力是天然氣供應(yīng)安全的另一個重要課題。自北約進攻南斯拉夫的戰(zhàn)爭中,攻擊能源目標,被國際軍事界認為是一個可以減少直接傷亡而達到“不戰(zhàn)而屈人之兵”的重要戰(zhàn)爭手段。而重要“9.11事件”之后,公共設(shè)施成為恐怖分子的一個攻擊目標,而燃氣系統(tǒng)是其中的一個軟肋。如何保障城市燃氣系統(tǒng)的安全,提高城市燃氣綜合應(yīng)變能力,對于城市管理者而言是一個重要的課題,更是一項挑戰(zhàn)。
對于現(xiàn)代城市而言,天然氣中斷供應(yīng),即便是短時間的,也會帶來一系列的問題。除了燃氣系統(tǒng)最擔(dān)心的泄漏安全問題外,由于絕大部分城市居民炊事,大部分的城市采暖,以及部分公用設(shè)施制冷和工業(yè)設(shè)施都是依賴與天然氣的,斷氣無疑會造成城市生產(chǎn)、生活秩序的混亂。
解決城市天然氣的供應(yīng)安全問題,不能僅僅在管道天然氣系統(tǒng)上想辦法,管道天然氣的安全自保能力非常有限,應(yīng)該放開思路,建立“多惟度冗余綜合保障系統(tǒng)”,確保城市供氣安全。何謂“多惟度冗余綜合保障系統(tǒng)”,實際上就是多種能源和能源利用裝置互相兼顧,互相留出余地交叉解決安全問題。
首先是管道天然氣系統(tǒng),需要盡快完成陜京復(fù)線工程的建設(shè)實施,實現(xiàn)多氣源多通道供氣。
在天然氣供應(yīng)系統(tǒng)中,還有一項新興技術(shù)值得關(guān)注,就是利用公路和鐵路系統(tǒng)的LNG供應(yīng)體系。利用集裝箱運輸液化天然氣,由于液化后的天然氣是天然氣體積的1/600,所以每一個液化天然氣集裝箱可以輸送超過25000立方米天然氣,并能存放30-60天。這一系統(tǒng)最大的優(yōu)點是不受制于管道,可以進行跨區(qū)域和季節(jié)性的供需融錯,既利用南方夏季用氣量大,冬季用氣量小和北方冬季用氣量大,夏季用氣量小的特點互補,依靠公路和鐵路運輸?shù)南鄬`活性進行跨區(qū)域性調(diào)配。這種調(diào)配能力也可以利用來進行應(yīng)急處理,與一些可采用代替燃料的LNG用戶簽訂應(yīng)急補償協(xié)議,在供應(yīng)出現(xiàn)問題時由這些用戶轉(zhuǎn)換其他燃料,騰出LNG供應(yīng)南北用戶。
同樣的方式也可以應(yīng)用于海上LNG。北京與天津兩大直轄市出于能源供應(yīng)安全考慮,也有必要在渤海灣內(nèi)或山東半島聯(lián)合建設(shè)大型LNG接受站,并應(yīng)考慮與廣東LNG接受站實現(xiàn)季節(jié)互補機制,在解決季節(jié)性調(diào)峰的同時解決安全應(yīng)急問題。
此外,在燃氣系統(tǒng)中需要有相當(dāng)數(shù)量的“可中斷供氣”的大用戶,例如:裝有雙燃料系統(tǒng)的燃氣電廠,在燃氣供應(yīng)出現(xiàn)問題時及時切換其他燃料,將管道內(nèi)剩余氣量和球罐中的應(yīng)急氣量供應(yīng)給那些不可中斷供氣的用戶,如居民和醫(yī)院等。根據(jù)我們1999年為“北京藍天工程”進行的調(diào)查研究和分析結(jié)果,盡管目前的油價格據(jù)高不下,使用輕柴油作為城市燃氣系統(tǒng)中的應(yīng)急備用燃料依然時最佳選擇。主要原因是輕柴油儲存安全,對環(huán)境和設(shè)備的影響都比較小,補充也比較方便,所以藍天工程中建議10個區(qū)域熱電廠均采用柴油為備用燃料,并統(tǒng)一建立儲備油庫和配送系統(tǒng),以及油品處理清洗系統(tǒng),以保障油品質(zhì)量和供應(yīng)渠道。
除了上述方法以外,還有一項最重要的技術(shù)措施,就是在一個大型項目或一個區(qū)域內(nèi),鼓勵在選擇空調(diào)系統(tǒng)時不要清一色地采用單一技術(shù)方式,可以將電力空調(diào)和燃氣空調(diào)混合使用,并配合冰蓄冷或水蓄冷技術(shù)。在采暖系統(tǒng)中采用燃氣鍋爐或直燃機采暖,最好配以蓄熱系統(tǒng),一方面可以提高系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換和利用效率;另一方面可以平抑能源的日峰谷差,提高輸配系統(tǒng)的效率,減少日調(diào)節(jié)系統(tǒng)投資;再一方面就是提高了用戶側(cè)的系統(tǒng)應(yīng)變能力,增加能源的安全性。
最近,國家發(fā)改委和電監(jiān)會聯(lián)合提出《加強電力需求側(cè)管理工作的指導(dǎo)意見》,實際上,不僅僅是電力需要加強需求側(cè)管理,燃氣行業(yè)也需要進行行之有效的需求側(cè)管理,才能提高燃氣行業(yè)的系統(tǒng)效率,提高企業(yè)的經(jīng)濟性。從根本上說,單單只做電力行業(yè)的需求側(cè)管理或燃氣行業(yè)的需求側(cè)管理都是無法真正實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化的,用戶側(cè)管理應(yīng)該跨越傳統(tǒng)的行業(yè)分工和行業(yè)壁壘,將用戶各種能源需求進行聯(lián)合優(yōu)化整合,才可能實現(xiàn)資源利用的最大化和經(jīng)濟效益的最優(yōu)化。
而在用戶側(cè)跨行業(yè)優(yōu)化,就需要建立一個能夠勝任的新型能源“管理-經(jīng)營-運行”體制--“能源服務(wù)公司(ESCO)”。由專業(yè)人員組成的團隊幫助分散的能源用戶提高資源利用效率,降低成本,減少污染排放,增強能源供應(yīng)安全,并通過節(jié)能來實現(xiàn)經(jīng)營利潤和投資的回收,這對于發(fā)達國家是一個極為成功的經(jīng)驗。在不久前南京舉行的“海峽兩岸第三屆熱電聯(lián)產(chǎn)(汽電共生)學(xué)術(shù)交流會中,來自臺灣地區(qū)中國鋼鐵公司的蕭輝煌先生建議大陸采取由專業(yè)的能源服務(wù)公司進行跨產(chǎn)品、跨用戶的“區(qū)域供需雙側(cè)的優(yōu)化整合”,以提高整體的資源利用水平和能源供應(yīng)質(zhì)量,從而實現(xiàn)減少環(huán)境污染。
這一系統(tǒng)的建立無疑是中國能源工業(yè)歷史上的一次根本性的革命,能源服務(wù)公司以服務(wù)為核心,從用戶終端建立一個基于電力、熱力、制冷、燃氣和信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化的綜合能源系統(tǒng),利用不同用戶各種能量資源,補之外部的能量資源,根據(jù)各個用戶不同方式、不同時段、不同種類的能源需求進行互補式的優(yōu)化。不僅利用了一切可以利用的資源,還把中間輸送環(huán)節(jié)的損耗降至最低,最終實現(xiàn)降低資源、環(huán)境和資金的代價。能源服務(wù)公司這一組織形式,對于天然氣的供應(yīng)安全將具有極大的意義,對于天然氣的合理使用將是一個有利的保證。