对《加快推进天然气利用的意见》的解读与思考

当前,我国天然气产业发展的主要矛盾体现在需求侧的增长出现波动,需求发展方向不明晰、空间不确定,同时供给侧的输配环节多、供气成本高,供给质量亟待进一步优化。针对中国能源和天然气发展所面临的新形势,国家发展和改革委员会于2017年6月23日发布了《加快推进天然气利用的意见》(以下简称《意见》)。《意见》提出逐步将天然气培育成为中国现代能源体系的主体能源之一,首次从国家政策的高度明确了天然气的战略定位。为此在解读上述政策的基础上,深入分析了中国能源的发展形势与天然气在能源革命中的作用、推进天然气利用的方向与路径、《意见》出台后的市场发展前景及其对市场格局的影响等。结论认为:(1)《意见》顺应了我国社会经济与能源发展大势,确立了天然气在能源中的地位,明确了发展目标与路径,制定了改革措施与保障支持办法,将在未来较长一段时期内对中国天然气的发展起到重要的引领作用;(2)市场主体应主动适应国家政策及市场发展的变化,为确保中国天然气产业健康可持续发展、推动国家能源革命做出新的更大的贡献。

天然气客户评价指标体系与数学模型

我国天然气客户规模日益庞大,客户分布、用气结构等更加复杂,需要建立评价体系和数学模型对客户进行评价,为认识客户价值、提高客户管理水平、把握市场发展方向提供有效手段。从客户的用气水平、用气特性、信用状况和发展潜力等方面构建了含有10个评价指标的客户评价体系,并根据天然气行业特点设计了各指标的计算公式。采用层次分析法建立了客户评价数学模型。编制的计算程序能根据天然气市场的区域特征和供需态势的变化特点对判断矩阵进行调整,使模型具有较强的适应能力。采用该指标体系和数学模型对某管道上的实际客户进行评价、计算。综合排名前3位客户包括两家城市燃气客户和一家综合性客户,其共同特点是用气量大、可承受气价较高。从分析结果看,城市燃气用户最有价值,应大力开发;工业燃料客户应有选择地发展天然气价格承受能力较强的客户群;天然气发电用户应控制性地适度发展。分析结果与国家的天然气利用政策一致。

天然气管网系统最优化研究

在对天然气管网优化问题进行描述和分析的基础上,介绍了自20世纪80年代以来国内外的研究成果。在传统的研究中,基于递阶优化思路建立的天然气管网系统优化模型不能从整体上反映系统的本质,所求得的解往往也不是全局最优解。开拓新的思路,建立能够涵盖管网规划、设计和运行管理等多阶段的优化模型,将是今后天然气管网优化问题的一个研究方向。同时,应将新兴的智能优化算法引入管网的优化问题中,将多种方法有机结合,优势互补,强化管网优化计算方法的通用性。

用微粒群算法实现天然气管网运行最优化

以天然气公司的收益最大化为目标,建立了天然气管网优化运行的数学模型。传统的直接搜索法有网格法和复合形法,但这两种方法收敛速度较慢,工作量较大。采用以自适应惩罚函数为目标函数的微粒群算法,并对算法的收缩因子与自适应性加以修正。结合管网稳态分析的节点压力法,编制计算程序对模型进行求解,结果表明,该方法能够高效获得高性能的优化运行调度结果。

我国冬季天然气日负荷的温度梯度分析

气温变化是影响冬季天然气用气负荷的重要因素之一。基于环渤海、长三角以及中南地区冬季气象和天然气日负荷数据,采用选取相似日的方法,对各省市天然气负荷温度梯度进行了总体和分段线性回归分析。研究认为:总体上气温与天然气负荷呈负相关关系;天然气日负荷的温度梯度在不同地区、不同温度节点处差别较大,应高度关注日负荷温度梯度较大省市的调峰问题;分析天然气的日负荷温度梯度时应考虑气温滞后效应的影响。

用Excel解决成品油二次配送路线优化问题

提出了路况系数和最优路径的概念,并以此为基础,建立了油库至加油站成品油二次配送的最短路和最小费用流模型,用Excel中的Solver软件作了优化和求解。

天然气目标市场优选的模糊物元模型

天然气市场营销工作需要在市场细分的基础上优选目标市场,按照天然气应用方向和天然气在工业燃料中替代的燃料类型,把目标市场划分为15个细分市场,并考虑政策因素、行业前景、市场规模等9个指标。采用物元分析方法作为并列事物比较相对优势的量化手段,建立了复合模糊物元模型,将定性分析与定量分析相结合,采用层次分析法计算各指标权重,综合考虑各影响因素对天然气细分市场品质的影响。介绍了天然气目标市场优选中模糊物元模型的理论基础,并对实际案例进行了分析。实证计算结果表明,该模型适用于天然气目标市场的优选分析,在进一步深化后,结合管网参数,可用于天然气运销系统优化分析。

从市场供需看我国煤制天然气发展前景

煤制天然气已成为国内投资和研究的热点,但该行业发展不能一哄而上,而需要统筹规划、合理布局,做好总量控制。为此,从分析我国天然气市场中远期需求量入手,综合考虑国产、进口等各类资源因素,预测了我国煤制天然气的市场空间;在剖析煤制天然气项目的特点、能耗、水耗和综合能源利用效率的基础上,结合煤炭资源保有量及其分布对我国煤制天然气产业的发展前景作出分析。结论认为:我国可实现的天然气消费需求量2020年约为3 800×108 m3,2030年有望达到5 200×108 m3;根据各类资源规划和合同签订情况,并考虑勘探开发的不确定性,初步判断我国煤制天然气合理规模2020年约为300×108 m3、2030年约为500×108 m3,峰值达到800×108 m3。最后建议:1国家支持研发和示范,环境上严格准入;2结合我国的国情因地制宜,适度发展;3煤制天然气利用方向上应定位于城市燃气和工业燃料;4煤制天然气项目发展应统筹规划布局。

欧美天然气调峰储备体系发展经验及启示

完善的调峰储备设施可有效解决上游资源供应与下游用气波动不匹配之间的矛盾,欧美发达国家调峰储气库的有效工作气量已达到全年总用气量的15%以上,确保了本国天然气供应的安全性、可靠性和连续性。欧美各国调峰储备设施的运营管理模式各具特点,与资源禀赋、能源结构、市场特点等国情充分结合,但均以满足天然气行业健康稳定发展为基本要求,颁布一系列配套的法令法规作为法律保障。与欧美发达国家相比,中国调峰储气设施建设相对滞后,冬季调峰能力不足;同时法规体系不完善,导致政企不分、责任不明、监管不力等诸多问题。未来中国的调峰储备管理体制建设可考虑分三步走,最终实现责任明确、收费合理、监管到位的市场化体制;相应的调峰储备库运营机制也可考虑分三步走,最终实现收费明晰、公开透明、充分竞争的运营机制。

单个城市天然气供应安全评价体系——以国内某城市为例

天然气作为清洁能源在城市能源消费结构中所占比例越来越高,供气安全关系到千家万户和国计民生,建立供气保障指标体系和数学模型对认识供气影响因素,提升保障措施具有重要意义。为此,从资源供应、输配能力、市场地位、责任能力和应急管理五大方面,构建了含有18个评价指标的城市天然气供应保障指标体系,并根据行业特点给出了各指标体系的定义,以评价城市能否得到足量、及时的天然气供应。将保障指标体系应用于国内某城市,选择层次分析法计算各项指标权重,定性与定量相结合分析可知影响其供气安全的主要制约因素,进一步可得到提高该城市供气保障安全的方向和措施。所建模型在分析影响城市供气安全不利因素,增强城市供气保障措施和安全系数上,具有一定的辅助作用。

中国天然气利用的战略方向选择及政策建议

世界能源发展已跨过煤炭进入了"油气时代"。世界典型国家的发展经验表明,未来天然气将在世界能源消费结构中扮演重要角色,发电和工业用能是天然气消费增长的主要方向。与世界典型国家相比,中国能源消费总量大,结构不合理,天然气利用水平较低,大气环境亟需改善。鉴于此,中国应大幅减少煤炭利用,大力提高可再生能源和天然气的利用水平。随着国产气多元化、进口气多渠道格局的形成,未来中国的天然气利用具备了快速发展的资源基础。在能源消费总量和大气环境改善的约束条件下,预计到2030年全国天然气需求潜力为5800亿立方米,主要集中在天然气发电和以气代煤领域。为实现此目标,需要国家出台相关政策提高天然气战略地位,明确天然气发展定位,落实《大气污染防治行动计划》,减少天然气供应中间环节,加快重型燃机等装备国产化,促进天然气市场健康可持续发展。

中国沿海地区天然气汽车发展模式选择

天然气汽车以其低排放和低成本的优势,在世界范围内得到快速普及和推广。截至2008年底,中国天然气汽车保有量已经发展到40万辆左右,加气站约1000座,全国已有30个省市自治区的100多个城市推广了天然气汽车。预计随着沿海LNG接收站项目的陆续投产,周边地区的天然气汽车将得到快速发展。天然气汽车发展的首要目标是公共汽车和出租车。天然气汽车的发展规模主要取决于车用天然气价格、汽车改装购置成本以及加气站的数量,同时还离不开政府规划及其他相关部门的支持。中国沿海地区LNG资源供应条件较好,公交车、城际客货运输车应积极发展天然气汽车,选择LNG作为燃料,配套建设LNG加气站;出租车市场应以CNG车为主,配套建设L-CNG站。天然气汽车项目的实施不仅具有良好的经济效益,而且其社会效益远远大于经济效益。

世界天然气市场发展趋势概述

各国天然气消费结构都具有各自的特征,例如:以美国为代表的结构均衡模式;以英国、荷兰为代表的城市燃气为主模式;以日本、韩国为代表的发电为主模式。国际市场天然气的价格与燃料油或原油价格通常表现出较强的相关性,近年来伴随着油价的上涨,天然气价格大幅度攀升。随着输气管道建设和液化天然气运输业的发展,天然气市场的全球化进程在加快,北美、欧洲、亚太等区域天然气市场交易价格已呈现出趋同的现象。未来20年,非洲、欧亚和中东地区的天然气富余量将逐步增长,天然气贸易将是从这些地区流向亚洲、欧洲和北美洲区域。

青海天然气发电与新能源融合发展探讨

在“碳达峰”“碳中和”战略目标背景下,青海省因其拥有太阳能和水能等清洁能源优势,清洁能源开发节奏将逐步加快。然而新能源的大规模开发外送面临着系统调节能力不足、缺少稳定电源支撑和电力保障困难等严峻形势。为了促进青海新能源更大规模开发,建设清洁能源示范省,打造清洁能源产业高地,基于青海清洁能源开发现状和趋势,通过多维度综合比较,从4个方面分析了青海建设天然气发电的比较优势,同时基于技术经济对比分析,分别从替代省内煤电和打捆外送两个角度探讨了青海天然气发电和新能源融合发展模式和建设规模设想,并提出发展建议。

输气干线压缩机模型的最优化研究

对于输气干线的自动化设计和管理来说,用准确的数学模型描述离心压缩机的特性曲线至关重要。由于离心压缩机的转速调节范围宽,要找到准确的模型来描述离心压缩机的特性是较为困难的。为此,根据有关文献中不同折合相对转速下的压缩比—折合流量特性曲线的变化规律,建立了离心压缩机压缩比与折合流量、折合相对转速关系的几何模型和广义多项式模型。采用快速、准确搜索非线性模型未知变量的LevenbergMarquardt优化方法求解了模型中的回归参数。经算例检验,所建立的几何模型和广义多项式模型能快速搜索到离心压缩机压缩比与折合流量、折合相对转速的变化关系的最优回归参数。对于相同的几何模型,用LevenbergMarquardt优化方法搜索模型回归参数的效果比用线性最小二乘法好,相关指数从0.7661提高至0.9503,最大误差从5.619%下降至2.513%。

积极稳妥高效发展城市燃气业务——中国石油集团城市燃气业务发展之我见

当前,我国城市燃气行业呈现地方国企、港企、中央国企和民企四分天下的局面。由于资源供应紧张、资金供应不足和城市燃气行业监管日趋规范化,城市燃气行业正面临新一轮重组。中国石油天然气集团公司城市燃气业务始于2000年,现有旗下8家单位开展此项业务,已取得23个地区级及以上城市的管道燃气专营权,从业人员超过1万人。中国石油集团掌控着国内大部分天然气资源和长输管道,在技术、资金、信息、管网建设等方面也具有普通燃气企业无法比拟的优势,这些优势可为中国石油集团进入城市燃气市场提供良好的基础。拓展城市燃气业务应充分考虑城市燃气开户费被取消或收费水平下降的风险,欠发达地区售气价格达不到预期水平的风险,以及超出施工运营的安全风险。直接面对众多终端用户和家庭,需要承担更大的社会、政治和安全责任。中国石油集团在拓展城市燃气业务时,应充分估计未来我国城市燃气市场存在的风险因素和公司自身的优劣势,提前制定应对措施。

天然气销售企业客户商业价值评价体系研究

在分析天然气商品和客户特点的基础上,从用气水平、用气特性、信用状况和发展潜力等4个方面构建了含有10个评价指标的天然气客户价值评价体系。采用层次分析法建立了天然气客户评价的数学模型,经初步征求专家意见对各指标重要性进行了比较、打分、权重计算,并选用某管道上的部分实际数据进行了初步评价。设计的模型能够根据天然气市场的区域特征和供需态势的变化,对判断矩阵进行适时调整,具有较强的适应性。

中国储气库业务发展前景及运营模式发展路径探析

根据国家建设要求及天然气市场化不断发展,中国储气库未来仍有巨大建设空间。为了提高各投资主体建设积极性,促进独立专业化运营公司形成,使其从外生动力推动逐步转化为内生自发前进,需要从体制机制方面寻找解决途径。以中国储气库发展问题为导向,从储气库定位、发展路径、运营模式等方面进行分析研究,结合储气库发展规划,建议实行“三步走”发展战略,即依次从合资合作平台模式入手、逐步发展到储气仓储贸易公司模式、最后实现独立专业化运营公司的发展目标。

基于神经网络模型的混合原油黏度预测

采用BP(back propagation)神经网络模拟了混合油配比和温度与黏度之间的映射关系,建立了混合油黏度神经网络预测模型。将鲁-宁输油管道混合油的预测黏度与实际黏度进行了对比,结果表明,利用BP神经网络进行混合油黏度预测是可行的,完全可以满足工程需要的精度要求。

城市天然气中长期消费预测

通过对城市天然气中长期历史消费情况的分析研究,建立了模拟城市天然气消费的趋势外推预测模型——龚珀兹负指数函数模型,并采用最小二乘法和人工神经网络对该模型进行求解。实例计算结果表明:趋势外推模型能够模拟城市天然气中长期消费的变化趋势,在根据最小二乘法、BP算法、微粒群算法(PSO算法)训练神经网络求解得到的3个预测模型中,采用PSO算法得到的模型精度高、耗时少,能较准确地反映城市天然气中长期消费情况。