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“十四五”期间,如何做好天然气管道输配系统规划「天然气智库」

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2021-06-16  来源:天然气智库  浏览次数:740
 天然气是一种优质高效的能源,最理想的清洁燃料。我国从合理调整能源结构,科学治理大气环境的角度出发, 提出了加大天然气在能源消费结构中利用比例的基本国策。

文:李少宇(昆明市规划设计研究院)

城镇燃气规划是城镇发展规划的重要组成部分,关系到城镇经济社会的协调发展。利用天然气管道输送天然气是陆地上大量输送天然气的唯一方式,管输天然气是油气资源输送的最佳选择。下面本文结合昆明市(2020~2035 年)天然气管道输配系统规划谈两个问题:

(1)天然气管道输配系统的规划应具有时间跨度的前瞻性;

(2)天然气管道输配规划中有关气源储备与调峰问题。

1 引言

城镇燃气专项规划是城镇总体规划的重要组成部分,关系到现有城镇社会的和谐发展。天然气管道输配在昆明市燃气供应中起主要作用。随着社会的高速发展,昆明市现有城市规划建成区规模达到四百多平方公里,已临近上一轮总规约束性指标,已经无法满足当前昆明市的发展需要。伴随期国家对云南省和昆明市提出的更高的发展要求,需要新一版总规来指引城市的发展。

2019 年,昆明市已经组织实施了国土空间规划编制工作。昆明市城市规模,城区总体布局和发展方向发生了较大的变化, 也同时带来能源市场供需的变化,燃气气源环境、供气区域、供气规模和用户结构等消费结构已发生较大变化,显现出一些影响燃气市场健康发展的问题。该规划项目是规划区燃气行业建设和发展的蓝图,是建设和管理的基本依据,是一项综合性、全局性、战略性的工作。燃气新建和改扩建项目的实施应以此作为依据。因此,为配合国家空间规划的编制,加强昆明市燃气管理水平及要求,提高昆明市燃气持续、稳定、安全供应的水平,保证燃气能源使用安全,推动燃气事业健康发展,由市住建牵头, 同步组织开展《昆明市燃气专项规划(2020~2035 年)》的编制工作,规划作为国土空间规划的组成部分,将对城市燃气系统的建设起到指导作用。下面结合昆明市(2020~2035 年)天然气管道输配系统规划谈两个问题:

2 天然气管道输配系统的规划需具有时间跨度的前瞻性

城镇燃气专项规划是指导城镇经济社会发展及市场健康发展所需的能源开拓和燃气项目建设的重要文件,因而对城镇的建设具有一定的指导意义。天然气管道输配规划需具有时间跨度,同时需具有前瞻性。前瞻性的要求,主要体现在对城镇燃气需求给予恰当的预测及估计。

2.1 编制昆明市(2020~2035 年)燃气规划及时对应燃气需求的变化

2019 年昆明市已经组织实施了国土空间规划编制工作,昆明市城市规划、城区总体布局和发展方向发生了较大的变化,也同时带来燃气市场供需条件的变化,燃气气源情况、供气区域、用气总量、供气规模和用户结构等都已经发生较大变化,显现出一些影响燃气市场持续发展的问题。此项规划的编制,加强昆明市燃气管理,提高昆明市燃气持续、稳定和全供应水平,保证燃气能源使用安全,推动燃气事业稳定发展,将对城市燃气系统的建设起到指导作用。规划时间跨度为15 年。

该规划主要内容中提示,“按城镇总体规划的要求,提出燃气输配系统框架方案”、“对燃气输配调度与管理系统进行统一规划”。可见规划中对天然气的利用和燃气输配系统的重视。

2.2 天然气和昆明天然气气源

2.2.1 天然气承担着改变能源结构、提高人生活质量的重责天然气是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合

物,主要成分烷烃,甲烷占绝大多数。使用天然气对环境影响较小,能有效减少二氧化碳和几乎全部的粉尘排放量,减少二氧化物排放量60%、氮氧化合物排放量50%。并有助于减少酸雨的形成,舒缓地球温室效应,从根本上改善环境质量。

天然气与其他能源(如:煤炭、石油)相比,天然气在燃烧过程中产生影响人呼吸健康的物质极少,产生的二氧化碳仅为煤的40% 左右,同时产生二氧化硫几乎为零。天然气燃烧后无废渣、废水、使用安全、热值高和洁净等优势,是我国规划节能减排中的重要产业。

中国是世界能源生产和消耗的第二大国。2020 年能源结构状况是以煤为主。受自给率的约束,我国的能源结构呈多样化发展。我国的这种以煤为主,对进口石油过度依赖的能源结构状况,带来了能源安全问题和环境问题。随着国民经济的快速和高效地发展,石油、煤炭、电力等城市常用能源供应紧张的矛盾日益突出。天然气作为优质的清洁高效能源,已成为社会经济可持续发展的催化剂。燃气市场作为国民经济的一个重要组成部分,在城镇经济增长方式从粗狂发展到集约性的转变过程中,承担着能源市场的改善和提高人民生活质量的重任。燃气越来越多地受人们的关注,可以说,21 世纪被认为是天然气的时代。

2.2.2 昆明的燃气气源

2006 年1 月,中缅政府签署了天然气备忘录,2006 年2 月签署了合作协议。缅甸西南部孟加拉湾近海区域已探知了3.54 万亿立方米天然气储量。中缅跨境天然气管道起于缅甸若开邦, 经瑞丽首站后,途经云南省、贵州省、广西至南宁末站。规划在云南省境内预留分输接口城市。工程完工后管道输气能力将达120 亿立方米/年,输入昆明的气量约30 亿立方米/年。

中缅天然气管道已于2012 年试通气,现已正式投产运营,是昆明市中心城区充足可靠的气源。缅甸天然气的输入将改写昆明燃气使用历史,彻底改变当前的燃气使用格局。由此可见,昆明市今后的能源将以天然气为主,且以管道输送为主要供气方式。

2.3 昆明市燃气需求的分析及预测

城镇燃气专项规划需具有时间跨度的前瞻性,前瞻性主要体现在对城镇燃气需求给予恰当的预测。

燃气预测一般采用定量预测的方法,它包括分类用户预测法和宏观预测法。分类用户预测法是根据各类用户用气量进行分类预测,从而得出规划区域规划期内的总用气量。此法直接采用了居民用气量的两个指标,即居民用户耗热指标和气化率。中采用了此法分别对近期(2025 年)和远期(2035 年)的居民生活用户、商业公建用户、工业用户、天然气汽车用户和外围区县管输天然气用户用气需求量分类进行预测,采用天然气热值、居民耗热定额和气化率计算,分析预测到全市近期和远期的总需求量。同时还采用了宏观预测法从宏观上进行预测,对分类用户预测法预测的结果进行检验,确保预测的准确性。昆明在该项规划中,还采用了昆明昆仑公司和昆明华润燃气有限公司提供的2019 年全年的用气情况进行了对比,进一步与实际用气水平进行对比,以确保预测的结论更符合实际情况。这些数据比较客观的反映昆明市年、月、日需求量及特殊月、日用气量,为分析预测近、远期需求量提供参考。

需求量的预测是燃气规划中最主要的内容之一,也是规划的难点,它对于规划的经济性、合理性和先进性都具有至关重要的作用。管输天然气需求量的分析和预测规划是个系统工程,影响的因素很多,既要切合实际又不能太保守,既要对未来充满信心又不能盲目乐观。需要多个部门互相配合,逐步完善,才能作好预测。

3 天然气管道输配中有关气源储备与调峰问题

3.1 天然气管道输配系统

天然气管道输配系统的构成是以油田到最终用户,历经矿场集气、净化、压气站、配气站和调压计量等,形成一个统一密闭的输气系统。

利用天然气管道输送天然气是陆地上大量输送天然气的唯一方式。在世界管道总长度中,天然气管道约占一半。它的优势简要概括如下:

(1)节省成本,只要具备安装管道条件就可设置。比起公路、铁路、航运方式将一部分能量消耗在载体运输上,管道输送更直接合算。

(2)占地少、建设快,每千米施工中临时占地1.8 万平方米左右,竣工后99% 的土地仍可恢复利用。

(3) 运输量大且安全性高。由于天然气在密闭的地下管道中输送, 比其他运输方式安全。

(4)无“三废”排放。

(5)受恶劣气候影响 小,且维修量小、便于管理,易于远程监控。因此,管输天然气对提高天然气利用率是关键的设施。

3.2 气源储备与调峰

气源保障和储备是燃气供应的重要组成部分,气源的长期稳定供应是维系城镇燃气发展的基础条件。

城镇用户对燃气的需用量是不断变化的,用气工况是不均匀的。而一般情况下,由于受天然气管道输送能力的限制,天然气供应是相对均匀的,不可能完全按照用气量的变化而随时变化。这就造成了夏季供气过剩,冬季供气不足,白天用气高峰不能满足需求,夜间又用不出去等供求矛盾。要解决天然气用气不均匀性,城市输配系统规划应依靠天然气储存设施和调峰方案作保障。下面就从这两个方面进一步说明。

3.2.1 气源储备

据国际天然气会议建议:使用30% 以上进口天然气,在国内应建储气容量为12% 的地下储气库。我国天然气对外依存度已近40%,但储存库工作仅占全国天然气消费量的3%,储气量不足已成为我国天然气产业可持续性发展的关键瓶颈。

气源储备满足两方面需求:一是,为了平衡城市燃气输配系统日常运动过程中的调峰需求,为气源常规储备;二是,从能源完备的角度出发,为了保障气源不受国际政治局势、市场价格波动、人为不安定因素、事故应急和交通运输等风险影响,而采取的储备措施,为气源安全战略储备。

如果上游供气压力高,利用高压管道储气是最行之有效地方式。同时还可采用废弃矿井作为天然气地下储气库,这种储气方式储气容积大,运动成本低,是目前国际上较常用的储气式。昆明安宁盐穴储气库项目和寻甸褐煤配套储气站,可进一步研究作为远期的储气调峰设施。

3.2.2 调峰方案

供气调峰的意义在于保证用气高峰的管道一定压力,调峰的措施可以从供气和用气两个方面来考虑。

《城镇燃气设计规范》(GB 50028—2019)有关规定:“采用天然气做气源时,平衡城镇燃气逐月和逐日的用气不均匀性,应由气源方(即供气方)统筹调度解决。平衡小时用气的不均匀所需调度气量宜由供气方解决,不足时由城镇,燃气输配系统解决”。由上中游为主来解决下游所需的供气调峰,从整个供气系统来讲,是经济、合理的。

4 建议

(1)积极探索适合我市的天然气储气方式,扩大气库观念, 加快储气库选址勘测。

(2)将燃气开发与扶贫开发、燃气下乡、乡村振兴等涉农项目整合,争取获得“一加一大于二”的积极效果。

5 结论

能源是国民经济的血液和动力,关系到经济社会的正常运行和发展,关系到经济安全和国家安全,关系到生态环境,也涉及子孙后代的生存与发展。我国目前的能源消费结构以煤炭为主,对进口石油依存度过高,作为能源消耗大国,改善能源结构现状及存在问题迫在眉睫。天然气作为一种清洁优质的能源, 在我国改善能源结构具有重大意义。

天然气管道输配是天然气输送的最佳选择,对国家提倡使用天然气的政策推进,具有极为重要的作用。

“凡事预则立,不预则废”,天然气管道输配系统规划中,时间跨度的前瞻性是规划编制的一个要点。深入调查分析预测天然气需求量,根据预测结果,对气源供应、设施建设等技术方案, 作前瞻性的预计与安排,坚持规划的指导作用。

储气与调峰是该项规划的又一要点,利用地下储气库调峰是较好的储气方式。

天然气的稳定供应,关系到千家万户的正常生活。既是民生工程,也是践行习近平新时代中国特色社会主义思想的具体体现,使人民的获得感、幸福感、安全感更有保障。


 
 
 
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