上海燃氣工程設計研究有限公司 金芳 馬迎秋
“十一五”期間,上海燃氣深入貫徹落實科學發展觀,圍繞上海建設“四個中心”的戰略任務,以上海舉辦“世博會”為契機,圍繞“十一五”規劃確定的目標,開展燃氣領域工程建設,實現了燃氣系統持續、快速、健康發展。“十一五”期間,氣源接收建設基本完成,引入了川氣和進口LNG,緩解了“十五”期間下游市場需求旺盛與氣源階段供應不足的矛盾,供需實現基本平衡;天然氣用量大幅增加,從2005年的18.7億m3提高到2010年的45億m3。供氣結構不斷優化,可中斷供氣比例增加,需求側調節能力增強;配合氣源接收建設和下游市場發展,天然氣主干管網二期工程陸續投運,累計建成天然氣高壓主干管道約600 km,上海主干管網基本覆蓋,世博配套同步完成。應急儲備能力進一步提高,完成了五號溝LNG應急備用站一期擴建,儲備能力達到0.7億m3,結合洋山LNG接收站儲罐建成,全市的天然氣應急儲備能力將從0.1億m3大幅提高到1.5億m3,全市城市燃氣用戶應急保障天數達到 15 d,安全保障穩步提高。“十一五”期末,涵蓋氣源、市場、管網、保障等各方面的天然氣供應體系基本建成,天然氣在上海一次能源消費結構中占比達到6.1%,為本市能源結構調整和節能減排作出了貢獻。
盡管“十一五”期間燃氣發展成效顯著,但在建設的過程中仍碰到許多亟待解決的問題。如供需平衡難度大、儲備和調峰能力有待提高、城鄉用氣水平尚有差距,輸配管網有待進一步優化等。
“十二五”是上海加快實現“四個中心”和“四個率先”戰略目標的關鍵時期,能源既要為經濟社會轉型發展提供安全保障,同時也要實現自身的轉型發展。本市能源消費量持續增長,新能源和可再生能源占比逐漸提高,但以化石燃料為主的能源結構在相當長一段時間內不會發生根本改變。在保障供應與環境保護的雙重壓力下,提高清潔能源消費比例是本市中遠期能源結構調整的方向。天然氣這種清潔、高效的優質能源,作為能源系統的重要組成部分和城市發展的基礎條件,發展充滿機遇,但同時存在挑戰。
“十二五”本市經濟穩步增長,必將帶來天然氣需求的提高。能源結構加速調整,實施人工煤氣轉換、天然氣發電、分布式供能等天然氣利用鼓勵政策將進一步推動天然氣市場發展,深化落實節能減排指標,提高污染物排放成本等措施也將成為天然氣發展的催化劑。本市天然氣面臨前所未有的發展機遇。
同時,我們必須清醒地看到,燃氣發展中仍存在不少瓶頸制約和突出問題。一是天然氣供需平衡任務艱巨。“十二五”期間,進口LNG、川氣、西氣二線陸續達到設計能力產量,供應量大幅度增加,氣源供應呈跳躍式增長。而市場開發進度呈連續性、漸進性增長,氣源與市場同步難度較大,上海天然氣供需平衡面臨嚴峻形勢;二是應急儲備能力有待提高。“十二五”期間,天然氣市場面臨快速擴容,在應急保障天數不變的前提下,應急保障量需進一步提高,應急保障天數才能達到15 d;三是人工煤氣系統進入實質性轉型。到 2015年,天然氣將基本上取代人工煤氣。人工煤氣轉型工作面臨諸多挑戰:如何在確保供應安全的前提下,有序實施天然氣轉換,合理安排制氣裝置關停步驟;如何圍繞立足能源行業板塊,利用制氣現有資源(土地)實現制氣轉型,增強燃氣行業發展后勁;如何結合天然氣市場用氣結構調整,有效利用現有人工煤氣調峰、調度系統;如何結合轉型研究成果,平穩有序開展5 000名人工煤氣系統員工大規模分流工作等。
“十二五”期末,本市天然氣供需規模將達到100億m3,相對于“十一五”期末的45億m3翻了一番。
2010年、2015年本市的天然氣氣源及供應量見表1:

表1 2010年、2015年本市天然氣氣源及供應量對比單位:億m3
其中,東海天然氣供氣量比“十一五”期末略有下降,年供應量基本保持在3.0億m3左右。西氣一線,根據“照付不議”合同,維持23.7億m3/a。進口LNG,根據資源采購合同,2012年達到設計能力產量后供應規模達到39.0億m3/a。川氣2010年上半年開始供應上海,預計“十二五”前期可達到設計能力產量,供應量達到19.0億m3/a。西氣二線2011年開始供氣,“十二五”期末供應量將達到20.0億m3/a。
“十二五”期末,本市多氣源聯保格局基本形成,天然氣供氣格局進一步優化。圖1、圖2為2010年、2015年本市氣源結構示意圖。

圖1 2011年本市氣源結構示意

圖2 2015年本市氣源結構示意
從圖1、圖2中可以看出,“十一五”期末,西氣一線和進口LNG為本市兩大主力氣源,供氣份額占到供氣總量的90%。隨著進口LNG、川氣、西氣二線陸續達到設計能力產量,“十二五”期末,西氣一線的供氣份額由2010年57%下降至23%,川氣和西氣二線份額分別上升到 18%和 19%,氣源結構更加優化,多元互補的供氣格局更加完善。
“十一五”期末,本市天然氣主要應用于城市燃氣、大工業和電廠。“十二五”末,天然氣也主要應用于如上領域,但其中也有一定的調整。2010年和2015年本市的天然氣市場分布如表2:

表2 2010年、2015年本市天然氣市場分布對比單位:億m3
從表 2可以看出:“十二五”期末,電廠的用氣量增加最為明顯,是“十一五”期末的4倍。“十二五”期間,本市將大力提高燃氣機組發電比例,在現有基礎上重點建設臨港、崇明、閔行、奉賢、青浦等燃氣電廠,燃氣機組占全市裝機比重由2010年的14%提高至2015年的30%。屆時,天然氣發電用量將大幅上升;其次,城市燃氣用量較“十一五”末期也有顯著提升,基本翻了一番。“十二五”期間,人工煤氣將平穩退出,逐步置換為天然氣。天然氣基礎設施城鄉一體化發展步伐加快,將加速推動郊區新城、小城鎮、新農村等地區利用管道天然氣的步伐;另外,由表2可見,大工業用戶的用氣需求增加不多,這是由于上海將堅持創新驅動、轉型發展,調整產業結構,本市高耗能產業的天然氣需求會受到一定限制。
總體來看,“十二五”期末,天然氣在城市燃氣、大工業、發電各領域的應用更為廣泛,消費量均有不同程度的增長,天然氣在一次能源消費結構中的比例提高到 11%,為本市能源結構調整和節能減排做出了貢獻。從市場構成來看,結構更為優化,城市燃氣用戶的消費量占比有所下降,非城市燃氣用戶的消費量相對上升,給加強下游市場需求側管理,發展可中斷用戶,增加市場調節性,為緩解供需矛盾提供了更大的空間。
“十一五”期末,本市應急保障量為1.5億m3,主要依靠五號溝LNG備用站,洋山LNG接收站一期,應急保障天數達到 15 d。“十二五”期末,市場規模拓展到100億m3左右,保持應急保障天數達到15 d以上的保障目標,相應的要求保障量規模擴大。為此,“十二五”規劃提出擴建五號溝LNG站二期工程、擴建上海LNG項目儲罐工程、實施啟動崇明LNG備用站工程等。
五號溝LNG站將在一期擴建的基礎上啟動二期擴建工程,新建2座10萬m3LNG儲罐。擴建后五號溝LNG應急備用站擁有LNG儲罐規模將達到32萬m3,儲備能力為1.92億m3,為“十二五”乃至中遠期本市天然氣供應提供保障。目前,該項目的前期論證及上報工作已在進展之中。
上海 LNG項目儲罐擴建工程是在一期工程的基礎上,結合上海LNG二期工程,先期啟動3座16.5萬m3LNG儲罐和配套氣化器的建設。目前,該項目的前期選址、論證工作已在進行中,計劃于2017年建成。
適時啟動崇明LNG備用站,進行LNG儲備,氣化后利用天然氣入滬北通道工程(江蘇海門—崇明島—長興島—浦東天然氣過江管道)實現與主干管網聯通,與五號溝、洋山LNG接收站一起形成應急多點聯保。
通過上述應急保障工程的實施,本市應急保障能力繼續提高,確保“十二五”期末,全市應急保障天數達到15 d以上。
“十一五”期間,配合進口LNG、川氣、西氣二線氣源接收,建設了進口LNG主干線、川氣主干線和羅涇主干線,同時建設臨港首站、練塘首站、羅涇首站、臨港調壓站等相關場站。累計建成天然氣高壓主干管道約600 km,天然氣管網覆蓋除崇明縣外的16個區,并圓滿完成世博燃氣配套工程。“十二五”期間,本市將繼續完善天然氣管網系統,構建“安全可靠、布局合理、覆蓋面廣”的管網結構。到2015年,全市將新建天然氣主干管網150 km,天然氣輸配管網總長度達到25 000 km。
“十二五”期間,本市主干管網建設開展的項目主要有:啟動浦東高壓管網擴能改造工程。通過建設五號溝至臨港6.0 MPa超高壓天然氣管線,并將《上海市天然氣主干管網系統規劃修編》(2007~2020)中崇明電廠至五號溝LNG備用站段管線的設計壓力由1.6 MPa調整為6.0 MPa,本市天然氣6.0 MPa超高壓管網將實現由C型完善為環型;建設崇明天然氣主干管網工程,實現崇明島天然氣供應目標;建設大用戶專線工程,實現電廠、工業等大用戶專線供應。在此基礎上,推動與江蘇、浙江天然氣主干管網聯通管道建設,提高本市天然氣供應的安全性。并為中遠期構建長三角兩省一市環射結合、相連相通的“一張主干網”區域管網系統,提高長三角地區天然氣戰略安全保障能力創造條件。
“十二五”期間,本市次干管網主要是配合城鄉一體化發展,加強城郊地區天然氣基礎設施建設,實現新城管道天然氣覆蓋率達到100%,城鎮天然氣管道到達率100%的目標。
到“十二五”期末,本市天然氣管網輸配氣能力顯著提高,供氣的安全性和調度的靈活性進一步增強。上海天然氣主干管網見圖3。

圖3 “十二五”上海天然氣主干管網
“十二五”期間,本市將實現135萬戶人工煤氣用戶的天然氣轉換。到 2015年,人工煤氣平穩退出,基本實現管道燃氣天然氣化。
“十二五”規劃明確提出人工煤氣的轉型要遵循“平穩”的原則,這其中包含了轉換過程中的供應安全、原有人工煤氣資源的科學再利用以及人工煤氣系統員工分流等多方面。
一是確保人工煤氣安全有序退出。依據天然氣轉換計劃,合理預測人工煤氣市場需求,在確保高峰供應的情況下安排生產計劃;在確保人工煤氣供應安全的前提下,優化調度方式,適時關閉煤制氣生產設備,適當保留改質、摻混等生產設備為應急氣源等。
二是科學實施人工煤氣系統轉型。立足能源主業,本著原有資源繼續服務于燃氣行業、轉型方向有利于行業可持續發展的原則,充分利用地域、基礎設施優勢,圍繞成品油、液化氣倉儲運營與化工產品加工,圍繞天然氣應急儲備與調峰,圍繞銷售服務領域的延伸,圍繞管網工程等方向探索并實施系統轉型。
三是穩妥做好員工轉崗分流工作。多方案、有計劃的推進員工分流工作。推進過程中,系統上下需要充分溝通、增進理解,走好民主程序,充分發揮骨干力量在穩定生產與有序分流中的關鍵作用。
“十二五”期末,本市天然氣消費量大幅提升,天然氣規模達到100億m3左右,約占本市一次能源消費結構的 11%。人工煤氣平穩退出,基本實現管道燃氣天然氣氣化。輸配氣管網系統逐步完善,基本覆蓋上海城郊地區,并為長三角地區天然氣主干管網互聯互通做了準備。全市應急保障能力明顯提高,天然氣應急保障天數達到15 d以上。
中遠期上海能源發展將順應能源發展潮流,堅持“安全為本、節能優先、環境友好、創新驅動”的能源發展戰略,繼續堅持能源結構調整,大力推進節能減排工作,降低煤炭消費比重,提高天然氣使用比例。根據上海能源中長期發展戰略研究,2030年,本市煤炭占一次能源比重將下降到30%左右,而天然氣占比將上升至 19%左右。屆時,天然氣供應規模將達到200億m3以上。“十二五”時期的燃氣發展,將為中遠期構建“供需平衡,氣源結構合理,應急保障體系完善,與長三角主干管網互聯互通的現代化城市天然氣體系”打下基礎,為上海“四個中心”和社會主義現代化國際大都市建設提供清潔高效的能源保障。