基于缺能經濟損失的上海市天然氣儲備量分析

奚興悅　馬憲國

摘要：

天然氣燃燒后無廢渣、廢水產生，相較煤炭、石油等能源具有使用安全、熱值高、潔凈等優勢，在上海能源供應比例快速增長，已在能源供應中起到了舉足輕重的作用.通過天然氣供應系統可靠性分析以及天然氣缺能經濟損失的計算，提出了上海市天然氣最優儲備天數的分析方法，并以2011年為例進行了定量計算.分析結果顯示，上海市天然氣供應中斷對經濟損失影響較為穩定，但用來防止供應中斷的天然氣應急儲備仍顯不足.

關鍵詞：

天然氣； 可靠性； 最優； 儲備天數

中圖分類號： TE 01文獻標志碼： A

上海市自“十一五”以來，天然氣供應量快速增長，應用領域不斷深化，已成為城市燃氣的主導氣源.城市燃氣供應是否安全、穩定和可靠直接關系到經濟發展和人們生活，因而城市燃氣供應系統的可靠性及戰略儲備應得到高度重視.

1天然氣供應系統可靠性分析

天然氣供應系統可靠性可定義為：系統在一定的外部條件下，在一定的時間間隔內可安全、足量地滿足用戶需求的能力[1].計算系統可靠性的關鍵在于如何獲得供應短缺量O（t）.O（t）主要來自三個方面，即事故缺氣量Oa（t）、負荷缺氣量Ob（t）和配送缺氣量Ot（t）.

時段t內系統的可靠性為

式中：R（t）為天然氣供應系統的可靠性；Y（t）為天然氣的實際供應量；X（t）為天然氣的實際需求量.

從式（1）不難看出，城市天然氣的應急儲備對天然氣供應可靠性的影響非常大.當天然氣儲備量不足時會降低系統的可靠性，造成經濟損失.就對外來能源依賴程度很高的上海市而言，經濟損失可能會進一步放大.天然氣儲備不足帶來的經濟損失可由缺能經濟損失計算得出.

2上海市天然氣供應的缺能經濟損失計算

在生產函數基礎上引入能源要素，可建立上海市三要素生產函數模型[2-3]，即

式中：G為經濟產出；A為效率參數；K為資本投入；L為勞動力投入；E為能源投入；α為產出對資本的偏彈性系數；β為產出對勞動力的偏彈性系數；γ為產出對能源的彈性系數.

根據2001—2011年上海市歷年生產要素投入數據，利用計量經濟學EVIEWS軟件進行回歸計算和檢驗，可得到2001—2011年上海市三要素生產函數模型為

各類能源品種的價格在一定程度上能反映其價值量的大小.通過比較天然氣從2001—2011年的平均價格可確定其品質系數，得到天然氣的無量綱品質系數為2.47[4].由此可計算天然氣的缺能經濟損失率，結果如表1所示.

從表1可看出，因天然氣供應中斷而產生的經濟損失不僅巨大，而且逐年增加，因此天然氣的儲備是必須的.但如果儲備規模過大，雖然會提高供應的安全保障程度，卻使得社會負擔的成本增大；如果儲備規模過小則難以應對各種天然氣供應風險.因此，最佳的天然氣儲備量必須考慮儲備成本和經濟效益，并且使儲備的收益大于風險成本.

3上海市2011年天然氣最優儲備天數分析

根據上海的地質條件和實際情況，選擇液化天然氣（LNG）方式儲備天然氣是比較合理的.上海燃氣集團2009年在上海市浦東五號溝建成的2×5萬m3LNG 調峰儲存及配套氣化設施，對上海市天然氣的儲備和調峰起到了重要作用.

通過計算LNG平均價格和LNG儲備基建成本，可分析得到上海市天然氣的儲備成本.2011年，上海市LNG的平均價格為3.61元·m-3，浦東五號溝LNG儲備庫建設的平均基建成本為16.67元·m-3，因此每m3 LNG的靜態儲備成本為20.28元·m-3，總儲備成本為

式中：F（S）為天然氣儲備經濟效益；P（S）為天然氣缺能經濟損失；D為天然氣供應中斷當量天數，由天然氣氣井和長輸管線風險估計、調峰需求風險估計與LNG供應風險估計根據不同的安全性概率疊加得出[4].

為了得到天然氣最優儲備量，必須使儲備的收益大于風險成本，即

在不同天然氣供應安全要求的水平下，應建立的天然氣最優儲備天數也不同.由于儲備天數與安全性概率呈線性關系，當安全性概率為99%時，上海天然氣的最優儲備天數應為23.3 d.當安全性概率為80%時，天然氣的最優儲備天數應為18.6 d.與上海“十一五”規劃[5]中提出的天然氣儲備完成15 d儲備量相比，上海地區的天然氣的應急儲備仍顯不足.

4結論與建議

通過上海市2001—2011年天然氣缺能經濟損失分析可發現：缺能經濟損失波動不大，但一直在上升，說明上海市天然氣供應中斷對經濟損失影響較為穩定.同時用來防止供應中斷的天然氣應急儲備仍顯不足.因此，建議應繼續加強能源儲備工作，以彌補能源自給不足，以便在能源供應緊張和供應危機時可實現自控和調節功能，將可能的經濟損失降到最低.

參考文獻：

[1]唐子燁，馬憲國.城市天然氣供應系統的可靠性分析模型研究[J].廣西大學學報（自然科學版），2003，28（3）：241-245.

[2]DICKINSONM J P.Some comments on the combination of forecasts[J].Operations Research Quarterly，1975，26（1）：205-210.

[3]唐子燁，馬憲國.生產函數與缺能損失分析[J].廣西大學學報（自然科學版），2005，30（1）：58-61.

[4]夏浩文.上海低碳經濟發展中能源供應安全與地區儲備研究 [D].上海：上海理工大學，2013.

[5]上海市人民政府.上海市能源發展“十一五”規劃[R].上海：上海市人民政府，2006.

摘要：

天然氣燃燒后無廢渣、廢水產生，相較煤炭、石油等能源具有使用安全、熱值高、潔凈等優勢，在上海能源供應比例快速增長，已在能源供應中起到了舉足輕重的作用.通過天然氣供應系統可靠性分析以及天然氣缺能經濟損失的計算，提出了上海市天然氣最優儲備天數的分析方法，并以2011年為例進行了定量計算.分析結果顯示，上海市天然氣供應中斷對經濟損失影響較為穩定，但用來防止供應中斷的天然氣應急儲備仍顯不足.

關鍵詞：

天然氣； 可靠性； 最優； 儲備天數

中圖分類號： TE 01文獻標志碼： A

上海市自“十一五”以來，天然氣供應量快速增長，應用領域不斷深化，已成為城市燃氣的主導氣源.城市燃氣供應是否安全、穩定和可靠直接關系到經濟發展和人們生活，因而城市燃氣供應系統的可靠性及戰略儲備應得到高度重視.

1天然氣供應系統可靠性分析

天然氣供應系統可靠性可定義為：系統在一定的外部條件下，在一定的時間間隔內可安全、足量地滿足用戶需求的能力[1].計算系統可靠性的關鍵在于如何獲得供應短缺量O（t）.O（t）主要來自三個方面，即事故缺氣量Oa（t）、負荷缺氣量Ob（t）和配送缺氣量Ot（t）.

時段t內系統的可靠性為

式中：R（t）為天然氣供應系統的可靠性；Y（t）為天然氣的實際供應量；X（t）為天然氣的實際需求量.

從式（1）不難看出，城市天然氣的應急儲備對天然氣供應可靠性的影響非常大.當天然氣儲備量不足時會降低系統的可靠性，造成經濟損失.就對外來能源依賴程度很高的上海市而言，經濟損失可能會進一步放大.天然氣儲備不足帶來的經濟損失可由缺能經濟損失計算得出.

2上海市天然氣供應的缺能經濟損失計算

在生產函數基礎上引入能源要素，可建立上海市三要素生產函數模型[2-3]，即

式中：G為經濟產出；A為效率參數；K為資本投入；L為勞動力投入；E為能源投入；α為產出對資本的偏彈性系數；β為產出對勞動力的偏彈性系數；γ為產出對能源的彈性系數.

根據2001—2011年上海市歷年生產要素投入數據，利用計量經濟學EVIEWS軟件進行回歸計算和檢驗，可得到2001—2011年上海市三要素生產函數模型為

各類能源品種的價格在一定程度上能反映其價值量的大小.通過比較天然氣從2001—2011年的平均價格可確定其品質系數，得到天然氣的無量綱品質系數為2.47[4].由此可計算天然氣的缺能經濟損失率，結果如表1所示.

從表1可看出，因天然氣供應中斷而產生的經濟損失不僅巨大，而且逐年增加，因此天然氣的儲備是必須的.但如果儲備規模過大，雖然會提高供應的安全保障程度，卻使得社會負擔的成本增大；如果儲備規模過小則難以應對各種天然氣供應風險.因此，最佳的天然氣儲備量必須考慮儲備成本和經濟效益，并且使儲備的收益大于風險成本.

3上海市2011年天然氣最優儲備天數分析

根據上海的地質條件和實際情況，選擇液化天然氣（LNG）方式儲備天然氣是比較合理的.上海燃氣集團2009年在上海市浦東五號溝建成的2×5萬m3LNG 調峰儲存及配套氣化設施，對上海市天然氣的儲備和調峰起到了重要作用.

通過計算LNG平均價格和LNG儲備基建成本，可分析得到上海市天然氣的儲備成本.2011年，上海市LNG的平均價格為3.61元·m-3，浦東五號溝LNG儲備庫建設的平均基建成本為16.67元·m-3，因此每m3 LNG的靜態儲備成本為20.28元·m-3，總儲備成本為

式中：F（S）為天然氣儲備經濟效益；P（S）為天然氣缺能經濟損失；D為天然氣供應中斷當量天數，由天然氣氣井和長輸管線風險估計、調峰需求風險估計與LNG供應風險估計根據不同的安全性概率疊加得出[4].

為了得到天然氣最優儲備量，必須使儲備的收益大于風險成本，即

在不同天然氣供應安全要求的水平下，應建立的天然氣最優儲備天數也不同.由于儲備天數與安全性概率呈線性關系，當安全性概率為99%時，上海天然氣的最優儲備天數應為23.3 d.當安全性概率為80%時，天然氣的最優儲備天數應為18.6 d.與上海“十一五”規劃[5]中提出的天然氣儲備完成15 d儲備量相比，上海地區的天然氣的應急儲備仍顯不足.

4結論與建議

通過上海市2001—2011年天然氣缺能經濟損失分析可發現：缺能經濟損失波動不大，但一直在上升，說明上海市天然氣供應中斷對經濟損失影響較為穩定.同時用來防止供應中斷的天然氣應急儲備仍顯不足.因此，建議應繼續加強能源儲備工作，以彌補能源自給不足，以便在能源供應緊張和供應危機時可實現自控和調節功能，將可能的經濟損失降到最低.

參考文獻：

[1]唐子燁，馬憲國.城市天然氣供應系統的可靠性分析模型研究[J].廣西大學學報（自然科學版），2003，28（3）：241-245.

[2]DICKINSONM J P.Some comments on the combination of forecasts[J].Operations Research Quarterly，1975，26（1）：205-210.

[3]唐子燁，馬憲國.生產函數與缺能損失分析[J].廣西大學學報（自然科學版），2005，30（1）：58-61.

[4]夏浩文.上海低碳經濟發展中能源供應安全與地區儲備研究 [D].上海：上海理工大學，2013.

[5]上海市人民政府.上海市能源發展“十一五”規劃[R].上海：上海市人民政府，2006.

摘要：

天然氣燃燒后無廢渣、廢水產生，相較煤炭、石油等能源具有使用安全、熱值高、潔凈等優勢，在上海能源供應比例快速增長，已在能源供應中起到了舉足輕重的作用.通過天然氣供應系統可靠性分析以及天然氣缺能經濟損失的計算，提出了上海市天然氣最優儲備天數的分析方法，并以2011年為例進行了定量計算.分析結果顯示，上海市天然氣供應中斷對經濟損失影響較為穩定，但用來防止供應中斷的天然氣應急儲備仍顯不足.

關鍵詞：

天然氣； 可靠性； 最優； 儲備天數

中圖分類號： TE 01文獻標志碼： A

上海市自“十一五”以來，天然氣供應量快速增長，應用領域不斷深化，已成為城市燃氣的主導氣源.城市燃氣供應是否安全、穩定和可靠直接關系到經濟發展和人們生活，因而城市燃氣供應系統的可靠性及戰略儲備應得到高度重視.

1天然氣供應系統可靠性分析

天然氣供應系統可靠性可定義為：系統在一定的外部條件下，在一定的時間間隔內可安全、足量地滿足用戶需求的能力[1].計算系統可靠性的關鍵在于如何獲得供應短缺量O（t）.O（t）主要來自三個方面，即事故缺氣量Oa（t）、負荷缺氣量Ob（t）和配送缺氣量Ot（t）.

時段t內系統的可靠性為

式中：R（t）為天然氣供應系統的可靠性；Y（t）為天然氣的實際供應量；X（t）為天然氣的實際需求量.

從式（1）不難看出，城市天然氣的應急儲備對天然氣供應可靠性的影響非常大.當天然氣儲備量不足時會降低系統的可靠性，造成經濟損失.就對外來能源依賴程度很高的上海市而言，經濟損失可能會進一步放大.天然氣儲備不足帶來的經濟損失可由缺能經濟損失計算得出.

2上海市天然氣供應的缺能經濟損失計算

在生產函數基礎上引入能源要素，可建立上海市三要素生產函數模型[2-3]，即

式中：G為經濟產出；A為效率參數；K為資本投入；L為勞動力投入；E為能源投入；α為產出對資本的偏彈性系數；β為產出對勞動力的偏彈性系數；γ為產出對能源的彈性系數.

根據2001—2011年上海市歷年生產要素投入數據，利用計量經濟學EVIEWS軟件進行回歸計算和檢驗，可得到2001—2011年上海市三要素生產函數模型為

各類能源品種的價格在一定程度上能反映其價值量的大小.通過比較天然氣從2001—2011年的平均價格可確定其品質系數，得到天然氣的無量綱品質系數為2.47[4].由此可計算天然氣的缺能經濟損失率，結果如表1所示.

從表1可看出，因天然氣供應中斷而產生的經濟損失不僅巨大，而且逐年增加，因此天然氣的儲備是必須的.但如果儲備規模過大，雖然會提高供應的安全保障程度，卻使得社會負擔的成本增大；如果儲備規模過小則難以應對各種天然氣供應風險.因此，最佳的天然氣儲備量必須考慮儲備成本和經濟效益，并且使儲備的收益大于風險成本.

3上海市2011年天然氣最優儲備天數分析

根據上海的地質條件和實際情況，選擇液化天然氣（LNG）方式儲備天然氣是比較合理的.上海燃氣集團2009年在上海市浦東五號溝建成的2×5萬m3LNG 調峰儲存及配套氣化設施，對上海市天然氣的儲備和調峰起到了重要作用.

通過計算LNG平均價格和LNG儲備基建成本，可分析得到上海市天然氣的儲備成本.2011年，上海市LNG的平均價格為3.61元·m-3，浦東五號溝LNG儲備庫建設的平均基建成本為16.67元·m-3，因此每m3 LNG的靜態儲備成本為20.28元·m-3，總儲備成本為

式中：F（S）為天然氣儲備經濟效益；P（S）為天然氣缺能經濟損失；D為天然氣供應中斷當量天數，由天然氣氣井和長輸管線風險估計、調峰需求風險估計與LNG供應風險估計根據不同的安全性概率疊加得出[4].

為了得到天然氣最優儲備量，必須使儲備的收益大于風險成本，即

在不同天然氣供應安全要求的水平下，應建立的天然氣最優儲備天數也不同.由于儲備天數與安全性概率呈線性關系，當安全性概率為99%時，上海天然氣的最優儲備天數應為23.3 d.當安全性概率為80%時，天然氣的最優儲備天數應為18.6 d.與上海“十一五”規劃[5]中提出的天然氣儲備完成15 d儲備量相比，上海地區的天然氣的應急儲備仍顯不足.

4結論與建議

通過上海市2001—2011年天然氣缺能經濟損失分析可發現：缺能經濟損失波動不大，但一直在上升，說明上海市天然氣供應中斷對經濟損失影響較為穩定.同時用來防止供應中斷的天然氣應急儲備仍顯不足.因此，建議應繼續加強能源儲備工作，以彌補能源自給不足，以便在能源供應緊張和供應危機時可實現自控和調節功能，將可能的經濟損失降到最低.

參考文獻：

[1]唐子燁，馬憲國.城市天然氣供應系統的可靠性分析模型研究[J].廣西大學學報（自然科學版），2003，28（3）：241-245.

[2]DICKINSONM J P.Some comments on the combination of forecasts[J].Operations Research Quarterly，1975，26（1）：205-210.

[3]唐子燁，馬憲國.生產函數與缺能損失分析[J].廣西大學學報（自然科學版），2005，30（1）：58-61.

[4]夏浩文.上海低碳經濟發展中能源供應安全與地區儲備研究 [D].上海：上海理工大學，2013.

[5]上海市人民政府.上海市能源發展“十一五”規劃[R].上海：上海市人民政府，2006.