黃金分割理論在我國LNG接收站建設(shè)合理規(guī)劃中的應(yīng)用

賀永利，魯 珊，戚家明，王立國

中石油江蘇液化天然氣有限公司，江蘇南通 226001

黃金分割是古希臘畢達(dá)哥拉斯學(xué)派發(fā)現(xiàn)的，該學(xué)派用正五邊形的對(duì)角線構(gòu)成的五角形作為自己學(xué)派的標(biāo)志。該對(duì)角線的較長部分與整體比為“黃金分割”，即0.618∶1，后來此比率被廣泛應(yīng)用于數(shù)學(xué)、建筑、科研、藝術(shù)及生活實(shí)踐中，成為研究現(xiàn)實(shí)世界的良好工具[1]。

在國內(nèi)天然氣消費(fèi)需求快速增長的刺激下，進(jìn)口LNG 作為我國天然氣供應(yīng)的有效補(bǔ)充，其重要性越來越高，規(guī)劃新增的LNG 接收站越來越多。目前國內(nèi)對(duì)LNG 接收站未來的合理規(guī)模暫無定論。為了推動(dòng)LNG 接收站的投資建設(shè)朝著更理性更健康的方向發(fā)展，本文旨在通過多個(gè)維度的分析，提出在保障供氣的前提下，并根據(jù)現(xiàn)實(shí)存在的項(xiàng)目進(jìn)度，結(jié)合黃金分割理論，提出LNG 接收站的合理理論規(guī)模，從而對(duì)當(dāng)前的LNG 接收站規(guī)劃提供一定的指導(dǎo)。

1 我國天然氣發(fā)展情況

近年來，隨著我國對(duì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注，我國天然氣能源消費(fèi)占比已經(jīng)從2001 年的2.6%上升至當(dāng)前的6.8%，天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比重呈平穩(wěn)快速攀升之勢(shì)，其地位日益凸顯。

受天然氣季節(jié)性供應(yīng)緊張和調(diào)峰儲(chǔ)備能力不足等條件的制約，在天然氣消費(fèi)快速增長的同時(shí)，我國天然氣市場在2017—2018 年集中暴露出供應(yīng)不足的問題。截至2018 年，我國進(jìn)口天然氣的對(duì)外依存程度已超過50%。為了充分滿足未來國內(nèi)日益增長的天然氣消費(fèi)需求，我國的天然氣進(jìn)口量仍有較大的增長空間，然而，由于進(jìn)口天然氣管道建設(shè)周期較長，未來我國大量的天然氣進(jìn)口需求或?qū)⒂刹粩嘣黾拥腖NG 接收站來實(shí)現(xiàn)進(jìn)口周轉(zhuǎn)。

我國天然氣在2000 年以后正式進(jìn)入發(fā)展增速階段，2009 年建成了中國第一條從境外引入的長輸天然氣管道——中亞天然氣管道。此后，中國又與緬甸合作建成了中緬天然氣管道，增強(qiáng)了西南地區(qū)的天然氣供應(yīng)能力。目前我國正在建設(shè)中俄東線天然氣管道并有望于2019 年年底在我國境內(nèi)實(shí)現(xiàn)通氣。在謀劃管道天然氣進(jìn)口的同時(shí)，2006 年我國建成了國內(nèi)第一個(gè)進(jìn)口LNG 接收站——深圳大鵬LNG 接收站，之后隨著國內(nèi)天然氣利用的加快，國內(nèi)LNG 接收站的建設(shè)和投運(yùn)速度也得到加快，截至2019 年1 月，我國已經(jīng)建成運(yùn)營了19 個(gè)LNG 接收站，并且我國未來的LNG接收站數(shù)量還有望進(jìn)一步增加。LNG 的進(jìn)口國從澳大利亞、印度尼西亞、馬來西亞，擴(kuò)大到了卡塔爾、文萊、尼日利亞、美國等。

在過去不到20 年的發(fā)展時(shí)間里，中國的天然氣事業(yè)已在遼闊的國土上形成了由西氣東輸、陜京管道、川氣東送、沿海天然氣管道、中亞天然氣管道、中緬管道等共同連接而成的全國性的天然氣管道網(wǎng)絡(luò)，并且與沿海星羅棋布的LNG 接收站連為一體的天然氣供應(yīng)格局。

2 國產(chǎn)天然氣與進(jìn)口LNG經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

2.1 國產(chǎn)天然氣價(jià)格分析

自2011 年天然氣價(jià)格改革起，國產(chǎn)天然氣的價(jià)格已經(jīng)取消了氣田出廠價(jià)，故選擇兩種模式（以下將說明） 來分析國產(chǎn)天然氣價(jià)格區(qū)間。從兩種方式可得出國產(chǎn)天然氣到各個(gè)省市的門站銷售價(jià)格區(qū)間：含10%增值稅為1.69 ～1.77 元/m3，不含稅為1.54 ～1.61 元/m3。如遇冬季價(jià)格上漲，則價(jià)格區(qū)間：含10%增值稅為1.77 ～1.86 元/m3，不含稅為 1.61 ～ 1.69 元/m3。

模式一：以2018 年6 月10 日起執(zhí)行的各省市含10%增值稅的基準(zhǔn)門站價(jià)格（見表1） 作為參考，平均價(jià)格為1.69 元/m3，不含稅為1.54 元/m3。

模式二：以排名前十天然氣消費(fèi)省市門站價(jià)格的加權(quán)平均數(shù)作為參考，平均價(jià)格：含10%增值稅的為1.77 元/m3，不含稅為1.61 元/m3。天然氣消費(fèi)量排名前十的省市消費(fèi)總量為1 584 億m3，占全國總消費(fèi)量的66%，且覆蓋沿海、內(nèi)陸等區(qū)域，具有代表性。因此，選取排名前十省市的門站價(jià)格，按照每個(gè)省市占前十省市消費(fèi)量的權(quán)重來計(jì)算，得出不含稅平均門站價(jià)格（見表2）。

表1 各省市天然氣基準(zhǔn)門站價(jià)格

表2 2017 年全國排名前十省市天然氣消費(fèi)量及門站價(jià)格

2.2 進(jìn)口LNG價(jià)格分析

2015—2016 年，在全球天然氣市場供應(yīng)過剩達(dá)到頂峰后，2017 年隨著各國經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，供大于求的情況得到很大緩解，國際油價(jià)回升、亞太地區(qū)天然氣需求增加等因素，導(dǎo)致亞太地區(qū)進(jìn)口LNG到岸價(jià)格不斷上漲。

中國進(jìn)口LNG 主要來源于長約合同，早期中國簽訂的長約合同雖然價(jià)格較低，但是隨著油價(jià)的上漲，買賣雙方重啟調(diào)價(jià)窗口。2017 年中國進(jìn)口LNG 到岸均價(jià)為 2 745 元/t，1.96 元/m3。

目前，大部分長約和現(xiàn)貨均與國際油價(jià)掛鉤，因此，可預(yù)見中國進(jìn)口LNG 到岸價(jià)將隨著油價(jià)的反彈而逐年上升，見圖1。預(yù)計(jì)到2030 年，中國進(jìn)口 LNG 到岸均價(jià)為 4 864 元/t，3.474 元/m3。

圖1 中國進(jìn)口LNG 到岸均價(jià)預(yù)測(cè)

2.3 國產(chǎn)天然氣與進(jìn)口LNG經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

以2017 年國產(chǎn)天然氣與進(jìn)口LNG 價(jià)格進(jìn)行對(duì)比（見表3），已含管輸費(fèi)的門站價(jià)格（不含稅）比含管輸費(fèi)的進(jìn)口LNG 價(jià)格（無關(guān)稅） 低0.57 ～0.65 元/m3。未來2 ～3 年內(nèi)，居民與非居民門站價(jià)格將逐步并軌，預(yù)計(jì)門站價(jià)格將維持不變。但隨著進(jìn)口LNG 價(jià)格的逐年上漲，國產(chǎn)天然氣與進(jìn)口LNG 的價(jià)差將持續(xù)增大。

表3 2017 年國產(chǎn)氣與進(jìn)口LNG 價(jià)格對(duì)比 單位： 元·m-3

3 LNG接收站合理建設(shè)規(guī)模分析

3.1 我國天然氣供應(yīng)市場預(yù)測(cè)

隨著國內(nèi)氣田產(chǎn)量的不斷提升、中俄東線管道的通氣以及新增LNG 接收站的相繼投產(chǎn)等，我國的天然氣供應(yīng)量仍將有持續(xù)不斷的增長。預(yù)計(jì)2019年我國的天然氣供應(yīng)總量將達(dá)到3 811 億m3，2035年將達(dá)到8 115 億m3，見圖2。

我國自2006 年第一座LNG 接收站投運(yùn)以來，經(jīng)過十多年的發(fā)展，至2019 年1 月，已投產(chǎn)LNG接收站達(dá)19 座（不包含五號(hào)溝和中油深南），總接收能力達(dá)到6 420 萬t/a。

圖2 中國2019—2035 年天然氣供應(yīng)預(yù)測(cè)

未來，根據(jù)當(dāng)前的地方政府規(guī)劃以及業(yè)內(nèi)各家企業(yè)的發(fā)展計(jì)劃，目前我國已有12 個(gè)在建的LNG接收站項(xiàng)目以及30 個(gè)擬建的LNG 接收站項(xiàng)目，截至2035 年，待這些LNG 接收站全部投入運(yùn)營，我國將會(huì)新增高達(dá)10 160 萬t/a 的LNG 進(jìn)口接收能力，屆時(shí)我國將會(huì)形成總計(jì)23 380 萬t/a 的LNG總接收能力。

3.2 黃金分割理論下的LNG接收站建設(shè)規(guī)模

根據(jù)目前國內(nèi)LNG 接收站規(guī)劃布局，由于目前規(guī)劃布局的LNG 接收站數(shù)量眾多，未來國內(nèi)LNG 進(jìn)口接收能力的增速均遠(yuǎn)大于國內(nèi)天然氣的消費(fèi)增速，這意味著未來國內(nèi)LNG 進(jìn)口市場將很有可能面臨供大于求的狀態(tài)，繼而導(dǎo)致LNG 接收站周轉(zhuǎn)率低下，經(jīng)濟(jì)效益較差，不符合國內(nèi)天然氣市場的良性發(fā)展要求。

通過前述對(duì)國產(chǎn)天然氣和進(jìn)口LNG 的經(jīng)濟(jì)性分析，未來LNG 進(jìn)口到岸價(jià)將隨著油價(jià)上升逐年走高。從2017 年國產(chǎn)天然氣與進(jìn)口LNG 之間的價(jià)差 （0.57 ～ 0.65 元/ m3） 來看，倘若進(jìn)口 LNG 供應(yīng)量大幅增長，伴隨著我國天然氣的市場化，無疑將大幅抬高整體天然氣價(jià)格，如不傳導(dǎo)至下游，則接收站運(yùn)營企業(yè)或面臨巨大虧損局面。因此面對(duì)目前國內(nèi)進(jìn)口天然氣消費(fèi)日益增長的需求和進(jìn)口天然氣中占比較大的進(jìn)口LNG 經(jīng)濟(jì)性略差的矛盾，為防止發(fā)生LNG 接收站能力過剩、利用率較低的局面，需要尋求一個(gè)進(jìn)口天然氣供應(yīng)量與全國天然氣消費(fèi)量的合理比例。

數(shù)學(xué)中的黃金分割法是具有悠久歷史的兩等級(jí)劃分方法。黃金分割法將整體一分為二，較大部分與較小部之比等于整體與較大部分之比，其比值為1∶0.618 或 1.618∶1，即較長段為全段的 0.618。黃金分割具有嚴(yán)格、和諧的比例關(guān)系，被廣泛應(yīng)用于音樂、繪畫、建筑等藝術(shù)形式和建筑之中，成為公認(rèn)的美學(xué)定律[2]。0.618 被稱為是最具有審美意義的數(shù)字，最能引起人的美感，黃金分割法因此得名。黃金分割法在自認(rèn)、科學(xué)以及日常生活領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用[3]。在生產(chǎn)方面，著名的數(shù)學(xué)家華羅庚在20 世紀(jì)60 年代開始推廣“優(yōu)選法”，而“優(yōu)選法”中最著名的就是“0.618 法”[4]。邢富沖[5]通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)和驗(yàn)證，得到不考慮使用對(duì)分法的情況下黃金分割法為最佳的結(jié)論[5]。

對(duì)2011—2018 年中國天然氣供應(yīng)關(guān)系進(jìn)行分析，分析國產(chǎn)天然氣供應(yīng)量、進(jìn)口天然氣供應(yīng)量、全國天然氣消費(fèi)量之間的關(guān)系，計(jì)算國產(chǎn)天然氣供應(yīng)量、進(jìn)口天然氣供應(yīng)量中較小部分與較大部之比，較大部分與全國天然氣消費(fèi)量之比，見表4。

表4 2011—2018 年天然氣供應(yīng)關(guān)系

從2011 年至2018 年的數(shù)據(jù)得出，2017 年國產(chǎn)天然氣供應(yīng)量與整體供應(yīng)量的比值接近進(jìn)口天然氣供應(yīng)量與國產(chǎn)天然氣供應(yīng)量的比值，且均接近0.618 這一數(shù)值。借鑒黃金分割的原則，認(rèn)為這一比例屬于較為完美的供應(yīng)格局。

根據(jù)2011—2018 年實(shí)際的LNG 進(jìn)口量和LNG接收站接收能力，分析2011—2018 年LNG 接收站的接收能力及利用率，見表5。通過上述分析可知，2017 年國內(nèi)天然氣供應(yīng)比例為一個(gè)較為合理的比例，因此認(rèn)為2017 年接收站的利用率68%為LNG 接收站合理的利用水平。根據(jù)表5 分析，考慮到進(jìn)口天然氣來源于管道氣和LNG，進(jìn)口管道氣的增長較為穩(wěn)定，如果按照目前接收站的在建、擴(kuò)建、擬建項(xiàng)目的投產(chǎn)速度，預(yù)計(jì)到2030—2035年，接收站的平均利用率僅能維持在40%～50%之間，整體利用率偏低。

表5 LNG 接收站的接收能力及利用率

若2017 年的供應(yīng)格局屬于最佳黃金比例，LNG 接收站的利用率為68%也最為理想，按照此利用率推算合理的接收站接收能力，并與目前LNG 接收站規(guī)劃能力進(jìn)行對(duì)比（見表6），預(yù)計(jì)到2020 年，進(jìn)口LNG 接收能力尚存在1 791 萬t 的缺口；而隨著接收站的密集上馬，自2025 年起，LNG 接收站或?qū)⒚媾R接收能力過剩、整體利用率不高的局面。

表6 LNG 接收站理論與實(shí)際規(guī)劃能力對(duì)比 單位： 萬t

從經(jīng)濟(jì)性和合理利用率兩個(gè)方面進(jìn)行分析，目前過于放開進(jìn)口接收站的建設(shè)進(jìn)程，或者急速擴(kuò)建現(xiàn)有接收站的接收能力尚存矛盾，應(yīng)合理控制接收站投資建設(shè)速度，在匹配未來需求增長的前提下，提高現(xiàn)有接收站利用率，達(dá)到合理數(shù)值及以上，方能完善市場機(jī)制，合理競爭，保障資源供應(yīng)，推進(jìn)資源高效利用。

4 結(jié)論

黃金分割的理論基礎(chǔ)及其廣泛的應(yīng)用為預(yù)測(cè)我國LNG 接收站合理建設(shè)規(guī)模提供了科學(xué)依據(jù)，以黃金分割點(diǎn)劃分國產(chǎn)天然氣供應(yīng)量、進(jìn)口天然氣供應(yīng)量與整體供應(yīng)量的比值，并以此預(yù)測(cè)較為合理的LNG 接收站接收能力，提出LNG 接收站的合理理論規(guī)模，從而對(duì)當(dāng)前的LNG 接收站規(guī)劃提供一定的指導(dǎo)。