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国家管网统一调度对油气工业意义重大

更新时间:2022/3/15 来源:中国天然气网  [收藏此信息]

道运输不只是石油和天然气工业的重要组成部分。它既可在落实国家能源战略、产业布局上起重要作用,服务于宏观调控,又可通过统一调度实现资源实时调控。统一调度是实现全局优化的重要一步,体现着社会主义生产关系的先进性。在国家管网公司组建后,优化不只在横向的互联互通、管网内优化,更给纵向的全产业链优化资源配置提供了可能。同时,管网的油气大数据有助于建设我国的“国际油气贸易市场”取得定价权,进而从根本上保障国家能源安全、维护社会稳定。

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文 | 刘冰1 大格局下看管网

油气储运系统主要包括油气长输管道、油库、储气库、LNG接驳码头等重要储运设施,骨干管网建设是基石。过去十年间,我国陆续建成投产了西气东输、中缅油气等管道,油气骨干管网基本形成,总里程超过12万公里,覆盖我国31个省区市和香港特别行政区。陆续建成投产了一批LNG接驳码头,目前已经超过20个,海上油气战略通道也已形成。基本构成“西油东送、北油南运、西气东输、北气南下、缅气北上、海气登陆”的油气供应格局。

有了管道,新疆的石油从开采、加工、炼制,运输至成渝、湘鄂的加油站,全程不超过3天;中亚的天然气从井口集输、净化、处理,输送至上海也不超过一周。化工厂、炼油厂的原料油供给要通过原油管道,炼制好的成品油,也要通过管道输送至城市、机场、码头以及军队的油库。清洁方便的天然气,更是要通过管网送到千家万户,同时玻璃厂和化肥厂也需要大量的管道气供应。作为第三产业中,一种特殊的运输行业,油气管道直接或间接地服务于第一产业、第二产业、和其它服务业。如何全面地理解管网的作用和任务?还要从大局视角来看。这样才能知晓管网在国民经济中的地位、作用和重要意义,才能更准确地理解管网的责任和任务。研究管网,先要研究能源布局;规划管网,其实也是在规划全国的资源配置。目前,我国的能源格局发生了不小的变化。2018年一次能源消费中煤炭占比首次低于60%,而油气占比则首次超过25%。目前我国原油消耗已达6.5亿吨/年,天然气消耗约2700亿立方米/年。年油气消费费用总额已达5万亿人民币。

宏观上,油气管网的布局,可在落实国家能源调控战略和产业布局方面起到重要作用。微观上,管网又可通过统一调度,实现油气资源的实时调控。而近日的“北溪2管道”美欧争端,更说明了管道的战略地位。可以说,油气管网是当之不愧的“能源枢纽、国之重器”。

2 油气工业成本构成

大格局下看管网,首先我们来看一下油气工业的成本构成。其主要有能源消耗费(燃动力与损耗费)、维修作业与制造费、工资福利费等三大类。从产业特性来分析,维修作业与制造费主要与固定资产状态有关,工资福利费受人力资源情况影响,而能耗费与生产运行方式密切相关。油气开发、炼化、储运、销售等四大生产环节中。能源消耗费在油田操作(生产)现金成本中占比接近20%,在炼油厂操作现金成本中占比在30%左右,在输油管道现金成本中占比超过50%、在完全成本中占40%左右。根据相关数据统计,目前中石油、中石化整体现金成本中能源消耗费用占比已接近30%居可变成本之首,排在第二位的是维修作业与制造费。体现出两耗(能耗和损耗)一费(维修费)占比大的特点。

3 油气工业经营特点

石油天然气工业领域的生产经营,最重要的是油气田勘探开发(生产)、炼油、油气储运(管道运输)、天然气和成品油销售,这四个环节。石油天然气工业是高投入、高收益、高风险行业,同时也是高技术行业。石油天然气工业生产经营管理的重要性反映在三个层面:一是从技术进步层面看,可提高生产力效能,充分发挥企业生产力潜能;二是从经济责任层面看,可提高经济效益,提高企业利润;三是从社会责任层面看,可促进社会资源集约。

油气工业有其自身固有的客观经营特点。工艺复杂性和上下游连续性,决定了其生产过程的多样性;高风险、高收益的特性,决定了其收益对经营差异十分敏感。因此油气工业生产特点可概括为“四个平衡”,即:要求产、运、供、销、储、贸六个环节的产能平衡;要求油、气、电等能量平衡;要求设施、装置运行时数和检修周期上的时间平衡;要求原材料供应和产出物的物料平衡。

在不同的政治体制下,油气工业体现出不同的社会属性。不同的社会属性,赋予其不同的生产经营特征。在资本主义生产关系下,石油集团肩负着对投资者的经济责任,国际上为优化生产经营,提高经济效益,通行的做法主要有三:一是,通过强化战略管理保持各项经营活动的低成本、高效率;二是,通过资本运作来实现公司规模的快速扩张和实力的进一步加强;三是,通过拓展新兴市场来形成新的利润增长点,提高投资回报率。而正如前文所述,石油集团公司整体现金成本中能耗费用占比已接近30%,居可变成本之首,排在第二位的是维修作业与制造费。生产经营的合理性,联合运营的优化度决定了能耗费用的高低。在社会主义生产关系下,油气工业不但肩负着经济责任,更肩负着政治责任和社会责任。

4 全局优化理论与事例

油气工业的生产任务是:以安全可靠、经济合理的方式完成油气及其产品的产、运、供、销、储、贸各环节的工作。从运筹学角度解析,就是有多个约束条件的单一目标值或多目标值最优化求解。全局优化与分段优化相比可以提供更大的自由度和优化空间,在通盘考虑、全局优化的模式下,可以得到更优的结果。从运筹学角度解析,就是约束条件越少、自由度越多,最优化求解越理想。全局优化可以更好地提高资源利用效率和生产效率。下面用几个“跨界”联合运行典型事例加以说明:

例一,气田与管道联运优化。在不考虑全局优化时,集气、处理、净化等气田生产过程中往往把高达几十兆帕的井口压力白白消耗、浪费掉。因为按照分段优化的管理方式,气田企业只需要按照最低供气压力(下游长输管道设计最低进气压力)供气即可。但若从全局优化的角度进行经营管理,气田尽可能将“剩余压力”保留到长输管道首站,这样从井口到集气站、处理场、净化场、长输管道就避免了无意义的先减压再增压的能量浪费。压气站负荷得以降低,整个系统需要补充的压能变小,能耗也就降低了。

例二,油田与炼厂联运优化。在不考虑全局优化时,联合站一般会利用轻烃回收和原油稳定装置将原油中的轻组分尽可能地提取,作为低品位、低价值的矿场燃料被就地使用或低价出售。如:伴生湿气、液化石油气等。提取后“富油”变成了“贫油”再通过管道输送给炼厂。这往往会造成下游炼厂的产出物品位降低,甚至部分装置低效运行。但若从全局优化的角度进行经营管理,油田在保证生产安全、输送安全的前提下,尽可能多地保留轻组分留给炼厂进行更专业、高效的精细分离和加工,就可以使整个油气生产、炼化产业链产生更好的效益。

开展跨产、运、供、销、储、贸多环节(领域)的全局优化,其自由度、优化空间更大,降本增效的效果更好。国外自20世纪60年代就开始将全局最优化应用于油气系统以实现降本增效,国内起步较晚直到20世纪80年代初才开始这方面的研究工作。

5 统一调度的先进性

成立国家管网公司,将我国境内的原油、成品油、天然气骨干管网统一管理,有利于能源的宏观调控和实时配置,体现着社会主义生产关系的先进性。

在西方由于体制不同,生产资料私有制导致其过分依赖市场商业竞争来进行资源配置。加之反垄断机制的滥用,导致管道公司很难做大,其能源枢纽、统筹优化的作用被大大削减。在欧洲,若干家管道公司只能通过“商业机制”进行协调,效率较低。正是因为社会主义制度的先进性,我们才有“站在全局角度、集中力量办大事”的优势。国家管网公司在我国优越的社会制度下应运而生。在国家管网公司架构下,我们可以做到三种介质管网的统一归属、统一调度。一个国家的油气管网统一管理,这在世界范围内都是首创。

统筹优化与自由竞争并存,充分发挥各自优势,实现最大公约数最大限度地造福于人民。成立国家管网公司不但有利于优化资源配置、避免重复浪费,而且恰恰可以为油气市场向多种所有制主体开放做出贡献。国家管网可以为油气交易平台提供全面的油气供需数据和实时的物流数据。交易平台一旦和管网运行实现互动,甚至会催生一个新的国际油气期货交易市场。国家管网公司统一调度的管理模式,在世界范围内无疑是先进的!而这也是社会主义制度先进性的又一体现。

6 统一调度优化配置展望

油气管网统一管理、统一调度后,其在资源优化配置方面将起到的作用,可以从以下几方面来展望:

一是在宏观调控、产业调整方面。目前,国家骨干油气管网已初步建成,形成了“西油东送、北油南运、西气东输、北气南下、缅气北上、海气登陆”的供应格局,这是几十年来国家油气资源规划的重要成果。骨干油气管网的综合建设成本在1亿(元/公里)左右,投资大、使用寿命长、投资回收期长。这个网来之不易,要把这个网完善好、使用好、不浪费,就必须要让它更好地服务于国家产业结构调整这个大局,发挥宏观调控的作用。同时,国家管网的既有布局也是影响产业结构调整的重要因素。前文提到,油气管网与第一产业、第二产业、第三产业的发展息息相关。产业结构的调整务必会打破原有的资源配置,油气资源的供需关系也面临打破平衡、再平衡,形成新常态的过程。国家管网公司成立后,全国这张网一定会为下好产业结构调整这盘大棋贡献力量。

二是在公平开放、调整供需方面。我国既有的油气骨干管网自动化程度较高、信息化基础较好。统一管理后,设施的使用信息、油气物流信息将实现集中采集,这些全国性的大数据不容小视。其一,这个大数据可以直接用来支持落实“油气管网设施公平开放”。通过大数据,油气贸易商不但可以了解哪些设施还有剩余储运能力,从而进行竞标租用,还可以通过其了解各地的油气供需关系,从而寻找商机,公平竞争。其二,利用这个大数据可以更客观地研究全国各地的油气消费规律,从而制定更为有效的保供方案。其三,这个大数据可以用来开展第三方油气质量监督,更好地保障消费者的权益。其四,油气大数据有助于我国通过市场机制获得国际油气定价权。我国已成为油气最大进口国,我国有一半以上的油气资源需要通过国际贸易以期货或现货的方式海运进口。管道进口一般通过签署10年甚至20年的长期协议,来提前完全或部分锁定价格,以屏蔽价格波动风险。海运进口油气资源不同于管道进口,其价格一般通过期货、现货市场决定,价格波动较大。尤其容易形成恶意炒作,甚至触发经济危机危及能源安全。自2018年始我国已跃升为第一大油气进口国,但我国目前却没有油气定价权。要获得定价权就必须拥有交易市场并有效控制这个市场健康运行。国家管网公司成立后,全国一张网、统一调度、数据透明。不但可以实现国内的油气设施公平开放和调整油气供需的功能。这也将为我国获得国际油气定价权做出重要贡献。用好国家管网的这个油气大数据,就可以把上海石油天然气交易中心建成世界上第五个国际能源交易市场,为中国获得定价权。对于能源进口大国而言,油气资源的国际自由贸易是国家能源战略安全的最大保障。

三是在油气保供、应急处置方面。国家管网公司是继国家电网公司、国家铁路公司之后,又一个可以对全国范围重要基础设施进行统一管理的大央企。这类央企的一个重要特征是:不但承担着经济责任,还承担着社会责任和政治责任。尤为重要的是承担着国家能源战略安全的责任。在应急处置方面,国家管网公司也和国家电网公司、国家铁路公司一样,可以更好地支持国家发改委和国家煤电油运和抢险抗灾应急指挥中心的工作。一方面,可以利用前文提到的油气管网大数据,进行油荒、气荒的预测和预警;另一方面可以利用统一调度的高效管理体系落实应急处置措施。尤其在面对自然灾害、油气禁运甚至战时紧急状态之时,统一调度的油气管网能够更高效地执行油气保供任务,迅速完成油气资源调配。从而更好地应对天灾人祸,减少甚至避免出现气荒、油荒的情况,保障能源安全、维护社会稳定。

四是在降本增效、平抑价格方面。管网统一调度后,有利于通过优化运行来降低成本,从而降低油气价格。降低成本,一方面是直接降低油气输送的操作成本,另一方面是发挥管网能源枢纽的作用,配合国家落实宏观调控政策,实现全产业链,甚至跨产业的资源配置优化,从而实现降本增效。如前文所述,能耗成本(亦称;燃动力费)占油气产业操作成本的30%,是可变成本之首。在管道运输环节能耗成本更是占到50%。可以说控制住能耗成本,是油气产业降本增效,以及降低油气价格的关键之一。经测算,仅通过管道储运环节的运行优化、降本增效,甚至可实现每升汽油降价0.2元,每立方米天然气降价0.1元。管网统一调度后,运行数据高度集中,远程控制高度集中,有利于更好地开展油气管网的“两测一评”工作。即:能耗在线监测、能耗预测和能效评价。“两测一评”可以有效地支持“PDCA管理循环”。通过这个科学的管理循环,实现最低成本运营就只是一个时间问题。如果进一步发挥管网“能源枢纽”的作用,还可以将“两测一评”模式延伸至油气工业的上游和下游环节,实现更大程度的降本增效,甚至可以推广至其它相关产业,实现更广泛的资源优化配置。

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