1月18日,廣州市“十三五”能源發(fā)展規(guī)劃進行環(huán)境影響評價第一次公示,根據(jù)公示,到2020年,廣州天然氣年消費量力爭達到60億立方米,管道燃氣覆蓋率達到80%以上。
在我國,天然氣行業(yè)正處于高速發(fā)展時期。天然氣消費量與日俱增,國家對于天然氣資源加快開發(fā)利用,并加大了天然氣的進口力度。然而,目前天然氣在我國能源消費結構中比重依然較低,2014年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示我國天然氣消費僅占總的能源消費的5.6%。
限制天然氣消費的一個重要因素是運力不足。我國的油氣田主要集中在西部和東北,管道進口氣也多從俄羅斯、中亞的一些國家運輸而來,而天然氣的消費主力集中在東南部,管道的運輸能力成為制約天然氣生產(chǎn)消費的一個關鍵。解決運力不足的問題,一是需要進一步擴大輸氣基礎設施的建設,二是對天然氣的運輸和調度進行合理的規(guī)劃。
天然氣的業(yè)務鏈要求生產(chǎn)、運輸與銷售緊密銜接,協(xié)調一致,供氣量取決于市場需求,我國天然氣市場的性質要求企業(yè)保證用戶的用氣需求,因此在進行天然氣業(yè)務規(guī)劃時,需要生產(chǎn)、運輸、銷售整體優(yōu)化,協(xié)調發(fā)展,這使得天然氣的輸氣規(guī)劃變得困難。
過去,工程師們采用傳統(tǒng)的人工計算,在保證末端用戶的用氣量的基礎上,綜合考慮運力與氣量平衡,來規(guī)劃每年各條管道的輸氣量。如今,天然氣氣源多樣化,天然氣輸氣管道增多,逐漸形成了網(wǎng)絡狀的布局,規(guī)劃的工作量急劇增加,用人工計算的方法已經(jīng)無法在有限時間內(nèi)完成規(guī)劃的工作。此外,在天然氣消費量增長的前提下,各供氣公司需要考慮自身的經(jīng)濟效益,對天然氣管道運輸規(guī)劃的優(yōu)化成為研究的熱點。
目前,國際上對天然氣運輸優(yōu)化已有一定的研究,并且已推出商業(yè)化的天然氣優(yōu)化軟件。但中國的天然氣運輸有其特殊之處,一是管道數(shù)量眾多并已形成網(wǎng)狀結構,管網(wǎng)比較復雜;二是運輸距離遠,地形地勢變化大,地表的溫度變化大,在天然氣運輸過程中需考慮地勢起伏以及氣溫變化對天然氣狀態(tài)的影響;三是用戶的用氣量按季節(jié)不均勻分布,峰谷值差異較大,需考慮儲氣以調節(jié)峰谷差異。
針對我國國情,在天然氣的運輸方面科學家已進行了一些技術創(chuàng)新。清華大學工業(yè)工程系的研究團隊在已有的用于解決管網(wǎng)中天然氣運輸規(guī)劃問題的混合整數(shù)規(guī)劃模型的基礎上,將很多以往的研究中尚未考慮的實際因素納入模型,例如管段的地勢變化,同一根輸氣管道上的溫度變化,對管段或天然氣的某些物理參數(shù)的精確估計,儲氣庫的儲氣問題等,并在模型中做出了相應的改進。該研究團隊還針對模型研發(fā)出了兩套算法,結合了商業(yè)的優(yōu)化引擎,用以高效或者精確求解模型。
在未來的“十三五”規(guī)劃中,天然氣市場的“以產(chǎn)定銷”格局將被進一步打破,中國的能源市場急需技術革新,對天然氣運輸?shù)囊?guī)劃和調度進行優(yōu)化是一個良好的嘗試。對天然氣的運輸進行優(yōu)化,配合底層調度的優(yōu)化,將提高天然氣市場的效率,為天然氣全面走進工業(yè)生產(chǎn),走進百姓生活做鋪墊,也為國家發(fā)展“綠色經(jīng)濟”提供保障。 來源:科技日報