江西省天然氣安全評價與對策研究

王玲玲，李會娟

(東華理工大學 經(jīng)濟與管理學院，江西 南昌 330013)

天然氣作為一種幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質(zhì)的清潔能源，受到各國的重視。近年來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市化進程不斷加速，在“煤改氣”等能源結(jié)構(gòu)調(diào)整政策的大力推動下，我國天然氣需求呈持續(xù)增長態(tài)勢?？v觀目前發(fā)布碳中和目標國家的能源消費結(jié)構(gòu)，天然氣在多數(shù)國家都扮演著重要的角色。加拿大、德國、葡萄牙、日本、西班牙、英國等國的天然氣消費在一次能源消費中占比均超過20%，其中英國和葡萄牙的天然氣消費占比高達35%以上(1)數(shù)據(jù)來源：https://finance.sina.com.cn/money/future/roll/2021-11-14/doc-iktzscyy5526514.shtml。。據(jù)統(tǒng)計，2020年我國天然氣消費量為3 280億立方米，增量約為220億立方米，同比增長6.9%，占一次能源消費總量的8.4%，相比之下，仍有較大的增長空間，這也說明未來中國的天然氣市場發(fā)展極具潛力(2)數(shù)據(jù)來源：《中國天然氣發(fā)展報告(2021)》。。2020年9月，我國宣布力爭2030年前實現(xiàn)碳排放達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的愿景。作為一種低碳清潔能源，天然氣是能源從高碳到零碳過渡的最佳伙伴之一，對實現(xiàn)碳中和起到積極促進作用。天然氣行業(yè)正處于一個大有可為的機遇期，無論是政策的支持，還是我國能源消費結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然選擇，都將推動天然氣行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。江西省地處我國中部，常規(guī)能源只有煤炭和水力，缺油少氣，供給相對不足，能源生產(chǎn)遠遠不能滿足消費需求。2010年，江西省開始使用長輸管道天然氣。天然氣的使用為江西能源結(jié)構(gòu)的改善和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級提供了重要的能源支撐。但在這個發(fā)展過程中，江西省天然氣建設也存在著管道建設不足、儲備能力較弱、能源結(jié)構(gòu)不合理以及由此帶來的環(huán)境污染等一系列問題。因此，立足于當前江西省及國內(nèi)其他省天然氣整體發(fā)展形勢，本研究對江西省天然氣安全進行探討分析并提出有關(guān)建議，這對研究如何提高江西省天然氣安全具有一定的現(xiàn)實意義。

1 文獻綜述

從能源安全綜合評價方法的運用來看，德爾菲法、模糊綜合評價法、層次分析法、熵權(quán)法等都有不同程度的應用。吳初國等通過德爾菲法確定指標權(quán)重，并應用熵權(quán)系數(shù)法和綜合評分法對我國能源安全進行評價[11]。Lu等應用生態(tài)網(wǎng)絡分析法模擬中國的天然氣供應系統(tǒng)，系統(tǒng)地衡量其整體安全水平[12]。王曉宇從供需安全和市場安全兩個角度出發(fā)確定評價指標，應用主成分分析法評價中國天然氣供應安全[5]。董秀成等構(gòu)建我國天然氣進口風險指標體系后，使用熵權(quán)法確定各個指標的權(quán)重，對進口不同國家天然氣存在的風險進行評價[13]。郭明晶等從供應安全等四個維度出發(fā)，構(gòu)建天然氣安全評價體系，運用組合賦權(quán)法賦權(quán)指標，對中國天然氣安全狀況進行了評價[7]。孫涵等基于供給、使用、經(jīng)濟、環(huán)保四個維度，構(gòu)建區(qū)域能源安全評價體系，并與TOPSIS方法組成熵權(quán)TOPSIS綜合評價法，通過熵值法確定指標權(quán)重，對中國區(qū)域能源安全進行評價[14]。李宏勛等基于2006—2016年數(shù)據(jù)，從需求、進口和供應等方面選取指標，構(gòu)建我國天然氣進口安全評價體系，并利用K-means聚類分析法和主成分分析法建立模型，對我國進口天然氣供應安全狀況進行分析[15]。何潤民等基于層次分析法從低到高劃分了物質(zhì)安全、獲得安全和共同安全等三個層級對中國天然氣供應安全進行分析[16]。周云亨等運用層次分析法與德爾菲法構(gòu)建了天然氣安全評價指標體系并進行量化評估[17]。柴建等通過EEMD和BP多重斷點檢驗方法，系統(tǒng)梳理了中國天然氣安全綜合指數(shù)的動態(tài)特征和傳導機制[18]。史丹等從可得性、經(jīng)濟性、清潔性和可持續(xù)性等四個方面選取評價指標，并利用熵權(quán)—TOPSIS距離函數(shù)模型對我國能源安全展開評價[19]。

綜上所述，能源安全已經(jīng)成為當前國內(nèi)外學者重點關(guān)注的研究領(lǐng)域，從研究方法來看，大部分研究基于供需、市場、儲運等分析維度，通過構(gòu)建安全的評價指標體系并利用主成分分析等方法對能源安全或天然氣安全展開評價與分析；從研究對象來看，多數(shù)研究集中于能源安全或者天然氣供應安全，且主要偏重于國家層面，針對省級層面的相關(guān)研究很少。鑒于此，本研究基于省級層面，以江西省天然氣安全為研究對象，在前人研究的基礎(chǔ)上，從供應、儲運和市場三個角度出發(fā)，深入分析江西省天然氣安全狀況，并提出建議，為相關(guān)領(lǐng)域研究提供有益補充。

2 天然氣安全影響因素與指標選擇

2.1 影響天然氣安全的因素

本研究主要從供應、儲運和市場三個角度進行分析，并確定相應的評價指標。

(1)從供應角度看，江西省天然氣供需差距非常大，本省產(chǎn)出量較少。江西省天然氣的供給缺口比較大，本土產(chǎn)出較少，需求量大于供給量，供需缺口不斷擴大，主要依賴于省外調(diào)入以滿足本省的天然氣需求。2019年，江西省天然氣消費量為24.7億立方米，供應量約17億立方米，缺口達7.7億立方米(3)數(shù)據(jù)來源：《江西統(tǒng)計年鑒2020》。。供需之間的極大缺口是威脅江西省天然氣安全供應的關(guān)鍵因素之一。受制于資源稟賦等現(xiàn)狀，江西省能源消費不平衡，表現(xiàn)為天然氣等低污染清潔能源消費占比很小。2019年江西省能源消費結(jié)構(gòu)中，天然氣消費占比僅為3.4%，不到全國平均水平的1/2；石油消費占比18.7%，接近全國平均水平19.7%，煤炭消費占比62.4%，遠遠高于全國平均水平57.6%，詳細見表1。面對國家提出的實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標愿景，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整是重中之重。降低煤炭消費比重，提高天然氣等清潔能源的消費比重是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的路徑之一。在這一過程中，巨大的天然氣供需缺口對江西省的天然氣安全提出了挑戰(zhàn)。

表1 2019年全國及江西省能源消費結(jié)構(gòu)

從儲運角度看，江西省天然氣管網(wǎng)建設相對滯后，尚未實現(xiàn)“縣縣通”。與全國天然氣管網(wǎng)建設平均水平相比，江西省級天然氣管網(wǎng)建設水平相對滯后，影響了全省的儲氣能力，仍需不斷完善。截至2020年，江西全省天然氣長輸管道建成總里程達2 638多公里(4)數(shù)據(jù)來源：江西省人民政府http://www.jiangxi.gov.cn/art/2021/1/7/art_5862_3044758.html。，而全國天然氣管道總里程約達11萬公里(5)數(shù)據(jù)來源：《中國天然氣發(fā)展報告2021》。，平均到省級層面的管道里程近3 600公里。對比可知，江西省天然氣管網(wǎng)建設水平相對落后。完善天然氣管網(wǎng)是建立天然氣儲備體系的關(guān)鍵。只有天然氣管網(wǎng)建設不斷完善，才能促進天然氣儲備能力的提升，保障居民和企業(yè)能夠切實享受天然氣帶來的便利。

從市場角度看，江西省天然氣主要從省外調(diào)入，外省依存度較高?！笆奈濉奔拔磥硪欢螘r間，天然氣行業(yè)要立足“雙碳”目標和經(jīng)濟社會新形勢，統(tǒng)籌發(fā)展和安全，不斷完善產(chǎn)供儲銷體系，滿足經(jīng)濟社會發(fā)展對清潔能源增量的需求，從而實現(xiàn)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。從全國層面來看，雖然我國擁有豐富的能源儲量，但是國內(nèi)對天然氣的供給增速不及需求增速，供不應求，進口天然氣是必然的選擇。2019年，我國天然氣對外依存度達42.8%(6)數(shù)據(jù)來源：《中國天然氣發(fā)展報告2021》計算得出。，而國內(nèi)需求仍在持續(xù)增長，產(chǎn)量卻未有較大提升，天然氣對外依存度不斷上升。而江西省同樣面臨著“少能乏氣”的困境，在低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要時期，供給能力跟不上需求增長的速度，導致外省依存度持續(xù)攀升。由于天然氣消費起步較晚，2010年江西省開始引入長輸管道天然氣，且主要依賴于省外調(diào)入。近年來，江西省天然氣外省調(diào)入量持續(xù)增長，外省依存度逐漸接近100%，并且仍有擴大的跡象(7)數(shù)據(jù)來源：《江西統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》計算得出。。

2.2 指標的選取

結(jié)合影響天然氣安全的各項因素，本研究以此為基礎(chǔ)并借鑒郭明晶等[10]構(gòu)建的天然氣安全評價指標體系，考慮到數(shù)據(jù)的可得性等因素，最終從三個層面構(gòu)建江西省天然氣安全評價指標體系。本研究共選取12個評價指標，具體見表2。供應安全方面選取供氣能力、外省依存度、人均天然氣產(chǎn)量和氣源保障率等作為評估指標，其中供氣能力、人均天然氣產(chǎn)量和氣源保障率是正向指標，外省依存度是負向指標。儲運安全方面選取4個指標，分別是儲運設施建設成本、人均儲氣能力、人均管道長度和供儲比，其中除供儲比外，均為正向指標。市場安全方面選取能源消費比、天然氣消費增長率、用氣人口增長率和萬元GDP天然氣消耗量等作為評價指標，且均為負向指標。

表2 江西省天然氣安全評價指標體系

江西省天然氣供氣能力用供氣總量表示，數(shù)值越大，代表供氣能力越強；外省依存度指外省天然氣調(diào)入量與本省天然氣消費量的比值，是衡量江西省天然氣對外依賴程度的重要指標，這一指標與天然氣安全程度呈負相關(guān)。人均天然氣產(chǎn)量為江西省天然氣產(chǎn)量與用氣人口的比值，比值越大，安全水平越高。氣源保障率表示天然氣供氣量與天然氣消費量的比值，比值越大，安全度越高。儲運設施建設成本用地區(qū)人口密度來衡量，人口密度越大，建設成本越低。人均儲氣能力指儲氣能力與用氣人口的比值，儲氣能力受到天然氣管網(wǎng)建設和儲運設施的影響，儲氣設施建設越成熟，人均儲氣能力越強，安全度越高。人均管道長度指天然氣供氣管道長度與用氣人口比值，比值越高，安全度越高。供儲比指供氣能力與儲氣能力的比值，大于1表示供氣水平高于儲氣水平，差距越大，安全水平越低。能源消費比是指天然氣消費量與能源消費總量的比值，得分越低，代表天然氣消費增長越慢，市場壓力較小，市場安全度越高。天然氣消費增長率指天然氣消費較上一年的增長率，與能源消費比指標一樣，比值越低，代表天然氣消費增長速度越慢，市場壓力較小，市場安全度越高。用氣人口增長率指當年用氣人口與上一年天然氣同期人口比值減1，是負向指標，比值越低，代表天然氣消費增長速度越慢，供給、儲備和運輸壓力較小，市場安全度越高。萬元GDP天然氣消耗量指天然氣消費量與GDP的比值，數(shù)值越低，代表天然氣普及率越低，市場壓力較小，安全性高；數(shù)值越高，代表天然氣普及率越高，市場壓力大，安全性較低。

3 江西省天然氣安全評價

3.1 數(shù)據(jù)的選擇和處理

本研究基于2009—2019年江西省天然氣相關(guān)數(shù)據(jù)，分析江西省天然氣安全水平。數(shù)據(jù)來自2009—2019期間的《江西統(tǒng)計年鑒》和《中國能源統(tǒng)計年鑒》。根據(jù)原始數(shù)據(jù)計算得出的各項評價指標數(shù)據(jù)，如表3所示。

表3 2009—2019年江西省天然氣安全評價指標數(shù)值

由于各指標的屬性、單位等不同，為了消除不同指標間存在的差異，便于比較計算，我們對指標原始數(shù)據(jù)進行標準化處理。

正向指標標準化公式為：

逆向指標標準化公式為：

其中，xi表示各個指標變量，max(xi)表示變量的最大值，min(xi)表示變量的最小值。

3.2 相關(guān)性分析

采用stata14軟件對標準化處理后的數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析，分析結(jié)果如表4所示。

表4 天然氣安全評價各指標相關(guān)性分析結(jié)果

判斷變量間是否會相互影響，系數(shù)是一個需要重點考慮的內(nèi)容。從統(tǒng)計學以及大多數(shù)學者的觀點來看，相關(guān)系數(shù)的絕對值以0.7為界，大于0.7則認為自變量間將會出現(xiàn)共線情況。從表4的結(jié)果可以看出，大部分指標相關(guān)性較強，關(guān)聯(lián)程度較高，這對天然氣安全分析結(jié)果的準確性產(chǎn)生較大影響。為了消除這種高度相關(guān)性可能帶來的影響，本研究采用主成分分析法進行分析，最后通過得出的綜合指標得分情況展開評價。

3.3 主成分分析

3.3.1 求特征值和累計貢獻率

主成分分析法可以把原來的指標變量重新組合成一組新的互不相關(guān)的綜合指標變量，從而可以降低維度并保證指標數(shù)據(jù)的準確度。一般處理是將原來的所有變量通過線性組合的方式提取出新的變量，亦稱之為主成分。根據(jù)主成分的方差大小或特征值排列，來判斷主成分對原始數(shù)據(jù)的解釋程度。一般選擇累計方差貢獻率大于85%或者特征值大于1的變量作為主成分，它們的個數(shù)就是主成分的個數(shù)m。本研究利用stata14軟件進行主成分分析，得出的各成分的方差貢獻率及特征值見表5。從表5中可以看到，前三項的累計方差貢獻率為92.71%，說明前三個成分基本包含了全部指標具有的信息，因此可以確定主成分因子的個數(shù)m=3。

表5 指標特征值和貢獻率

3.3.2 確定權(quán)重和綜合得分

通過對載荷矩陣進行旋轉(zhuǎn)可得到各主成分相對應的特征向量，見表6。

表6 因子載荷矩陣和特征向量

表6是因子載荷矩陣和特征向量，可以反映不同主成分對原始評價指標的載荷數(shù)即影響程度。從表6中可以看出，第一個主成分在x1供氣能力、x3人均天然氣產(chǎn)量、x4氣源保障率、x5儲運設施建設成本、x8供儲比、x9能源消費比、x12萬元GDP天然氣消耗量這7個指標的載荷較大，綜合來看主要在供應安全方面載荷較大；第二個主成分在x2外省依存度、x6人均儲氣能力、x7人均管道長度、x10天然氣消費增長率這4個指標的載荷較大，總體而言主要在儲運安全方面載荷較大；第三個主成分在x3人均天然氣產(chǎn)量、x6人均儲氣能力、x7人均管道長度、x10天然氣消費增長率、x11用氣人口增長率這5個指標的載荷較大，總體看來主要在市場安全方面載荷較大。進一步分析可知，供應安全、儲運安全、市場安全均對江西省天然氣安全有重要的影響。

根據(jù)表6可得每一項主成分指標的特征向量ai，F(xiàn)=aixi，i=1,2,…,pi；三個主成分的表達式如下。

F1=0.725x1-0.01x2+0.011x3+0.008x4+0.467x5+0.003x6-0.011x7-0.013x8-0.497x9-0.005x10+0.017x11+0.09x12

F2=0.286x1+0.019x2-0.015x3-0.015x4-0.2x5-0.008x6+0.011x7+0.025x8+0.381x9+0.005x10-0.017x11+0.855x12

F3=0.056x1+0.002x2+0.993x3-0.103x5+0.001x6+0.009x7+0.002x9+0.005x10-0.014x11-0.027x12

將標準化處理后的指標數(shù)據(jù)代入上面三個公式中，可得到各主成分的得分。以主成分作為自變量、各自相對應的方差貢獻率作為權(quán)數(shù)加權(quán)求和，得到江西省天然氣安全指數(shù)的綜合得分，如表7所示。

F=0.616 5F1+0.201 1F2+0.109 5F3

其中，某些主成分得分為負是由于原始數(shù)據(jù)的標準化處理產(chǎn)生的結(jié)果，并不代表安全度為負[5]。

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

由表7可知，2009—2019年江西省天然氣安全綜合主成分得分呈上升趨勢，天然氣安全水平逐漸升高，但整體處于較低水平。

從供應安全來看，由表6和表7分析可知，綜合得分主要由主成分因子F1決定，與供應安全關(guān)系較密，其次是因子F2和F3。其中F1得分排名整體呈現(xiàn)不斷增加的趨勢，表明江西省天然氣供應安全在不斷提升。

表7 天然氣安全綜合得分

從儲運與市場安全來看，因子F2得分排名總體呈下降趨勢，F(xiàn)3得分排名整體呈先升高后降低的趨勢，這與江西省社會經(jīng)濟發(fā)展以及市場大環(huán)境有關(guān)，與天然氣消費量的飛速增長相比，江西省的天然氣管道建設明顯滯后，而天然氣管道的保障能力是天然氣行業(yè)發(fā)展的基石。

4.2 建議

江西省正處于經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型階段，能源企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展是重中之重，大力發(fā)展清潔能源產(chǎn)業(yè)是推動能源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化的關(guān)鍵一步。作為新時期發(fā)展極具潛力的清潔低碳能源之一，天然氣在能源轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中扮演著關(guān)鍵角色，是促進“碳中和”的主力能源。因此，天然氣安全在江西省經(jīng)濟發(fā)展與轉(zhuǎn)型中就顯得尤為重要。為提高江西省天然氣安全水平，本研究提出以下建議。

4.2.1 加快天然氣儲備能力建設，保持供需動態(tài)平衡

隨著我國天然氣行業(yè)的迅速發(fā)展，天然氣消費以驚人的速度在快速增長，在能源體系中的重要性也不斷提升。與此同時，儲備能力不足等問題也逐漸顯露出來，已經(jīng)成為制約天然氣安全穩(wěn)定供應的突出短板之一，江西省亦面臨著同樣的問題。加強儲氣能力建設是天然氣安全穩(wěn)定供應和行業(yè)健康發(fā)展的重要保障。因此，為提高江西省天然氣安全水平，必須加快推進省內(nèi)天然氣儲備能力建設，保持天然氣的供需動態(tài)平衡。一是要根據(jù)制定的目標任務，支持并加快推進天然氣儲備重點項目的建設，強化天然氣調(diào)峰和存儲能力，保障天然氣安全穩(wěn)定供應。二是不斷提高各市縣及城鎮(zhèn)天燃氣儲備能力，根據(jù)儲氣能力國家標準，并結(jié)合本地區(qū)實際用氣情況，把目標和任務進行細化落實，可通過建造、租賃儲氣設施、購買儲氣服務等方法完成相關(guān)目標任務。

4.2.2 加強天然氣管道建設，結(jié)合大數(shù)據(jù)等科技手段提高資源調(diào)配能力

能源是經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要資源和重要支撐。面對能源消費總量不斷擴大的剛性增長態(tài)勢，為提升全省的應急、儲備與調(diào)峰能力，解決周邊地區(qū)工商業(yè)和居民用氣量不足的難題，確保天然氣用戶擁有更充足的氣源保障，江西省必須要加強天然氣管道建設，并結(jié)合大數(shù)據(jù)等科技手段提高資源調(diào)配能力。而天然氣產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴大，同樣需要管網(wǎng)設施的持續(xù)配套建設。一是繼續(xù)推進川氣東送二線江西支干線等國家輸氣管道建設，加快推進省市級天然氣管網(wǎng)建設，構(gòu)建多節(jié)點之間能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的輸氣網(wǎng)，努力實現(xiàn)各個縣城皆能順利通氣的目標，有效壓減管道沿線地區(qū)的氣源成本，增強當?shù)毓饪煽啃?，提高作為清潔能源的天然氣的利用水平；二是加強天然氣基礎(chǔ)設施建設，完善重點區(qū)域及相關(guān)支線的管道建設，提升經(jīng)營管理水平，提高基礎(chǔ)設施的利用效率，進一步優(yōu)化城鄉(xiāng)能源結(jié)構(gòu)、提升城鄉(xiāng)居民生活質(zhì)量，助推管道沿線地區(qū)的產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟發(fā)展，使越來越多的居民和企業(yè)能切實享受到管輸天然氣帶來的便利和實惠。

4.2.3 完善管道天然氣上下游價格聯(lián)動機制，保持天然氣市場價格穩(wěn)定

近幾年，受經(jīng)濟低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展等因素影響，我國天然氣行業(yè)迎來爆發(fā)式增長。市場迅速增大的同時，一些問題也逐漸暴露出來，例如采購價格較高、產(chǎn)業(yè)鏈上下游價格聯(lián)動機制缺乏等。且由于天然氣需求具有較強的季節(jié)性特征，市場化機制下的天然氣價格波動劇烈。為保持市場價格穩(wěn)定，江西省各地必須要推進天然氣價格的市場化進程，適應天然氣價格形成機制改革的需要。一是要經(jīng)常與供應鏈上游的供氣企業(yè)做好協(xié)調(diào)溝通，建立適應季節(jié)性特點的中長期價格機制，保證季節(jié)間價差的合理性；同時還應明確價格聯(lián)動周期等事項，進一步推動天然氣產(chǎn)供儲銷體系建設和行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。二是根據(jù)省網(wǎng)輸氣量的變動情況，在成本監(jiān)審的基礎(chǔ)上，適時調(diào)整省內(nèi)管道運輸價格。鑒于天然氣氣源價格波動頻繁，城鎮(zhèn)燃氣經(jīng)營企業(yè)應密切關(guān)注天然氣市場的動向，充分預判經(jīng)營區(qū)域內(nèi)階段性天然氣需求量，持續(xù)優(yōu)化氣源采購渠道和結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)最大限度控制氣源采購成本。三是各地價格主管部門應結(jié)合當年增值稅率來調(diào)整燃氣配氣價格，保證天然氣市場價格穩(wěn)定，同時降低能源消費成本，使天然氣在能源消費結(jié)構(gòu)中的優(yōu)勢進一步加強和凸顯。