自1915年加拿大建成世界上第一座地下儲(chǔ)氣庫至今,全球地下儲(chǔ)氣庫的建設(shè)和運(yùn)營已有百年。國際天然氣聯(lián)盟(IGU)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,截至2015年,全球在運(yùn)營的地下儲(chǔ)氣庫約630座,工作氣總?cè)萘繛?588億立方米,占全球天然氣消費(fèi)總量的10.3%。國際能源署預(yù)測(cè),2030年,全球天然氣需求將達(dá)到4.5萬億立方米。需求增長,貿(mào)易激增,未來還將有大量地下儲(chǔ)氣庫擴(kuò)建或新建。
全球地下儲(chǔ)氣庫順“市”而建
從國家和地區(qū)分布來看,全球地下儲(chǔ)氣庫主要分布在天然氣市場(chǎng)較成熟的地區(qū),北美、歐洲和獨(dú)聯(lián)體國家(主要是俄羅斯和烏克蘭)擁有全球98%的在運(yùn)營地下儲(chǔ)氣庫,其中美國在運(yùn)營地下儲(chǔ)氣庫數(shù)量最多,為419座,其次分別是加拿大(55座)、德國(46座)和俄羅斯(26座)。
從地下儲(chǔ)氣庫中的工作氣量看,美國、俄羅斯和烏克蘭最大,分別為1200億立方米、736億立方米和350億立方米,約占全球總量的60%,其次是德國、意大利、加拿大和法國。
就類型來看,地下儲(chǔ)氣庫主要包括枯竭油氣田、含水層、鹽穴和巖洞等四類。其中以枯竭氣田為載體的地下儲(chǔ)氣庫占比最大,工作氣量為2727億立方米,占全球地下儲(chǔ)氣庫工作氣總量的76%;含水層型儲(chǔ)氣庫的工作氣量為457億立方米,占總量的13%;鹽穴型儲(chǔ)氣庫的工作氣量為222億立方米,占6%;枯竭油田型儲(chǔ)氣庫的工作氣量為182億立方米,占5%;以巖洞為載體的地下儲(chǔ)氣庫非常少,工作氣量不到1億立方米。
除目前正在運(yùn)營的地下儲(chǔ)氣庫外,未來幾年全球還有近50座地下儲(chǔ)氣庫的擴(kuò)建和100座地下儲(chǔ)氣庫的新建計(jì)劃,主要位于歐洲、北美、亞洲和獨(dú)聯(lián)體國家。國際天然氣聯(lián)盟(IGU)預(yù)計(jì),到2020年,全球地下儲(chǔ)氣庫的工作氣量將由目前的3500億立方米增至4460億立方米,并有望在2030年進(jìn)一步增至5430億立方米。
歐洲、北美和獨(dú)聯(lián)體國家仍是未來地下儲(chǔ)氣庫需求和建設(shè)最集中的地區(qū)。一方面是因?yàn)檫@些地區(qū)的天然氣市場(chǎng)成熟,地質(zhì)條件較好,且以傳統(tǒng)管道氣為主,管網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)達(dá);另一方面它們也是傳統(tǒng)管道氣貿(mào)易最活躍的地區(qū),需要大量的天然氣集輸與儲(chǔ)存設(shè)施。
相比之下,雖然亞洲、中東等地區(qū)未來也有地下儲(chǔ)氣庫的新建和擴(kuò)建計(jì)劃,但這些地區(qū)的地質(zhì)條件、天然氣市場(chǎng)的成熟度和消費(fèi)結(jié)構(gòu)決定了其地下儲(chǔ)氣庫需求有限。以亞洲地區(qū)為例,盡管已宣布的新建地下儲(chǔ)氣庫數(shù)量僅次于上述3個(gè)主要地區(qū),但受天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)和建庫地質(zhì)條件限制,以及主要天然氣消費(fèi)市場(chǎng)以液化天然氣(LNG)為主,導(dǎo)致該地區(qū)地下儲(chǔ)氣庫增幅不會(huì)太大。國際天然氣聯(lián)盟預(yù)計(jì),未來亞洲地區(qū)地下儲(chǔ)氣庫的工作氣量占全球總量的比例不會(huì)超過1%。
美國:類型多樣調(diào)峰為主
美國是目前全球地下儲(chǔ)氣庫發(fā)展和應(yīng)用最成功的國家,無論數(shù)量還是工作氣量都居全球首位,其地下儲(chǔ)氣庫類型較全,且地理分布與天然氣生產(chǎn)和消費(fèi)區(qū)相呼應(yīng),地下儲(chǔ)氣庫對(duì)天然氣消費(fèi)的調(diào)峰作用也很明顯。目前,美國在運(yùn)營的地下儲(chǔ)氣庫共419座,工作氣量約1200億立方米,分別占全球的66%和33%,可滿足全國居民近20年的燃?xì)庑枨蟆?/p>
美國地下儲(chǔ)氣庫類型較多,以枯竭油氣田型儲(chǔ)氣庫為主,共339座,其中306座是枯竭氣田型,9座為枯竭油田型,24座為枯竭油氣田型,這些地下儲(chǔ)氣庫的工作氣量為904億立方米,占美國地下儲(chǔ)氣庫工作氣總量的76%;含水層型地下儲(chǔ)氣庫48座,工作氣量為120億立方米,占其總量的10%;鹽穴型儲(chǔ)氣庫28座,工作氣量為119億立方米,占比接近10%;另外還有4座巖洞型地下儲(chǔ)氣庫,工作氣量約1億立方米。
在地理分布上,美國地下儲(chǔ)氣庫與國內(nèi)的天然氣資源、管網(wǎng)設(shè)施和生產(chǎn)消費(fèi)特點(diǎn)高度吻合,形成了三大地下儲(chǔ)氣庫密集區(qū),即東北部五大湖沿岸、中北部和墨西哥灣地區(qū)。東北部地區(qū)的天然氣資源相對(duì)較少,但人口較多,屬于傳統(tǒng)工業(yè)區(qū),天然氣消費(fèi)量較大,同時(shí)又屬于溫帶季風(fēng)氣候,調(diào)峰需求量較大;中北部地區(qū)則是美國燃?xì)怆姀S較集中的地區(qū),同時(shí)聚集了大量工業(yè)設(shè)施,但自身天然氣資源稟賦有限,為保障地區(qū)供氣穩(wěn)定需要地下儲(chǔ)氣庫;墨西哥灣地區(qū)地下儲(chǔ)氣庫較多的原因除工業(yè)和人口外,還由于有大量鹽巖層,適合建鹽穴型地下儲(chǔ)氣庫。
除承擔(dān)部分戰(zhàn)略儲(chǔ)備功能外,目前美國地下儲(chǔ)氣庫的主要用途包括:用氣調(diào)峰、緊急狀態(tài)應(yīng)急供氣、存貸氣和作為液化天然氣(LNG)儲(chǔ)存設(shè)施。近年來,地下儲(chǔ)氣庫在美國用氣調(diào)峰中的作用日益突出,每年用于季節(jié)性調(diào)峰的氣量約占年用氣量的20%。
歐盟:消費(fèi)導(dǎo)向型為主
歐盟28個(gè)成員國中有21個(gè)擁有地下儲(chǔ)氣庫,總數(shù)為1465座,工作氣總量為1083億立方米,僅次于美國,是地下儲(chǔ)氣庫工作氣量第二大地區(qū)。
歐盟的地下儲(chǔ)氣庫有明顯的需求消費(fèi)導(dǎo)向特征,作為歐盟地區(qū)傳統(tǒng)天然氣消費(fèi)大戶的西歐國家地下儲(chǔ)氣庫數(shù)量和工作氣量明顯多于東歐國家,緯度較高、用氣調(diào)峰需求較大的北部地區(qū)儲(chǔ)氣庫數(shù)量和工作氣量高于南部地區(qū)。
在歐盟有地下儲(chǔ)氣庫的21個(gè)國家中,排名前7位的國家分別是德國、意大利、荷蘭、法國、奧地利、匈牙利和英國,工作氣總量為857億立方米,約占?xì)W盟地下儲(chǔ)氣庫工作氣量的80%。導(dǎo)致南北部差異的主要因素是需求結(jié)構(gòu),歐洲北部的天然氣消費(fèi)以管道氣為主,俄羅斯是主要?dú)庠?,而南部地區(qū)毗鄰黑海、地中海和大西洋,海岸線長且有大量深水良港,是歐洲液化天然氣(LNG)貿(mào)易最集中的地區(qū),天然氣消費(fèi)以西亞和北非地區(qū)的LNG為主,儲(chǔ)氣庫主要是低溫地上和半地上液態(tài)儲(chǔ)氣庫,而非地下氣態(tài)儲(chǔ)氣庫。
俄羅斯與烏克蘭:出口導(dǎo)向型為主
獨(dú)聯(lián)體國家中的地下儲(chǔ)氣庫主要分布在俄羅斯和烏克蘭,表現(xiàn)出明顯的出口導(dǎo)向。目前俄羅斯有地下儲(chǔ)氣庫26座,其中枯竭油氣田型儲(chǔ)氣庫17座、含水層型和鹽穴型分別為8座和1座,工作氣總量為736億立方米。
就地下儲(chǔ)氣庫的分布而言,22座集中在兩大區(qū)域:一是自北部的波羅的海向南到黑海沿岸,有10座地下儲(chǔ)氣庫,幾乎全部處在俄羅斯向歐洲出口天然氣的6條輸氣管道附近;二是西西伯利亞南部的里海沿岸,有12座地下儲(chǔ)氣庫,其中5座位于中亞-中央輸氣管道干線附近,另外7座分布在該管道系統(tǒng)的幾條支線附近。
烏克蘭境內(nèi)共13座地下儲(chǔ)氣庫,其中枯竭油氣田型11座,含水層型兩座,工作氣總量為350億立方米。從分布上看,除克里米亞地區(qū)的1座地下儲(chǔ)氣庫外,烏克蘭的地下儲(chǔ)氣庫呈明顯的兩極分化特征,即分別集中在該國東部(7座)和西部(5座)。東部的地下儲(chǔ)氣庫位于俄羅斯通往烏克蘭的輸氣管道附近,西部的地下儲(chǔ)氣庫位于烏克蘭通往歐洲的輸氣管道周邊,通過烏克蘭國內(nèi)的輸氣管道系統(tǒng)連通。
中國:起步晚挑戰(zhàn)多
中國自20世紀(jì)60年代末開始嘗試地下儲(chǔ)氣庫建設(shè),1999年才建成第一座真正意義上的商業(yè)調(diào)峰儲(chǔ)氣庫,即天津大港大張坨地下儲(chǔ)氣庫。截至2015年底,中國共建成地下儲(chǔ)氣庫11座,其中枯竭油氣田型儲(chǔ)氣庫10座、鹽穴型儲(chǔ)氣庫1座,工作氣總量為176億立方米,主要分布在環(huán)渤海和東部地區(qū)。
與歐美和俄羅斯相比,中國的地下儲(chǔ)氣庫建設(shè)起步晚且面臨諸多挑戰(zhàn)。
首先是受硬件設(shè)施限制,一方面,中國的地質(zhì)條件與歐美相差甚遠(yuǎn),整體構(gòu)造環(huán)境復(fù)雜,很難找到優(yōu)質(zhì)的淺層枯竭氣田作為建庫載體,含水層條件也劣于歐美;另一方面,中國的優(yōu)質(zhì)、大型建庫資源主要位于東北、西南和西北,離消費(fèi)區(qū)較遠(yuǎn),且相關(guān)的管道系統(tǒng)尚不完善,即使建了地下儲(chǔ)氣庫也很難發(fā)揮調(diào)峰作用。
其次是地下儲(chǔ)氣庫運(yùn)營模式尚不完善,與歐美國家和地區(qū)地下儲(chǔ)氣庫的獨(dú)立運(yùn)營、市場(chǎng)調(diào)節(jié)模式不同,目前中國地下儲(chǔ)氣庫的投資和運(yùn)營主體單一;而且與國外商業(yè)儲(chǔ)氣庫相比,中國地下儲(chǔ)氣庫規(guī)模較小,無法滿足調(diào)峰需求,截至2015年底,中國地下儲(chǔ)氣庫調(diào)峰能力僅占當(dāng)年天然氣消費(fèi)量的2.2%,遠(yuǎn)低于國際上公認(rèn)比較合理的11%的調(diào)峰氣比例。另外,中國的儲(chǔ)氣調(diào)峰定價(jià)機(jī)制尚未形成,成本回收和效益體現(xiàn)困難。
再次是相關(guān)政策措施缺乏可執(zhí)行性規(guī)定,監(jiān)管力度不夠,無法實(shí)際落實(shí)。雖然已出臺(tái)了一系列與儲(chǔ)氣庫相關(guān)的政策措施,但不夠明確,未對(duì)儲(chǔ)氣庫融資、價(jià)格調(diào)節(jié)和運(yùn)營補(bǔ)貼做出具體可執(zhí)行的規(guī)定。
發(fā)展前景與趨勢(shì)預(yù)測(cè)
歐美地下儲(chǔ)氣庫的發(fā)展表明,其對(duì)促進(jìn)天然氣貿(mào)易、保障供氣穩(wěn)定有積極意義,未來隨著天然氣需求的增加和貿(mào)易的多元化,全球范圍內(nèi)對(duì)地下儲(chǔ)氣庫的需求也將增長。
根據(jù)國際能源署(IEA)的預(yù)測(cè),2030年前,全球天然氣需求量將保持年均1.73%的增長率,2020年全球天然氣需求量將達(dá)到3.9萬億立方米,到2030年將達(dá)到4.5萬億立方米。按照目前地下儲(chǔ)氣庫工作氣量占天然氣消費(fèi)量10%的比例估算,未來5~10年全球地下儲(chǔ)氣庫的工作氣量有20%的增長潛力。
另外,受液化天然氣(LNG)貿(mào)易迅速發(fā)展和油氣價(jià)格持續(xù)低迷影響,全球天然氣貿(mào)易形式正發(fā)生變化,長期供氣協(xié)議和照付不議的合同模式受到越來越多的詬病,天然氣短期貿(mào)易量激增,而這需要儲(chǔ)氣庫進(jìn)行有效周轉(zhuǎn),也是未來推動(dòng)地下儲(chǔ)氣庫建設(shè)的重要因素。
不過,未來的地下儲(chǔ)氣庫需求與建設(shè)也呈現(xiàn)較明顯的區(qū)域分化。歐洲,特別是西歐,將是地下儲(chǔ)氣庫需求與建設(shè)增長的主要地區(qū);美國和俄羅斯的地下儲(chǔ)氣庫也會(huì)分別以非常規(guī)天然氣發(fā)展需求和天然氣出口需求為依托繼續(xù)增加;亞洲、中東等地區(qū)的地下儲(chǔ)氣庫需求也將有適度增長,但在全球地下儲(chǔ)氣庫數(shù)量和工作氣量中所占比例仍將保持較低水平。
歐洲地區(qū)不斷增加的地下儲(chǔ)氣庫需求主要來自對(duì)進(jìn)口天然氣依賴程度的增加。歷史經(jīng)驗(yàn)表明,天然氣儲(chǔ)備對(duì)天然氣進(jìn)口程度較高的國家和天然氣出口過境國意義重大,地下儲(chǔ)氣庫是天然氣儲(chǔ)備的重要形式。國際天然氣聯(lián)盟(IGU)的分析認(rèn)為,當(dāng)天然氣對(duì)外依存度達(dá)到和超過30%時(shí),地下儲(chǔ)氣庫的工作氣量需要超過天然氣消費(fèi)量的12%;如果天然氣對(duì)外依存度超過50%,則地下儲(chǔ)氣庫工作氣量要達(dá)到天然氣消費(fèi)量的20%。目前,西歐國家的天然氣對(duì)外依存度平均為40%,隨著本地天然氣產(chǎn)量的下降和天然氣對(duì)外依存度的增長,未來該地區(qū)地下儲(chǔ)氣庫的需求也會(huì)越來越迫切。歐盟對(duì)地下儲(chǔ)氣庫的中長期規(guī)劃是將工作氣量由目前的1083億立方米提高到1450億立方米。
美國擁有最多的地下儲(chǔ)氣庫和最大的工作氣量,其未來的地下儲(chǔ)氣庫發(fā)展模式與歐洲完全不同,非常規(guī)天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及由此引發(fā)的天然氣進(jìn)出口格局調(diào)整,將是今后美國地下儲(chǔ)氣庫建設(shè)的主要推動(dòng)力。以頁巖氣為代表的非常規(guī)天然氣資源的成功開發(fā),不僅改變了區(qū)域天然氣供需平衡,而且在改變局部地區(qū)的天然氣供給流向,美國未來的地下儲(chǔ)氣庫建設(shè)更多的是滿足非常規(guī)天然氣開發(fā)和出口需求。
俄羅斯的地下儲(chǔ)氣庫建設(shè)仍將延續(xù)出口導(dǎo)向型的發(fā)展模式,未來相關(guān)規(guī)劃也是為更好服務(wù)于天然氣出口。俄羅斯目前在建和正籌備的地下儲(chǔ)氣庫大部分位于西西伯利亞南部里海沿岸,這與俄羅斯近年來一直研究的經(jīng)土耳其和希臘向歐洲出口天然氣的規(guī)劃有直接關(guān)系。另外,俄羅斯正在東西伯利亞東部進(jìn)行地下儲(chǔ)氣庫勘探、選址,為進(jìn)軍亞太天然氣市場(chǎng)做準(zhǔn)備。