煤炭兜底、多能互補(bǔ)是我國(guó)保障能源安全、增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)能力的主要方式之一。本文以天然氣產(chǎn)業(yè)為落腳點(diǎn)，分析了多能互補(bǔ)的基本形式和實(shí)現(xiàn)條件，認(rèn)為要提高極端情況下天然氣行業(yè)的多能源轉(zhuǎn)化能力，就需要提高不同區(qū)域和不同主體間熱網(wǎng)、電網(wǎng)、氣網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通水平，鼓勵(lì)分布式/分散式利用重點(diǎn)領(lǐng)域，以及關(guān)系民生國(guó)防的重點(diǎn)企業(yè)建設(shè)雙燃料/多燃料系統(tǒng)，加大油田生產(chǎn)和煤制油氣“卡脖子”技術(shù)攻關(guān)力度，提升關(guān)鍵設(shè)備庫(kù)存?zhèn)溆盟健?/span>

供應(yīng)環(huán)節(jié)天然氣多能轉(zhuǎn)化的主要形式

一是油氣田生產(chǎn)用能的新能源替代。油氣田生產(chǎn)用能為油田生產(chǎn)所需能源。其中，油氣主要來(lái)自于自身生產(chǎn)；所用電目前以外購(gòu)電為主，少量為油田自身建設(shè)的風(fēng)電、光伏等新能源。目前，主要石油公司都致力于利用自身油氣田所在地的風(fēng)光資源優(yōu)勢(shì)推動(dòng)生產(chǎn)用能的清潔化。在極端情況下，通過(guò)保障電力供應(yīng)安全可基本滿足油氣生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

二是煤制氣對(duì)天然氣生產(chǎn)的補(bǔ)充。在極端情況下，若國(guó)外天然氣進(jìn)口受到影響，煤制天然氣是天然氣供應(yīng)的重要補(bǔ)充方式，這涉及已有項(xiàng)目的供應(yīng)能力和新增項(xiàng)目的建設(shè)能力兩個(gè)方面。截至目前，我國(guó)共核準(zhǔn)內(nèi)蒙古、新疆兩地5個(gè)煤制天然氣項(xiàng)目，核準(zhǔn)產(chǎn)能191億立方米/年，實(shí)際已建產(chǎn)能41.3億立方米/年。極端情況下，新增煤制天然氣項(xiàng)目如何形成實(shí)際供應(yīng)能力，需要考慮項(xiàng)目建設(shè)周期、國(guó)產(chǎn)化建設(shè)運(yùn)營(yíng)條件等。工藝技術(shù)設(shè)計(jì)方面，流程相對(duì)成熟，國(guó)內(nèi)大型設(shè)計(jì)院均具備獨(dú)立完成的能力。設(shè)備方面，除部分關(guān)鍵的壓縮機(jī)、泵及分析儀表需要進(jìn)口外，大部分設(shè)備為國(guó)產(chǎn)。維修方面，除進(jìn)口的關(guān)鍵設(shè)備外，大部分可依賴(lài)國(guó)內(nèi)。建設(shè)周期大約需要2.5年，考慮前期工作，通常所需時(shí)間在3年以上，其中設(shè)備采購(gòu)12～18個(gè)月，安裝調(diào)試12～15個(gè)月。在生產(chǎn)運(yùn)行方面，核心影響因素甲烷化催化劑已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，大唐集團(tuán)、中海油氣電均有相應(yīng)產(chǎn)品。

運(yùn)輸環(huán)節(jié)天然氣多能轉(zhuǎn)化主要為電能替代

在中間管道運(yùn)輸環(huán)節(jié)，天然氣與其他能源的互補(bǔ)主要集中在壓氣站環(huán)節(jié)，體現(xiàn)為電驅(qū)壓縮機(jī)對(duì)天然氣壓縮機(jī)的替代和備用。我國(guó)壓縮機(jī)有燃?xì)怛?qū)動(dòng)和電驅(qū)動(dòng)兩類(lèi)。由于電驅(qū)壓縮機(jī)國(guó)產(chǎn)化率較高，產(chǎn)品較為成熟，目前，新建天然氣管道的壓縮機(jī)以電驅(qū)為主。天然氣壓縮機(jī)主要集中在前期建設(shè)的西氣東輸一線、西氣東輸二線、中亞-中國(guó)天然氣等長(zhǎng)輸管道中，且大都以進(jìn)口機(jī)組為主。

在極端情況下發(fā)生故障時(shí)，一是依靠自身配備的備用機(jī)組保障安全運(yùn)行；二是將天然氣壓縮機(jī)更換為電驅(qū)壓縮機(jī)，通過(guò)保障電力供應(yīng)實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行。目前，電驅(qū)裝置的安裝和調(diào)試所用時(shí)間一般為6個(gè)月左右，其中簽訂購(gòu)買(mǎi)合同至到貨需3個(gè)月，現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試需要3個(gè)月。

終端用能環(huán)節(jié)天然氣多能轉(zhuǎn)化的主要形式

在終端用能環(huán)節(jié)，天然氣用氣領(lǐng)域較多，多能轉(zhuǎn)化涉及的能源品種/燃料種類(lèi)不同、形式不同，發(fā)展基礎(chǔ)也有差異。總的來(lái)說(shuō)，天然氣多能轉(zhuǎn)化主要有三種形式：

第一種是在發(fā)電、居民集中采暖、工業(yè)集中供熱領(lǐng)域，借助電網(wǎng)、熱網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通和互保互供，實(shí)現(xiàn)天然氣與煤炭、電能等的多能轉(zhuǎn)化，保障終端用能的穩(wěn)定。極端情況下，可能存在燃?xì)怆姀S改為燃煤電廠、燃?xì)忮仩t改為燃煤/電鍋爐的情況。前一種實(shí)際是新建燃煤電廠，通常建設(shè)周期需兩年左右，考慮前期工作，共計(jì)約需2.5～3年時(shí)間。后一種實(shí)際是更換鍋爐，涉及新鍋爐的購(gòu)買(mǎi)、安裝和調(diào)試等，通常6個(gè)月內(nèi)可以完成。

第二種是在原料用能領(lǐng)域，通過(guò)煤制化工品和油制化工品對(duì)天然氣制化工產(chǎn)品的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)天然氣與煤炭、石油的多能轉(zhuǎn)化。極端情況下，存在新建煤化工項(xiàng)目的可能，這時(shí)從廠平到建設(shè)完成大約需要2.5年，考慮前期工作，通常需3年以上。

第三種是在居民、分戶(hù)采暖、區(qū)域供熱、工業(yè)燃料、交通等領(lǐng)域，通過(guò)電、煤、油等終端用能設(shè)備對(duì)燃?xì)庠O(shè)備的替換，實(shí)現(xiàn)多能轉(zhuǎn)化。由于電磁爐、電熱水器等電炊具的高普及率，居民炊事用氣的多能源轉(zhuǎn)化能力相對(duì)較強(qiáng)，所需時(shí)間也最短。燃?xì)獗趻鞝t分戶(hù)采暖涉及分戶(hù)式電采暖設(shè)備的購(gòu)買(mǎi)安裝或城市集中熱網(wǎng)的接入，大體上6個(gè)月左右可以完成。在區(qū)域采暖和供熱中，大多數(shù)燃?xì)忮仩t房為燃?xì)忮仩t的“一用一備”，并沒(méi)有燃煤鍋爐、電鍋爐等其他熱源作為備用，天然氣多能轉(zhuǎn)化涉及新鍋爐的購(gòu)買(mǎi)、安裝和調(diào)試等，通常6個(gè)月內(nèi)可以完成。由于原裝天然氣車(chē)船的單一燃燒系統(tǒng)，交通方面天然氣多能轉(zhuǎn)化表現(xiàn)為電、氫等其他燃料車(chē)船對(duì)天然氣車(chē)船的替代。在產(chǎn)品和資金均充裕的情況下，大都在6個(gè)月內(nèi)可以完成替換。

我國(guó)天然氣多能轉(zhuǎn)化主要存在三方面挑戰(zhàn)

一是在基礎(chǔ)設(shè)施層面，不同區(qū)域和不同主體間互聯(lián)互通和互保互供能力可能還存在欠缺。天然氣行業(yè)本身需要側(cè)重考察氣源型基礎(chǔ)設(shè)施的富裕能力和互保互濟(jì)能力、天然氣管網(wǎng)內(nèi)部各管道的互聯(lián)互通和靈活供氣能力，以及不同燃?xì)夤窘K端燃?xì)夤芫W(wǎng)的互聯(lián)互通能力。在多能轉(zhuǎn)化方面，需要側(cè)重考慮電網(wǎng)的最大供應(yīng)能力，特別是能否滿足極端情況下終端用戶(hù)用能由天然氣轉(zhuǎn)化為電能（如天然氣采暖改為電采暖）的需要；需要考察熱網(wǎng)的供應(yīng)能力能否滿足極端情況的需要，不同主體的熱網(wǎng)之間有無(wú)互聯(lián)互通的需要等。

二是在設(shè)備和運(yùn)行層面，關(guān)鍵核心設(shè)備、生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化水平、備用能力、維修保養(yǎng)水平等還需要進(jìn)一步提高。例如，與燃?xì)怛?qū)動(dòng)壓縮機(jī)、燃?xì)獍l(fā)電密切相關(guān)的燃?xì)廨啓C(jī)的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力和運(yùn)行能力。再例如，煤制天然氣建設(shè)和生產(chǎn)中關(guān)鍵設(shè)備、甲烷化催化劑等產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化的技術(shù)成熟度。

三是在體制機(jī)制層面，天然氣有序用氣機(jī)制、不同情景下多能轉(zhuǎn)化機(jī)制等還需要進(jìn)一步完善。從目前來(lái)看，居民炊事用氣的多燃料轉(zhuǎn)化能力相對(duì)較強(qiáng)，大多數(shù)家庭能在極短時(shí)間內(nèi)切換用電。但在其他用氣領(lǐng)域，特別是采暖用氣等剛性需求和核心需求領(lǐng)域，還需進(jìn)一步細(xì)化需求側(cè)管理。例如，需要根據(jù)不同情況下不同能源轉(zhuǎn)化所需的時(shí)間、方式和規(guī)模，建立和完善各自相應(yīng)的應(yīng)急保供動(dòng)用程序和方法等。

從四方面著手提高天然氣多能轉(zhuǎn)化能力

一是不斷完善終端熱網(wǎng)、電網(wǎng)、氣網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施布局，重點(diǎn)提升不同區(qū)域和不同主體間基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通水平。當(dāng)發(fā)生天然氣中斷的極端情況時(shí)，能否最低限度減少對(duì)終端用能的影響，考驗(yàn)的是基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通和互保互供能力。除了不同天然氣氣源間的互保互供外，唯有高質(zhì)量聯(lián)通的熱網(wǎng)、電網(wǎng)作為保障，天然氣才能在終端“無(wú)感覺(jué)”的情況下實(shí)現(xiàn)與同處“一張網(wǎng)”的煤炭、風(fēng)電光伏等實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)化。

二是鼓勵(lì)分布式/分散式重點(diǎn)利用領(lǐng)域，以及關(guān)系民生國(guó)防的重點(diǎn)企業(yè)建設(shè)雙燃料/多燃料系統(tǒng)。對(duì)于燃?xì)獗趻鞝t分戶(hù)采暖、區(qū)域燃?xì)忮仩t房、部分工業(yè)用戶(hù)等以天然氣單燃料系統(tǒng)為主的用戶(hù)，在天然氣中斷的極端情況下，實(shí)現(xiàn)多能轉(zhuǎn)化需要更換燃?xì)庠O(shè)備，用時(shí)一般在6個(gè)月以?xún)?nèi)，因此，提前建設(shè)雙燃料/多燃料系統(tǒng)，是最低限度減少影響、實(shí)現(xiàn)快速多能轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。

三是加大油田生產(chǎn)和煤制油氣“卡脖子”技術(shù)的攻關(guān)力度，提升關(guān)鍵設(shè)備庫(kù)存?zhèn)溆盟健?duì)于以年為單位的長(zhǎng)時(shí)間天然氣短供或斷供，天然氣多能轉(zhuǎn)化可能涉及國(guó)內(nèi)油氣田布井提速，煤制天然氣、煤電、煤化工等項(xiàng)目建設(shè)，常規(guī)用時(shí)大都在2.5～3年。除縮短行政審批等可控時(shí)間外，技術(shù)和設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化水平、關(guān)鍵設(shè)備的庫(kù)存?zhèn)溆媚芰κ菦Q定項(xiàng)目建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)短的關(guān)鍵。

四是進(jìn)一步完善天然氣行業(yè)多能互補(bǔ)體制機(jī)制。一方面，需進(jìn)一步完善有序用氣方案，在已建立3億立方米/天非居民可中斷調(diào)峰用戶(hù)清單基礎(chǔ)上，動(dòng)態(tài)完善，確保清單用戶(hù)的可操作性和可落地性。另一方面，需建立不同情景下不同能源品種間的多能轉(zhuǎn)化聯(lián)系機(jī)制、不同預(yù)警級(jí)別下的不同能源品種間的互保互供和調(diào)度機(jī)制，以及不同預(yù)警級(jí)別下的需求側(cè)響應(yīng)機(jī)制等。