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德國的天然氣輸配狀態(tài)研究范文

德國是全球第4大天然氣消費國和第2大天然氣進口國，天然氣作為一次能源在其能源消費結(jié)構(gòu)中占據(jù)舉足輕重的地位。此外，德國因其地理位置特殊而成為歐洲大陸最重要的天然氣運輸中轉(zhuǎn)國之一。上述兩個因素直接決定了天然氣管網(wǎng)在德國能源輸配系統(tǒng)中的重要作用。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，德國的天然氣管網(wǎng)已經(jīng)基本成熟，總長度接近40×104km，同時配套建設(shè)了儲氣庫等設(shè)施，形成了龐大而復(fù)雜的管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。隨著市場自由化進程的不斷深入，德國天然氣市場已經(jīng)開始逐步擺脫自然壟斷，漸漸進入自由化市場階段。

1消費結(jié)構(gòu)

過去10年，德國每年的天然氣消耗量均維持在920×108m3以上，2005年超過了1000×108m3。最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示[1]，2010年其用氣量為962.6×108m3。根據(jù)2009年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)[2]，天然氣在德國的一次能源消費中所占比例僅低于石油，為21.8％（圖1）。鑒于2011年的日本福島核電站事故，德國聯(lián)邦政府決定逐漸關(guān)閉國內(nèi)核電站，利用天然氣和可再生綠色能源替代核能。因此，未來幾年，天然氣在德國一次能源消費中所占的比例將進一步提高。

雖然德國擁有歐洲第3的天然氣探明儲量，但是，德國本土生產(chǎn)的天然氣僅能滿足其年消耗量的15％左右，且這一數(shù)字呈逐年下降趨勢。因此，目前德國消耗的天然氣中有85％來源于國外（圖2），未來也不得不更加依賴進口。俄羅斯、挪威和荷蘭是德國天然氣的主要進口國，2009年德國從這3個國家進口的天然氣分別占進口天然氣總量的37％、27％和17％[2]。隨著2011年12月NordStream“北溪”海底管道的投產(chǎn)通氣，未來德國從俄羅斯進口天然氣的比例將會進一步增加。天然氣能源在德國的生產(chǎn)生活中用途極為廣泛，主要包括居民用氣（一般指獨立的供暖式房屋）、工業(yè)用氣及其他行業(yè)用氣（商業(yè)、公共服務(wù)設(shè)施、漁業(yè)）等。

根據(jù)德國聯(lián)邦能源和水資源協(xié)會（BDEW）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)[3]，德國天然氣消費以居民用氣和工業(yè)用氣為主，各占總消耗量的35％左右；其次是天然氣發(fā)電用氣，占總消耗量的15％；最后是商業(yè)用氣和社區(qū)供暖，亦占總消耗量的15％（圖3）�？梢灶A(yù)見，在德國逐步關(guān)閉核電站的同時，以天然氣為原料的火力發(fā)電作為替代核電站的相對理想方案，將得到大力發(fā)展。因此，未來幾年，天然氣在德國發(fā)電領(lǐng)域的消耗比例會顯著升高。

2市場結(jié)構(gòu)

德國的天然氣市場結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜[4]，在天然氣生產(chǎn)、進口和最終用戶之間，存在3個中間環(huán)節(jié)，由此形成天然氣輸配市場結(jié)構(gòu)（圖4）。在下游，即第三層次，約有700家城市配氣公司Stadtwerke（城市公共事業(yè)部門），負(fù)責(zé)為城市居民和部分中小型工業(yè)用戶供氣。城市配氣公司大多數(shù)歸當(dāng)?shù)卣�府所有，并由�?dāng)?shù)卣�府組織運營。城市配氣管網(wǎng)主要由分布在城市內(nèi)的中低壓管道組成，管徑相對較小，管材大多選用聚乙烯材料。在城市配氣公司的上游，是區(qū)域性輸配氣公司，約有30家，例如：GasUnion、Bayerngas及SaarFerngas。

區(qū)域性輸配氣公司組成了天然氣輸配市場的中游，即第二層次，其管網(wǎng)一般分布于某個州內(nèi)或者幾個州的部分地區(qū)。需要注意：某些大中型城市的Stadtwerke或者大型用戶可能越過該層次而直接與位于第一層次（上游）的天然氣進口商或者生產(chǎn)商直接簽訂供氣合同，例如：杜塞爾多夫、漢諾威、基爾、柏林等城市及當(dāng)?shù)氐哪承┐笮推髽I(yè)。在某些天然氣進口商的傳統(tǒng)市場區(qū)域內(nèi)，以前不存在所謂的中游企業(yè)，例如：萊茵河-魯爾地區(qū)直接由RWE/Thyssengas和E.ON魯爾氣公司負(fù)責(zé)供氣；然而，近些年這些進口商紛紛成立相應(yīng)的企業(yè)，例如：E.ONAvacon、E.ONHanse及RWERheinRuhr，以便更靈活地進行天然氣貿(mào)易，更好地為下游配氣公司服務(wù)。位于第一層次的上游公司，負(fù)責(zé)進口或生產(chǎn)天然氣，供給中下游公司或直接為大型城市（如漢堡、慕尼黑、斯圖加特）和特大型工業(yè)用戶（如BASF）供氣，其管網(wǎng)大多為大管徑高壓長輸管道，貫穿整個德國或者多個州。當(dāng)前主要有7家相對大型的企業(yè)位于市場的這一層次：E.ON魯爾氣、VerbundnetzGasAG（VNG）、Wingas、GasunieDeutschland、RWE/Thyssengas以及兩家在德國本土擁有生產(chǎn)能力的國際公司，�？松�美孚和殼牌。另外，還有少數(shù)外國公司在德國通過合資方式部分參與天然氣輸配業(yè)務(wù)，例如：法國燃?xì)夤�司（GDFsuez）、丹麥DONG公司，BP英國石油和意大利Eni能源集團等。

德國當(dāng)前的天然氣輸配市場結(jié)構(gòu)是在20世紀(jì)90年代因Wingas公司的進入而建立的。Wingas由德國化工巨頭BASF的油氣領(lǐng)域子公司W(wǎng)intershall與俄羅斯天然氣工業(yè)股份公司Gazporm合資成立，各持50％股份。由于掌握氣源，Wingas公司可直接修建管道為用戶供氣。該模式打破了之前其他公司在傳統(tǒng)市場區(qū)域內(nèi)的自由壟斷，制造了競爭，例如：某些中型工業(yè)用戶可以脫離之前的城市配氣網(wǎng)絡(luò)，直接與上游或中游公司簽訂供氣合同。因此無論是第一層次還是第二層次的天然氣企業(yè)，都可以直接為最終用戶供氣。

從1998年開始，德國著手建立、健全以天然氣市場自由化為目標(biāo)的法律法規(guī)。德國聯(lián)邦卡特爾局（Bundeskartellamt），又稱企業(yè)聯(lián)合管理局，負(fù)責(zé)在聯(lián)邦政府頒布的競爭法令框架內(nèi)對天然氣公司之間的競爭進行監(jiān)管，避免壟斷的發(fā)生。之前德國天然氣市場普遍存在的長達(dá)二三十年的供氣合同被認(rèn)定為非法，從而為更多公司提供了進入市場的機會，也為用戶提供了選擇供氣商的機會。

當(dāng)前，德國政府主要通過兩個方面的工作，使天然氣市場逐步走向開放。其一，為第三方提供公平進入市場的機會。在德國，管道公司普遍為大型能源公司所擁有，其有能力通過不對外開放自身的管道設(shè)備，使?jié)撛诘挠懈偁庩P(guān)系的天然氣貿(mào)易商無法參與到市場中來。因此，需要將管道公司從能源企業(yè)中剝離出來，形成獨立的、只提供運輸服務(wù)的管道企業(yè)。這些獨立出來的管道公司需要對市場公開其管道的輸送能力（訂單量和剩余量），并對所有用戶開放相關(guān)信息，從而為其他貿(mào)易商提供公平的機會使用其管網(wǎng)設(shè)施，從而能夠參與到天然氣輸配市場中來。但是，由于歷史原因，通過法律強制剝離出來的管道公司與其前母公司普遍存在千絲萬縷的聯(lián)系，因此，在一些管道公司公布的管道輸氣能力信息中，經(jīng)�？梢钥吹健澳承┕艿酪呀�(jīng)被其前母公司預(yù)定了全部的輸氣量，無法為其他公司提供輸氣能力”的信息，而事實上該管道尚有剩余輸氣能力。其二，使更多的天然氣在市場中流動。2006年4月，聯(lián)邦卡特爾局規(guī)定下游公司不得與單一的供氣商簽訂長期合同。舉例說明：如果一個供氣商提供給下游公司的氣量超過了該公司全年用氣量的80％，則只能簽訂最長不超過兩年的合同；如果一個供氣商提供給下游公司的氣量超過了該公司全年用氣量的50％，則最多簽訂為期4年的合同。通過此方法，可以將更多的天然氣釋放到市場中。從企業(yè)的角度出發(fā)，德國的能源公司普遍認(rèn)為上述兩點措施會影響上游和中游管道企業(yè)對管網(wǎng)進行投資建設(shè)的積極性，同時也會影響供氣的穩(wěn)定性。不過無論如何，未來的德國天然氣市場都在向著更加開放、更加自由化的方向前進，這一點毋庸置疑。

3天然氣管網(wǎng)

德國擁有5家大型長輸管道運營公司（圖5[5]）以及近40×104km管道組成的復(fù)雜管網(wǎng)，其中包括超過10×104km（27％）的0.1MPa以上的輸氣管道、15×104km（35％）的1000Pa~0.1MPa的輸氣管道以及約15×104km低于1000Pa的城市配氣管網(wǎng)。

3.1管道運營公司

（1）OpenGridEurope：其位于德國埃森，2010年8月成立，其前身是E.ON集團天然氣輸送公司。該公司是目前德國****的天然氣管道公司，管轄超過11466km的天然氣管網(wǎng)，其中包括一些重要的長輸管道（MEGAL、TENP、NETRA等），管網(wǎng)覆蓋德國除東北部的多數(shù)地區(qū)，年輸量超過600×108m3。

（2）WingasTransport：是Wingas公司旗下的長輸管道公司，總部位于德國卡塞爾。該公司擁有總長度2303km的天然氣管網(wǎng)，絕大多數(shù)為DN800以上的大管徑高壓管道，年輸量超過150×108m3。

（3）GasunieDeutschland：是荷蘭Gasunie公司的全資子公司，總部位于德國漢諾威。2008年Gasunie收購德國BEBTransport公司的管道業(yè)務(wù)，組建了GasunieDeutschland，隨后成為德國西北部最重要的天然氣管道公司。其在德國境內(nèi)擁有總長度約3200km的天然氣管道，年輸量超過130×108m3。同時，該公司與OpenGridEurope和VNGOntras共同運行德國北部的重要輸氣干線NETRA，為柏林供氣。

（4）VNGOntras：是德國第3大天然氣進口廠商VNG的下屬管道公司，是原東德地區(qū)最主要的天然氣管網(wǎng)運營商，總部位于德國萊比錫。其擁有總長度為7228km的天然氣管道，年輸量超過150×108m3。

（5）Thyssengas：總部位于多特蒙德，運營管網(wǎng)主要位于德國西部的萊茵河-魯爾工業(yè)區(qū)，管道總長度超過4200km，年輸量約60×108m3。由于進口天然氣的原產(chǎn)地不同，在德國市場內(nèi)存在兩種熱值的天然氣，即根據(jù)燃?xì)獾奈植粗笖?shù)區(qū)分為高熱值氣（12.8~15.7kW?h/m3）和低熱值氣（10.5~13.0kW?h/m3）。高熱值氣主要由俄羅斯、挪威、北海氣田的進口氣組成，低熱值氣則為德國本土生產(chǎn)以及從荷蘭進口的天然氣。因此，德國的天然氣管網(wǎng)也被分成了兩個獨立的系統(tǒng)分別輸送不同熱值的天然氣。高熱值天然氣管網(wǎng)廣泛分布于德國大部分地區(qū)，而低熱值天然氣管網(wǎng)則主要集中在西北部地區(qū)，靠近德國和荷蘭邊境。以上5家管道公司中，位于東部地區(qū)的VNGOntras和以輸送俄羅斯進口天然氣為主的WingasTransport公司的管網(wǎng)完全用于輸送高熱值天然氣，而其他3家公司則各自管理運營兩套管網(wǎng)以輸送不同質(zhì)量的天然氣。

3.2現(xiàn)有和在建長輸管道

（1）MEGAL管道：MEGAL是德語MittelEurop-ischeGasleitung的縮寫，即中歐天然氣管道。該管道是自東至西貫穿德國南部的天然氣動脈，包括貫穿德國南部的干線管道MEGALNord和連接奧地利與德國邊境的南部支線管道MEGALSüd，始建于1975年，1980年投產(chǎn)，總投資3.34×1012歐元。干線管道為兩條平行鋪設(shè)的長度分別為459km和448km的埋地管道，上游管徑DN1100～DN1200，下游管徑略有縮小，為DN900[6]，起點為捷克和德國的邊境城市瓦德豪斯（Waidhaus），終點為德國和法國的邊境城市梅德斯海姆（Medelsheim），沿途設(shè)置3座壓縮機站，設(shè)計壓力8MPa，年輸送能力220×108m3。南部支線MEGALSüd則是一條管徑DN800、長度167km的輸氣管道，起于奧地利和德國的邊境城市歐博卡佩爾（Oberkappel），并與干線管道交匯于德國城市施萬多夫（Schwandorf）和羅森施塔特（Rothenstadt）附近，沿途設(shè)置有兩座壓縮機站，設(shè)計壓力6.75MPa。德國OpenGridEurope公司擁有該管道51％的所有權(quán)，法國燃?xì)夤�司和奧地利OMV公司分別擁有該公司44％和5％的所有權(quán)，目前法國燃?xì)夤�司的子公司GRTgazDeutschlandGmbH負(fù)責(zé)其日常的運行管理。

（2）TENP管道：德國西南部地區(qū)的一條主要長輸天燃?xì)夤艿�，始建�?972年，負(fù)責(zé)將北海氣田生產(chǎn)的天然氣經(jīng)過荷蘭輸送至德國，隨后沿德法邊境向南輸送至德國和瑞士邊境，最后進入意大利。德國境內(nèi)的管道全長500km，采用兩條DN900管道平行鋪設(shè)，沿途設(shè)置4座壓縮機站，設(shè)計輸量155×108m3/a[7]。該管道與MEGAL管道交匯于德國米特爾布魯恩（Mittelbrunn）地區(qū)，E.ON魯爾氣公司和意大利Eni公司合資組成的TENP管道公司（所有權(quán)分別為51％和49％）負(fù)責(zé)其日常的運行管理。

（3）NETRA管道：NETRA是德語NorddeutscheErdgasTransversale的縮寫，即北德天然氣橫貫線。該管道1995年投產(chǎn)，全長408km，起于德國西北部海岸城市埃姆登（Emden）和道努姆（Dornum），負(fù)責(zé)將北海產(chǎn)天然氣輸送至柏林和沿線其他城市，設(shè)計輸量214×108m3/a。管道所有者分別為德國OpenGridEurope（41.7％）、GasunieDeutschland（29.6％）以及挪威國家石油公司Statoi（l28.7％）。（4）OPAL和NEL管道：近年來，俄羅斯和烏克蘭在天然氣收費和過境問題上頻頻出現(xiàn)摩擦，對一些歐洲國家的天然氣供應(yīng)造成影響。因此，俄羅斯建設(shè)了穿越波羅的海的NordStream（北溪）海底天然氣管道，直達(dá)德國東北部�！氨毕�”管道的建成開通使俄羅斯首次實現(xiàn)不必經(jīng)過第三國領(lǐng)土，直接向西歐國家輸氣。德國境內(nèi)則建造了OPAL管道（Ostsee-Pipeline-Anbindungsleitung波羅的海管道聯(lián)絡(luò)線）和NEL管道（NorddeutscheErdgasleitung北德天然氣管道），由“北溪”管道進口的天然氣可進一步向南和向西輸送（圖6[8]）。OPAL管道始于“北溪”管道的終點——格賴夫斯瓦爾德的Lubmin小鎮(zhèn)，沿德國東部邊境向南直至德國和捷克邊境小鎮(zhèn)奧爾本豪（Olbernhau），全長470km，管徑DN1400，在柏林附近的萊德蘭（Radeland）設(shè)置一座壓縮機站，設(shè)計壓力10MPa，年輸量350×108m3。NEL管道從Lubmin起始至德國西北部的Rehden，全長440km，管徑DN1200，設(shè)計壓力10MPa，年輸量200×108m3[9]。OPAL管道已于2011年12月通氣，NEL管道目前尚處于建造階段，預(yù)計2012年投產(chǎn)；未來這兩條管道均將與WingasTransport公司的管網(wǎng)相連。此外，WingasTransport公司擁有的天然氣管道也基本上是德國比較重要的輸氣干線，例如：JAGAL、STEGAL、MIDAL和WEDAL等。

4地下儲氣庫

德國一直比較重視儲氣庫設(shè)施，尤其是地下儲氣庫的發(fā)展。儲氣庫不但可以實現(xiàn)調(diào)峰的目的而且對于德國這樣的天然氣進口大國，發(fā)展儲氣庫，在保證供氣安全方面具有重要的現(xiàn)實意義。德國目前擁有近50座儲氣庫，能夠提供超過200×108m3的工作氣量，如果將正在建造和未來幾年計劃建造的儲氣庫考慮在內(nèi)，可供使用的工作氣量將達(dá)到300×108m3[10]，占其全年天然氣消耗量的30％以上，按****日采氣量計，其有效氣量可供采氣約50d（表1）。如果按照德國天然氣全年平均消耗量計算，在全部進口和生產(chǎn)斷絕的情況下，可確保全國供氣近100d，可以有效地保證供氣安全。德國的大型能源企業(yè)普遍涉及儲氣庫的建造和運營，如E.ON魯爾氣、Wingas、VNG和RWE及其子公司。同時，這些企業(yè)還組建獨立的儲氣庫公司對部分儲氣庫進行專門管理，如E.ONGasStorage公司。另有些儲氣庫由當(dāng)?shù)氐娜細(xì)夤�司�?fù)責(zé)，主要負(fù)責(zé)城市供氣調(diào)峰，如柏林的GASAGBerlinerGaswerke公司和漢諾威的GHG-GasspeicherHannover公司等。

綜上所述，德國的天然氣輸配設(shè)施經(jīng)過多年發(fā)展已經(jīng)進入相對成熟的階段，擁有遍布全國的管網(wǎng)和儲氣庫設(shè)施。與此同時，德國積極開拓新的進口氣源，加強與俄羅斯等歐洲主要天然氣出口國的直接聯(lián)系，很大程度上保障了供氣的可靠性與安全性。另一方面，德國積極涉足可再生能源在燃?xì)忸I(lǐng)域的應(yīng)用、沼氣開發(fā)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與天然氣系統(tǒng)的整合等課題，均將為未來德國的能源戰(zhàn)略提供更有效的保障。在天然氣市場方面，德國從20世紀(jì)末開啟了市場自由化進程，雖然當(dāng)前還存在一些不足，但已經(jīng)基本建立了相對完善的市場準(zhǔn)入機制和相對開放的天然氣貿(mào)易市場；在未來，德國將繼續(xù)其促進天然氣市場自由化的努力，最終建立公平開放的天然氣市場。