高 建 董秀成

中國石油大學（北京）工商管理學院

近年來，受益于我國環(huán)境保護力度的不斷加大和城鎮(zhèn)化發(fā)展的客觀需求，天然氣已成為我國推進能源革命、實現(xiàn)主體能源綠色低碳更替的重要選擇[1]。根據(jù)《中長期油氣管網(wǎng)規(guī)劃》，到2025年，全國50萬人口以上的城市將基本接入天然氣管道，全國城鎮(zhèn)天然氣人口從2016年的3億人增長到2025年的5.5億人。為實現(xiàn)這一目標，有必要進一步研究我國天然氣消費量的發(fā)展趨勢，探尋影響我國天然氣消費量的驅(qū)動因素，因地制宜消除制約天然氣發(fā)展的地區(qū)瓶頸，為天然氣產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和政策制定提供決策依據(jù)。

1 中國城市天然氣消費特征

隨著我國城鎮(zhèn)化水平逐步提高，城市天然氣消費總量迅速增長，2005—2015年全國天然氣消費量增長率達390.62%，年均復合增長率達17.23%（表1）。目前，我國天然氣實現(xiàn)了地級以上城市90%覆蓋，燃氣普及率為95.30%，有656個城市大部分已采用天然氣作為城市清潔能源，天然氣的供應和服務也逐步向縣城鄉(xiāng)鎮(zhèn)延伸[2]。

從區(qū)域來看，我國城市天然氣消費主要集中在華北和華東地區(qū)。2015年，兩地區(qū)城市天然氣消費量占全國城市的比例達53.43%，其中華東地區(qū)為29.93%，華北地區(qū)為23.50%。從地區(qū)增長速度來看，得益于國家長距離干線管道和LNG項目的建設，2005—2015年華南和華中地區(qū)的城市天然氣消費量快速增長，而西南地區(qū)發(fā)展速度則較為緩慢[3]。天然氣消費對管網(wǎng)設施的依賴特性，決定了我國天然氣在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期管網(wǎng)體系不完善的情況下“就近消費”的特征，2005年川渝地區(qū)和西北地區(qū)天然氣消費量占全國總量的49.90%。隨著我國天然氣“西氣東輸、北氣南下、海氣登陸、液化點供”供應體系的建立和完善，中國天然氣市場的消費中心逐漸向經(jīng)濟發(fā)達的華北、華東和華南地區(qū)轉(zhuǎn)移。

表1 2005—2015年中國各地區(qū)城市天然氣消費量表

2 中國城市天然氣消費量分解

2.1 城市天然氣消費量分解模型

由于迪氏對數(shù)指標分解法具有分解無殘差等優(yōu)點[4-5]，筆者運用此方法對全國各省區(qū)市2005—2015年城市天然氣消費量進行了研究，并將城市天然氣消費量的影響效應分解為空間擴張效應、管網(wǎng)密度效應、人口密度效應、人口城鎮(zhèn)化效應、居民天然氣氣化率、能源消費彈性效應、天然氣替代效應、經(jīng)濟增長效應和管道規(guī)模效應等9個分效應。

在建立模型時，進行了3個理論假設：①不考慮我國城市天然氣用戶消費結構，以2014年為例，我國城市民用天然氣消費量為710×108m3，占當年全國城市天然氣消費量的73.65%，占全國天然氣消費總量的38.8%，為了便于分解計算，筆者不考慮城市天然氣用戶的消費結構；②城市天然氣價格統(tǒng)一采用民用天然氣價格，2010年以前，天然氣應用較少的貴州、云南、新疆和山西等省區(qū)市不存在工業(yè)天然氣價格；③城市天然氣消費替代能源效應近似為替代能源價格與天然氣價格的比值。假定天然氣和其他能源屬于完全替代的兩種能源商品，當滿足邊際替代率等于價格之比，消費者收益達到最大化，天然氣能源替代率近似為天然氣與替代能源價格比，即

城市天然氣消費量結構分解為：

運用迪氏對數(shù)指標分解法得出省市天然氣消費變化量的分解效應為：

其中

2.2 數(shù)據(jù)來源與處理

筆者數(shù)據(jù)來源自2005—2015年的《中國統(tǒng)計年鑒》[6]《中國能源統(tǒng)計年鑒》[2]《中國城市統(tǒng)計年鑒》[3]和《中國國土資源統(tǒng)計年鑒》[7]，其中：①城市天然氣消費量采用歷年《中國能源統(tǒng)計年鑒》中各省區(qū)市城市天然氣供應情況的數(shù)據(jù)；②天然氣價格采用歷年省會城市居民天然氣價格，采用熱卡填充法插入缺失值；③替代能源價格采用各省歷年水電燃料類居民消費價格指數(shù)[8]；④城鎮(zhèn)人口采用各省區(qū)市常住人口數(shù)據(jù)，用氣人口來源于歷年《中國能源統(tǒng)計年鑒》。計算得出2005—2015年中國各省區(qū)市天然氣消費量分效應相關系數(shù)（圖1）。

2005—2015年城市天然氣消費量增長幅度最大的分別是江西、貴州、云南和廣西，而增速最慢的分別為四川、福建、青海和重慶。2005—2015年城市管網(wǎng)密度增長幅度最大的分別是貴州、廣西、山西和廣東，而增速最慢的分別為重慶、青海、福建和天津。人口城鎮(zhèn)化變化率方面，2005—2015年增速最快的是貴州、河南、云南和陜西，而增速最慢的分別為上海、北京、吉林和天津[9]。

圖1 2005—2015年城市天然氣消費量與各效應相關關系圖

從城市天然氣消費量與各分效應的相關系數(shù)（表2）中可以看出，管網(wǎng)密度效應、能源消費彈性效應、居民天然氣氣化率、管道規(guī)模效應、人口密度效應線形相關明顯。其中能源消費彈性效應與消費量明顯負相關，而人口城鎮(zhèn)化效應、天然氣替代效應、經(jīng)濟增長效應和空間擴張效應線形相關不明顯?？臻g擴張效應、管網(wǎng)密度效應、人口城鎮(zhèn)化效應、居民天然氣氣化率、經(jīng)濟增長效應和管道規(guī)模效應對消費量正相關，會有效推動城市天然氣消費量的增長。能源消費彈性有效降低了能源消費總需求量，從而直接降低了天然氣消費量，天然氣替代效應和人口密度效應也對消費量整體呈負相關[10]。

3 中國城市天然氣消費貢獻率分解

3.1 城市天然氣消費貢獻率分解

運用中國各省區(qū)市2005—2015年城市天然氣消費量和各個分效應數(shù)據(jù)，計算得出各分效應在城市天然氣消費量中的貢獻率（圖2）：①能源消費彈性效應普遍為負，即隨著能源利用效率的提升，能源消費彈性系數(shù)降低了各省能源整體消費需求量，從而最終有效降低了天然氣的需求量；②管道規(guī)模效應和管道密度效應分別從管道建設的總規(guī)模和完善程度兩個角度來看，對城市天然氣消費量起到了重大的推動作用，兩者合計占到總效應的40%～60%，其中山西和江西都則達到了總效應的70%，而福建和青海僅為20%；③經(jīng)濟增長效應一方面通過影響居民個人天然氣消費能力和收入水平，另一方面也體現(xiàn)出地方整體經(jīng)濟發(fā)展水平，通過居民天然氣消費能力和天然氣管道設施投資能力兩個路徑，促進城市天然氣消費量變化；④居民天然氣氣化率方面，除了早期氣化率已較高的北京、天津、上海和川渝地區(qū)效應不明顯外，在多數(shù)省份的貢獻率都接近20%，天然氣新興省份比例可達到30%～40%；⑤相對于人口城鎮(zhèn)化效應[11]，空間擴張效應更能推動天然氣消費量的變化，即從空間建筑面積的城鎮(zhèn)化擴張相比戶籍人口城鎮(zhèn)化有更直接的關聯(lián)關系；⑥天然氣替代效應在天然氣市場較為完善的北京、天津、上海和川渝地區(qū)效應明顯，而在云南、江西和福建等地區(qū)替代能源效應為負，體現(xiàn)出經(jīng)濟發(fā)展水平高和天然氣市場完善地區(qū)的天然氣價格與替代能源價格存在競爭優(yōu)勢，并且用戶可以承受較高的天然氣消費價格，而在天然氣市場不完善或經(jīng)濟不發(fā)達的省份，用戶得價格承受能力明顯較差，天然氣價格與替代能源價格相比不存在優(yōu)勢[12]。

3.2 城市天然氣消費驅(qū)動因素

目前，華北、華東、華南和川渝地區(qū)管網(wǎng)建設相對發(fā)達，在居民天然氣氣化率、消費量、管道網(wǎng)絡建設等方面都位居全國前列；東北、中部和西部等區(qū)域的管網(wǎng)布局空間還很大，天然氣普及率則相對較低。管道密度效應和管網(wǎng)規(guī)模效應、經(jīng)濟增長效應、居民天然氣氣化率效應、空間擴張效應、能源消費彈性效應能顯著推動城市天然氣消費量的增長，但人口密度效應、人口城鎮(zhèn)化效應的提高對城市天然氣消費量影響并不顯著（表3）。

3.3 城市天然氣消費驅(qū)動類型

長期以來，在我國天然氣產(chǎn)業(yè)政策制定和企業(yè)經(jīng)營實踐環(huán)節(jié)進行產(chǎn)業(yè)分析時，一般按照東部、中部、西部3類地區(qū)劃分，或者分為華北、東北、華東、中南、西南和西北區(qū)域，近年來珠三角、長三角和環(huán)渤海（京津冀）等城市經(jīng)濟圈概念也逐漸引入研究范疇。按照上述幾種劃分方法進行區(qū)域天然氣政策研究，存在經(jīng)濟、地理、行政等因素與天然氣產(chǎn)業(yè)錯位的現(xiàn)象，同一類型區(qū)域內(nèi)天然氣市場差異較大，例如北京、天津與河北的差異，四川、重慶和云南、貴州的差異，所以在進行產(chǎn)業(yè)分析和行業(yè)政策制定方面存在一定的困難和障礙。為此，筆者根據(jù)城市天然氣消費量各分效應貢獻率大小和天然氣市場特征，將我國城市天然氣市場分為成熟型、培育型、經(jīng)濟發(fā)展型和資源約束型等4種類型。

表2 2005—2015年城市天然氣消費量分效應相關系數(shù)表

圖2 2005—2015年各省區(qū)市城市天然氣消費量貢獻率分解圖

3.3.1 成熟型

該類型包括北京、上海、天津、江蘇和浙江這5個經(jīng)濟發(fā)達省市，以及四川、重慶2個資源省市。該類型特征主要體現(xiàn)為管道建設起步早，網(wǎng)絡已較為完善，居民天然氣氣化率處于較高的水平。這類區(qū)域的城市天然氣需求量驅(qū)動核心因素包括：管道密度效應和管網(wǎng)規(guī)模效應（北京、上海、天津、江蘇、浙江）、經(jīng)濟增長效應（北京、上海、天津、江蘇）、居民天然氣氣化率（天津、江蘇、浙江）、空間擴張效應（天津、重慶）和天然氣替代效應（北京、上海、天津、四川、重慶）。北京、上海和天津一方面經(jīng)濟發(fā)展水平高、居民天然氣消費能力強，另一方面替代能源價格遠遠高于終端消費價格，并且地方政府環(huán)境治理力度和環(huán)保意識增強，大力推動“煤改氣”，在經(jīng)濟增長效應顯現(xiàn)的同時，城市天然氣消費量隨著能源需求量快速提升，即使天然氣價格上漲，消費量依然剛性增長。而四川和重慶作為我國天然氣集中產(chǎn)區(qū)，管道密度效應和管網(wǎng)規(guī)模效應已不顯現(xiàn)，2012—2015年兩地管道民用氣價格分別為1.89元/m3和1.72元/m3，遠低于我國發(fā)達地區(qū)2～3元/m3的水平，長期以來完善的天然氣管網(wǎng)和低水平的天然氣利用價格并存，導致天然氣替代效應剛性增長。

3.3.2 培育型

該類型包括山西、江西、廣東、福建、內(nèi)蒙古、河北、山東、安徽和陜西等9個省區(qū)。主要特征體現(xiàn)為管網(wǎng)發(fā)展迅速、居民天然氣氣化率快速增長，天然氣相比替代能源具有價格優(yōu)勢。城市天然氣需求量驅(qū)動的核心因素包括：管道密度效應和管網(wǎng)規(guī)模效應（除福建外）、居民天然氣氣化率、經(jīng)濟增長效應（江西、福建、內(nèi)蒙古、河北、山東、安徽、陜西）和天然氣替代效應（河北、山東、安徽）。此類型市場2005—2015年天然氣消費量增長迅速，借助于國內(nèi)外天然氣資源和國家干線管道，積極發(fā)展配套城市管網(wǎng)，管道密度效應和管網(wǎng)規(guī)模效應合計約70%，高于我國大部分地區(qū)，與之相對應居民天然氣氣化率效應明顯，市場培育特征明顯。福建省2016年以前由于缺乏管道氣，氣源主要是進口LNG，較高的天然氣價格和欠發(fā)達省份的特點，決定了其主要驅(qū)動因素是經(jīng)濟增長效應和居民天然氣氣化率，2016年西氣東輸管道接入福建后，管網(wǎng)的推動作用也開始逐步體現(xiàn)，但由于西氣東輸長距離管輸成本較高，管道氣沒有有效降低本地區(qū)天然氣整體價格水平。

表3 中國30個省區(qū)市城市天然氣消費量核心驅(qū)動效應分析表

3.3.3 經(jīng)濟發(fā)展型

該類型包括吉林、遼寧、黑龍江、青海、寧夏、海南、河南、湖北、湖南、甘肅和新疆，其特征是地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展推動，具備一定天然氣資源基礎，管網(wǎng)發(fā)展速度較快但整體不夠完善，居民天然氣氣化率有待提高，城市建筑空間擴張穩(wěn)步發(fā)展，能源替代效應明顯。此類區(qū)域城市天然氣需求量驅(qū)動核心因素包括：管道密度效應（除青海外）和管網(wǎng)規(guī)模效應、經(jīng)濟增長效應、居民天然氣氣化率、空間擴張效應（遼寧、青海、寧夏、海南、河南、新疆）和天然氣替代效應。這些省區(qū)市天然氣市場發(fā)展較晚，天然氣市場完善程度較低，終端市場拓展空間大，目前地級市和縣級行政區(qū)氣化率約40%。經(jīng)濟增長效應成為影響城市天然氣消費量的關鍵因素，特別是遼寧、青海、寧夏、海南、河南和新疆等地建筑規(guī)模的城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，推動了當?shù)氐某鞘刑烊粴庀M量增長。但區(qū)域內(nèi)天然氣用戶價格承受能力差，經(jīng)濟發(fā)展水平制約了天然氣產(chǎn)業(yè)的利用規(guī)模。新疆天然氣資源較為豐富，甘肅河西走廊地區(qū)是干線管網(wǎng)集中過境地區(qū)，天然氣運輸距離短、成本低，相比替代能源存在價格競爭優(yōu)勢。

3.3.4 資源約束型

該類型市場包括云南、廣西和貴州。該類型市場區(qū)域的主要特征體現(xiàn)為天然氣利用程度低，長距離管網(wǎng)建設不夠完善，配套管網(wǎng)建設嚴重匱乏，經(jīng)濟水平影響天然氣需求量規(guī)模，天然氣氣化率很低，存在巨大的發(fā)展空間。該區(qū)域城市天然氣需求量驅(qū)動核心因素包括：管道密度效應、管網(wǎng)規(guī)模效應和居民天然氣氣化率。受限于地區(qū)天然氣資源匱乏和前期缺乏國家干線管網(wǎng)，該區(qū)域天然氣市場發(fā)展時間短，城鎮(zhèn)天然氣使用人口數(shù)量少，城市天然氣價格可承受能力差，替代能源價格優(yōu)勢明顯。雖然接入該區(qū)域內(nèi)的中緬天然氣管道已經(jīng)投產(chǎn)，但地區(qū)配套管網(wǎng)的不足嚴重制約天然氣發(fā)展規(guī)模，目前中緬管道運行負荷率不足50%，隨著配套管網(wǎng)的不斷完善，相信該地區(qū)天然氣消費量規(guī)模會出現(xiàn)大幅增加。

4 中國城市天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策建議

4.1 配氣管網(wǎng)規(guī)劃先行，統(tǒng)籌加快配套管網(wǎng)建設

優(yōu)化完善天然氣管網(wǎng)設施體系是天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展和消費利用的最核心因素?；ヂ?lián)互通的地區(qū)配套管網(wǎng)是歐美國家天然氣產(chǎn)業(yè)成熟的標志，2015年美國天然氣配氣管網(wǎng)達200×104km，與國家干線管道55×104km的比值達到了3.6︰1；俄羅斯2015年配氣管網(wǎng)達65.44×104km，與國家干線管網(wǎng)17×104km的比值為3.84︰1。我國天然氣基礎設施主體框架已經(jīng)基本形成，天然氣管網(wǎng)總長達6.8×104km，已覆蓋除西藏以外的幾乎所有省區(qū)市。根據(jù)《天然氣發(fā)展“十三五”規(guī)劃》的前期研究，到2020年，我國長輸管網(wǎng)總規(guī)模將達15×104km左右(含支線)，輸氣能力達4 800×108m3。隨著天然氣長輸干線管道網(wǎng)絡的不斷完善，未來我國天然氣管網(wǎng)建設的重點，將轉(zhuǎn)為區(qū)域管網(wǎng)和支線管道，逐步實現(xiàn)管網(wǎng)的體系完善和互聯(lián)互通，為天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展和能源消費結構升級創(chuàng)造必要的基礎條件。

4.2 理順產(chǎn)業(yè)上中下游成本，降低終端利用價格

當前我國推進資源型商品市場化價格改革，天然氣價格改革總體思路是“管住中間，放開兩頭”。在氣源和終端價格放開由市場形成的同時，嚴格監(jiān)管管道運輸和配氣價格，構建天然氣輸配全環(huán)節(jié)價格監(jiān)管體系。但我國天然氣價格與替代能源掛鉤聯(lián)動的動態(tài)調(diào)整機制還沒有健全，不能及時反映天然氣市場供需的變化，存在供應環(huán)節(jié)重復加價、供氣價格偏高等問題。因此，推動天然氣產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展，要理順我國天然氣上、中、下游各鏈條成本和價格體系，重點壓縮不合理價格環(huán)節(jié)，放開競爭性環(huán)節(jié)價格，加強壟斷性環(huán)節(jié)監(jiān)管，壓縮天然氣價格傳導層級和成本，運用價格手段推進天然氣產(chǎn)業(yè)升級。

4.3 因地制宜制定節(jié)能環(huán)保政策，規(guī)范引導產(chǎn)業(yè)發(fā)展

適時出臺資源環(huán)保政策，綜合運用環(huán)境監(jiān)管、稅收政策和財政政策，鼓勵、規(guī)范和引導天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展。從國家層面明確天然氣發(fā)展的戰(zhàn)略定位，推動各地區(qū)“煤改氣”消費結構的升級，加快實施城鎮(zhèn)燃氣工程、天然氣發(fā)電工程、工業(yè)燃料升級工程以及交通燃料升級工程等重點任務。鼓勵引導企業(yè)投資完善城鄉(xiāng)燃氣供應設施，加快擴展取暖、交通、發(fā)電和分布式能源用氣量規(guī)模。特別是針對我國環(huán)境治理壓力大的環(huán)渤海和長三角地區(qū)，要借助環(huán)保節(jié)能政策，推動地區(qū)天然氣利用范圍和使用量規(guī)模，實現(xiàn)地級市和縣級行政區(qū)的天然氣管網(wǎng)覆蓋。

4.4 多氣源、多方式、多資源保障供氣能力

統(tǒng)籌考慮管道氣和LNG“兩個市場”、國內(nèi)和國際“兩種資源”、管道和海運“兩種方式”，多氣源、多方式、多資源保障我國天然氣的供應能力。按照我國天然氣發(fā)展規(guī)劃，預計2020年我國天然氣需求量規(guī)模達3 600×108m3，到2030年天然氣需求量規(guī)模則要達6 000×108m3。因此，要大力推進我國天然氣進口量規(guī)模，借助“一帶一路”發(fā)展機遇，與天然氣資源國家加強合作；合理利用頁巖氣、煤制氣、煤層氣等非常規(guī)天然氣資源；以跨國天然氣管道建設為重點突破口，同時繼續(xù)推進沿海地區(qū)LNG接收站建設，夯實我國四大進口戰(zhàn)略通道的資源基礎。

4.5 靈活運用LNG點供，彌補管網(wǎng)不足

靈活運用LNG點供等方式，彌補配氣管網(wǎng)的不足。由于我國城市發(fā)展起步晚、地理環(huán)境差異等原因，短期內(nèi)完善天然氣配氣管網(wǎng)存在困難，需要充分利用現(xiàn)有LNG加工廠和沿海終端接收站的供應能力，靈活運用點供等方式解決我國新興城鎮(zhèn)天然氣的供應缺口。特別是環(huán)渤海地區(qū)、長三角、珠三角和東北地區(qū)可以充分利用LNG資源和設施，發(fā)揮LNG點供靈活供應和投資規(guī)模較小等優(yōu)勢，作為管道氣的過渡供氣和補充氣源，解決能源結構升級、利用清潔化、低碳化發(fā)展的需求。

4.6 引導用戶結構升級，拓展終端用戶利用范圍

我國天然氣用戶消費結構與歐美國家相比存在一定的差距，2015年我國天然氣用戶結構分別為城市燃氣占比40%、發(fā)電占比16%、工業(yè)燃料占比30%、化工行業(yè)占比14%。而同期美國天然氣用戶消費結構中城市燃氣、工業(yè)燃料、發(fā)電各占約30%，日本、俄羅斯發(fā)電則占比達60%。由于我國“多煤少氣”資源條件和氣價格缺乏競爭優(yōu)勢等原因，天然氣發(fā)電消費量比例偏低，而按照國際經(jīng)驗，城市燃氣消費和發(fā)電消費會成為天然氣大規(guī)模使用的重要因素。此外，在我國建筑能源消費和交通能源消費領域，天然氣利用還存在很大發(fā)展空間，拓展天然氣利用范圍、實現(xiàn)用戶結構升級，將會成為我國天然氣消費利用的重要推動力。

符 號 說 明

GSE表示天然氣替代率；MRS表示商品邊際替代率；PP表示天然氣價格，元/m3；SEP表示替代能源價格，元/m3；i表示各省區(qū)市；j表示年度（2005—2015年）；TGUS表示城市天然氣消費量，104m3；GP表示用氣人口，萬人；PGC表示人均天然氣消費量，104m3；TUBA表示省區(qū)市建成面積，km2；TP表示省區(qū)市總人口，萬人；TUP表示省區(qū)市城鎮(zhèn)人口，萬人；PGDP表示人均GDP，萬元/人；PEC表示人均能源消費量，t/人；PL表示管道長度，km；PLUBA表示管道密度，km－1，PLUBA=PL/TUBA；DOP表示人口密度，人/km2；URR表示人口城鎮(zhèn)化比例，URR=TUP/TP；GPUPA表示居民天然氣氣化率，GPUPA=GP/TUP；AUEC表示能源消費彈性，AUEC=PEC/PGDP，t/萬元；BUTA表示城鎮(zhèn)建筑面積比例，BUTA=TUBA/TA；TA表示省份總面積，km2；E(PLUBA)表示管網(wǎng)密度效應；E(URR)表示人口城鎮(zhèn)化效應；E(BUTA)表示空間擴張效應；E(AUEC)表示能源消費彈性效應；E(GPUPA)表示居民天然氣氣化率；E(PGDP)表示經(jīng)濟增長效應；E(PL)表示管道規(guī)模效應；E(DOP)表示人口密度效應；E(GSE)表示天然氣替代效應。

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