趙治周，王宇輝，胡昊翀，李廣楊，王子濟

(中海浙江寧波液化天然氣有限公司，浙江 寧波 315800)

0 引言

國家發(fā)改委、國家能源局等四部門制定了《油氣管網(wǎng)設(shè)施公平開放監(jiān)管辦法》，明確了建立天然氣能量計量計價體系的要求，應(yīng)于《辦法》實施之日起24個月內(nèi)實現(xiàn)熱值(能量)計量，天然氣能量計量計價終于提上日程。在國際上通用的計量方式是能量計量，能量計量的優(yōu)勢在于無論天然氣的產(chǎn)地、組分如何變化，總能量不改變，通過能量計量可以解決天然氣混輸?shù)挠嬃拷Y(jié)算問題。通過能量計量的計量計價方式與國際通用方式接軌，更能體現(xiàn)出公平與優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的原則。隨著時間的腳步一步步逼近，能量計量必將在浙江LNG 實施，本文結(jié)合筆者的工作實踐，主要探究能量計量在浙江LNG 實施的可行性。

1 實施能量計量的必要性

1.1 國家政策

在國家能源清潔化發(fā)展方針和優(yōu)惠政策的支持下，國家官網(wǎng)的資源整合，我國的天然氣市場正在蓬勃發(fā)展，天然氣銷售機制和天然氣價格的市場化改革也在積極推進之中，實行天然氣能量計量和計價改革比以往任何時候都更加迫切。

1.2 不同氣源的發(fā)熱量差異較大

據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)僅有中海油輸送至香港地區(qū)部分計量站及廣東LNG、福建LNG、廣東管道公司采用能量計量，其余管輸天然氣基本采用體積計量。浙江LNG 從運行至今已接卸LNG 船達(dá)到400 多艘，其中包含了各種氣源、不同產(chǎn)地和類型的天然氣。不同國家不同產(chǎn)地的天然氣組分和含量存在極大的差異，組分的變化意味著密度的不同，密度不同導(dǎo)致同樣體積和質(zhì)量的天然氣，其燃燒產(chǎn)生的熱能也存在極大差異。單位體積的發(fā)熱量差異較大，無論是單獨還是混合輸送和銷售，體積計量和計價無法反映出商品天然氣的主要技術(shù)指標(biāo)—發(fā)熱量及其經(jīng)濟價值，而能量計量的方式可避免體積計量的不足。浙江LNG 接收站接收的天然氣的體積發(fā)熱量最小為36.9 MJ/m3，最大為46.2 MJ/m3，二者間的差異達(dá)到了25%。體積計量和能量計量各有優(yōu)缺點，體積計量較為方便和便捷，而能量計量有利于準(zhǔn)確計量、體現(xiàn)公平、減少計算糾紛，但是能量計量所需硬件條件較多，還因涉及二次計量，其準(zhǔn)確性和不確定性均是計量難點。

1.3 三種計價制度的差異

天然氣的計量方式主要包括三種，分別為體積計量、質(zhì)量計量和能量計量。浙江LNG 以上三種計量方式都有涉及。LNG 的進口貿(mào)易計量使用能量計量，LNG 的氣態(tài)貿(mào)易計量使用體積計量，LNG 的液態(tài)貿(mào)易計量使用質(zhì)量計量。

LNG 進口貿(mào)易計量以能量計量結(jié)算，而LNG 氣化后通過管道的一次銷售按體積進行結(jié)算，通過槽車液態(tài)外輸?shù)陌凑召|(zhì)量進行結(jié)算。進口和外輸不同的計量計價制度和氣源間的熱值差異勢必影響他們的融合。

2 能量計量在浙江LNG 的應(yīng)用

2.1 能量計量的基礎(chǔ)條件分析

2.1.1 天然氣能量計量標(biāo)準(zhǔn)體系基本建立

現(xiàn)有的發(fā)熱量測量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)約有25 項，流量計專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系14 項，兩個標(biāo)準(zhǔn)GB/T 22723—2008 《天然氣能量的測量》和GB/T 18603—2014 《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》作為能量計量的核心也已確認(rèn)。比如按照《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)條件》：6.1.1“天然氣發(fā)熱量采用直接或間接測量方法獲得，推薦使用組成分析數(shù)據(jù)計算的間接測量方法，對于管網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)使用在線色譜儀分析組成數(shù)據(jù)不經(jīng)濟時，其結(jié)算的發(fā)熱量應(yīng)該使用賦值計算方法獲得”。此標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)浙江LNG計算發(fā)熱量的方法。

按照《天然氣能量的測量》的要求，可以通過賦值的方法進行能量計量，即為所測天然氣體積賦一個有代表性的熱值，此標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)浙江LNG 可以通過間接賦值的方式計算能量。

2.1.2 能量計量溯源體系接近完成

圍繞天然氣能量計量技術(shù)發(fā)展的需要，在流量計量和發(fā)熱量測量兩方面建立了標(biāo)準(zhǔn)方法、測量設(shè)備、氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)等，ISO 等國際組織相繼發(fā)布并修訂了一系列重要標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。最主要的目的是通過建立與完善溯源和量傳體系以提高能量計量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

2.1.3 浙江LNG 基礎(chǔ)設(shè)施基本滿足要求

浙江LNG 從取樣系統(tǒng)開始配備在線分析儀、硫化氫分析儀等，再到實驗室配備三臺離線色譜儀，最后在計量橇配備兩臺在線色譜儀，可以做到對氣質(zhì)情況的全覆蓋監(jiān)測(表1)。

表1 浙江LNG 基礎(chǔ)設(shè)施清單

2.2 計量在浙江LNG 的實際運用

通過浙江LNG 工藝流程示意圖可以知道浙江LNG 主要涉及三種計量方式，筆者將從LNG 進口、LNG 氣態(tài)外輸、LNG 液態(tài)外輸這三個不同的方面進行闡述(圖1)。

圖1 浙江LNG 工藝流程示意圖

2.3 浙江LNG 進口貿(mào)易計量

LNG 卸貨計量的目標(biāo)就是為了計算在卸貨過程中從船方到岸方所卸貨物的總能量，目前任何貿(mào)易形式下的卸貨能量計算國際上都有統(tǒng)一的做法。首先由艙容表確定卸貨LNG 體積乘以由組分計算的密度和單位質(zhì)量熱值計算而來，同時需要考慮扣除返回氣體及作為燃料或通往氣體燃燒裝(GCU)天然氣能量?，F(xiàn)行的LNG 國際貿(mào)易是通過能量計量進行結(jié)算，在此不再贅述。

2.4 浙江LNG 氣態(tài)外輸

浙江LNG 氣態(tài)外輸通過配備的超聲波流量計及其配套系統(tǒng)實現(xiàn)?，F(xiàn)行的氣態(tài)外輸計量方式主要是通過體積進行計量，但是超聲波流量計天然氣貿(mào)易計量數(shù)據(jù)中，同時會自動計算出體積、能量、質(zhì)量等參數(shù)，其中能量數(shù)據(jù)可以直接運用于氣態(tài)外輸?shù)哪芰坑嬃?。通過現(xiàn)有的計量橇相關(guān)設(shè)備設(shè)施可以做到體積計量到能量計量的無縫轉(zhuǎn)換，浙江LNG 無需為氣態(tài)外輸新增額外的設(shè)備設(shè)施。

2.5 浙江LNG 液態(tài)外輸

浙江LNG 液態(tài)外輸通過槽車運輸進行，因為建設(shè)期較早并未在槽車區(qū)域安裝在線色譜儀進行組分的監(jiān)測，現(xiàn)行的計量方式主要通過地磅進行質(zhì)量稱重，結(jié)算方式也是質(zhì)量計量。

簡單來說，液態(tài)外輸?shù)哪芰繙y定有直接法、間接法兩種。雖然直接測量天然氣熱量的儀器已經(jīng)進入市場，但可靠性，準(zhǔn)確性有待改進，故直接法暫時不能采用。

目前國際上常用的是間接法，采用可變賦值法進行能量計量更適合浙江LNG 實際情況，即由天然氣的體積流量和體積發(fā)熱量的乘積計算獲得天然氣的能量。GB/T 22723—2008 《天然氣能量的測量》規(guī)定在上游進氣和下游分輸計量界面，可采用氣相色譜分析儀測定熱值和流量計測定流量，采用可變賦值法進行能量測定。

2.6 液態(tài)外輸能量計量方案

浙江LNG 選用的能量方式取決于實際使用的計量設(shè)備和方法，根據(jù)流量、氣體的商業(yè)價值、冗余要求以及儀器的技術(shù)規(guī)格選擇最合適的能量計量方式。

2.6.1 標(biāo)準(zhǔn)參比條件

能量計量的標(biāo)準(zhǔn)參比條件可參照體積計量確定為20 ℃和101.325 kPa，有特殊要求也可按照合同規(guī)定的其他條件。

2.6.2 計量單位

我國要求使用公制計量單位，能量計量單位可選擇千瓦小時(kW·h) 和焦耳(J) 做出選擇。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《天然氣能量的測定》也規(guī)定一般能量計量單位為MJ 和kW·h，一般沿用氣質(zhì)分析慣用的焦耳作為能量計量單位。

2.6.3 計量方式

對于間接能量測定，能量可以通過已測定或已計量的體積、質(zhì)量、發(fā)熱量和其他參數(shù)進行再測定的。浙江LNG 的液態(tài)外輸?shù)哪芰坑嬃?，需要知道質(zhì)量和質(zhì)量發(fā)熱量。其中質(zhì)量可以通過地磅稱量所得，所以下文主要是闡述質(zhì)量發(fā)熱量的獲得。

通過浙江LNG 工藝流程可知，LNG 接收站的氣態(tài)外輸?shù)谋举|(zhì)是將LNG 加壓后氣化外輸?shù)囊粋€物理過程，不涉及化學(xué)變化。不管是氣態(tài)外輸還是液態(tài)外輸，其LNG 都是從儲罐中獲得，其氣源為同一個。雖然槽車外輸系統(tǒng)中未安裝色譜儀，但是可以使用計量站中的色譜儀作為液態(tài)外輸組分的依據(jù)。在貿(mào)易交接中，通過色譜分析法可以提供包括相對密度、聲速、沃泊指數(shù)、烴露點、H2S 測量值等天然氣能量計量所需的全部測量信息。通過天然氣色譜儀提供天然氣組成成分以及其他重要參數(shù)相關(guān)的精確可靠信息，通過計算可以獲得質(zhì)量發(fā)熱量。浙江LNG 在線色譜儀每四分鐘會獲得一個組分?jǐn)?shù)據(jù)，一天會有三百六十個數(shù)據(jù)，考慮到實際的成本和人力物力，只能通過賦值的方法確定液態(tài)外輸?shù)慕M分?jǐn)?shù)據(jù)。按照以往的經(jīng)驗，賦值周期為一天，因為早上八點為交接點，通常把早上八點的組分?jǐn)?shù)據(jù)作為當(dāng)天的組分?jǐn)?shù)據(jù)。早期的液態(tài)LNG 計量設(shè)計時，只有質(zhì)量計量的概念，全國所有早期的LNG 都未在槽車區(qū)域安裝取樣設(shè)施，對現(xiàn)階段的能量計量造成了一定的困擾。現(xiàn)階段液態(tài)的能量計量通常有兩種方案，第一種方式就是通過間接賦值的方法進行計算，第二種方式就是通過在槽車區(qū)域新增一套取樣分析設(shè)備通過直接賦值的方法進行計算。

3 能量計量面臨的主要問題

3.1 技術(shù)層面

國家尚未建成基準(zhǔn)級發(fā)熱量測量裝置，即國際0 級水平的基準(zhǔn)氣體熱量計。天然氣熱值變化范圍大，管輸和儲氣環(huán)節(jié)實施能量計價困難。如果浙江LNG 液態(tài)外輸計量按照能量結(jié)算，價格隨著賦值間隔周期的變化而變化。賦值間隔的周期如何設(shè)置，既能兼顧廣大用戶的利益也能兼顧公司的利益。

天然氣官網(wǎng)能量計量下的合理輸差尚未進行規(guī)定，需要建立完善的市場監(jiān)管體系，加強政府主管部門的監(jiān)督，及時制定和完善相關(guān)法律法規(guī)。制定能量計量標(biāo)準(zhǔn)和天然氣產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)等，建立完整的能量計量系統(tǒng)認(rèn)證體系。

目前天然氣計量在線色譜儀等關(guān)鍵設(shè)備儀器國產(chǎn)化水平還比較低。各流量儀表生產(chǎn)企業(yè)要能夠突破陳規(guī)，引進國外先進技術(shù)，研發(fā)新產(chǎn)品，同時借鑒其能量計量方面的經(jīng)驗，逐步完善能量計量配套設(shè)備，為實現(xiàn)能量計量提供硬件支持。

3.2 管理層面

適應(yīng)我國計量計價管理體系還需要做諸多工作，發(fā)熱量的賦值方式實質(zhì)上是在原來體積(質(zhì)量)計量的基礎(chǔ)上乘以一個轉(zhuǎn)換系數(shù)，在賦值的過程中要確保上面所說的計量“四個屬性”，必須加強監(jiān)管才能保證包括消費者在內(nèi)的各方面利益。需要制定監(jiān)管的實施細(xì)則，建議國家制定“天然氣熱值賦值規(guī)則”等具有操作性的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，要做到法律法規(guī)先行，監(jiān)管到位。同時，還需做好宣傳工作，讓廣大用戶了解到計量改革的必要性和好處。平衡各主場主體利益存在較大難度，實行天然氣能量計量難點是相對合理的計量方式與其不相適應(yīng)的計量手段之間的矛盾及其衍生出來的問題。如果賦值的值不能做到公開透明，有理有據(jù)，用戶有理由懷疑賦值的合理性。所以必須保證賦值的準(zhǔn)確性，合法性，公開透明。天然氣能量計量改革并不是政府和業(yè)界的事情，應(yīng)該包括廣大的天然氣用戶。積極響應(yīng)號召，努力推進天然氣行業(yè)的改革，作為計量戰(zhàn)線工作者的我們希望早日實現(xiàn)天然氣能量計量。

4 結(jié)語

浙江LNG 天然氣計量方式從體積計量轉(zhuǎn)向能量計量是大勢所趨，公司也將盡快落實能量計量的方式和配備能量計量所需的硬件。天然氣的計量改革勢在必行，早日實現(xiàn)科學(xué)、公正、合理的能源計量，與國際接軌，是我國天然氣行業(yè)發(fā)展的必由之路。