石油戰略儲備方式的成本分析及選擇

張棟杰

(武漢大學經濟與管理學院，湖北 武漢 430072)

石油戰略儲備方式的成本分析及選擇

張棟杰

(武漢大學經濟與管理學院，湖北 武漢 430072)

為了定量分析各種石油儲備方式的優劣程度，在定性分析常用儲備方式及其特性的基礎上構建了占用陸地面積、輸油管道長度、建設周期等8項指標的石油戰略儲備方式評價指標體系;采用模糊綜合決策方法，定量評價各種石油儲備方式的優劣，并應用于中國的石油戰略儲備方式選擇。分析認為:地下鹽穴儲備方式最優，地下巖洞儲備方式成本最高;石油戰略儲備方式選擇的模糊綜合決策可為儲備基地儲備方式選擇提供依據，也可以從理論上完善石油戰略儲備體系。

戰略;石油儲備;儲備方式;模糊綜合決策

石油是保障一國經濟安全的戰略資源。經濟的發展，石油供需缺口的增大，迫切要求建立和完善石油戰略儲備體系。石油儲備方式的選擇是建立石油戰略儲備的關鍵問題之一［1-3］。基于對儲備成本、效益、風險以及運輸等因素的考慮，每一種儲備方式個性各異，定性分析并不足以充分反映各儲備方式的優劣。本文在定性分析常用石油儲備方式特性的基礎上，通過分析選擇石油儲備方式時應考慮的因素，利用模糊綜合決策這一定量方法綜合評價常用石油儲備方式的優劣。

一、常用石油儲備方式及特性

常用石油儲備方式有地上油罐儲備方式、半地下(地中)油罐儲備方式、地下巖洞儲備方式、地下鹽穴儲備方式和海上儲備方式等［4-5］。

(1)地上油罐儲備方式。地上油罐儲備方式的優點是結構簡單，容易建造，成本較低，便于在石油煉化廠附近設立儲存基地。缺點是放置地上的儲油罐很容易成為盜竊和外來攻擊的目標，大面積占地還會造成土地資源的浪費，且罐體開裂會導致油品瞬間外泄，易發生火災、爆炸等事故，安全性較低，風險較高。這種方式適用于內陸的煉油廠。

(2)半地下(地中)油罐儲備方式。當儲油罐埋入地下的深度不小于本身罐高的50%，且儲油罐內最高油液面不高于鄰近地區的最低標高2 m的為半地下式(地中式)儲油罐儲備方式。這種儲備方式的優點是，防火安全性能比地上式油罐好，占地少，抗震性好，且漏油時大面積擴散的危險性較小。缺點是結構相對復雜，建造費用較高。

(3)地下巖洞儲備方式。地下巖洞儲備方式是選擇在地下巖洞中儲備石油，是在有穩定地下水的地區開挖巖洞，巖洞四周被地下水包圍，利用地下水和油品的壓力差密封石油，以保證原油不泄漏。這種儲備方式的優點是封閉性好，可將石油溢出、爆炸或火災的風險降至最低，不易滲漏，安全性高，且不易遭受人為破壞。地下巖洞是理想的儲油場所，但要找到地理地質條件好的巖洞(或巖洞層)是比較困難的。

(4)地下鹽穴儲備方式。鹽穴是指在鹽巖上通過專門溶液造成或開采巖鹽所形成的洞穴。鹽巖承壓能力強，幾乎無滲透。鹽穴的高度落差形成了自然溫差，從而將原油密封在鹽穴里。由美國、日本、德國和法國通常采用的石油儲備方式可以看出，地下鹽穴儲備方式似乎是最理想的。但是，能否采用這種儲備方式要受到自然條件限制，如受到鹽穴距離原油接卸碼頭及煉油廠、鹽穴所處的地理位置、石油煉化企業的輸油管道長度等條件的制約，此外也受到國際政治、經濟、戰爭等因素影響。美國在地下鹽穴儲備方面積累了很多經驗，但由于中國的地理條件與美國差別很大，在具體操作上還有很多因素需要考慮。例如，美國普遍采用的一種石油儲備方式是把石油儲藏在墨西哥海灣一帶的巖穴里。采用這樣的方式，儲備成本較低且易于保持油品的質量，但是受到地理條件、交通運輸狀況的限制，顯然不適用于所有國家。中國的實際情況是，巖穴普遍離石油生產、加工和消費地很遠，現有的交通運輸條件還很難克服這一困難。

(5)海上儲備方式。海上儲油方式是一種利用近海建設的中轉和儲備油庫儲備石油的方式。海上儲油設施分飄浮式和著底式兩大類。海上儲存方式的優點是不占用陸地面積，可直接由巨型油輪卸油，耐震性強，容易建造，既可利用舊的大型油輪改裝成儲油裝置，也可新建儲油裝置，這對于沿江、沿海的大型煉油廠尤其方便。

各種石油儲備方式的優缺點及適合國家如表1所示。

綜上所述，各種石油儲備方式都有相應的優缺點，基于對儲備成本、儲備安全性、儲備風險等多方面因素的考慮，僅定性分析各種儲備方式的優缺點是遠遠不夠的，需通過定量方法來分析，為儲備方式的選擇提供依據。

表1 各種石油儲備方式的優缺點及適合國家

二、選擇儲備方式需考慮的因素

儲備方式與儲備油品關系密切。廣義的石油包括原油、成品油和天然氣，而成品油包括汽油、柴油、煤油、其他石油產品(如潤滑油等)。石油本身的特性會在很大程度上影響儲備方式的選擇。此外，在選擇石油戰略儲備方式時，首先要考慮的因素是國防安全和經濟安全。鑒于此，本文中的石油戰略儲備方式選擇是在假定儲備同類油品，且各種儲備方式在保障國防安全和經濟安全方面的能力一致的情況下，分析各種儲備方式的優缺點。在選擇石油戰略儲備方式時，需要權衡各儲備方式的建造成本、運營成本，即主要通過成本來衡量各種石油儲備方式的優劣。這里的成本并不僅僅是可以用貨幣衡量的成本，還包括石油儲備建造難易程度、儲備風險等需要定性分析的成本，因此，這里所說的建造成本和運營成本是廣義上的成本概念。建造成本可以通過儲備方式占用陸地面積、輸油管道長度、建設周期、儲備方式建設成本來衡量;運營成本可以通過儲備方式安裝功率、儲備風險、油質恢復和凈現值成本來衡量。對于不同的石油儲備方式，從占用陸地面積來看，占用陸地面積越小，需要支付的土地占用成本越低，可見，占地越少越好;從輸油管道長度來看，越短越好，越短說明石油輸運越方便，管道建設成本也越低。此處的輸油管道是指從石油生產地到儲備地(庫)及從儲備地(庫)到最終消費市場的距離之和。從建設周期來看，周期越短，越能盡早投入使用，也是越短越好;對于建設成本，顯然越低越好;從安裝功率來看，安裝功率越小說明耗能越少，也是越小越好;從儲備風險來看，風險越低越好;從油質恢復指標來看，恢復程度越高越好，屬于收益類屬性指標;從凈現值成本來看，越低越好。可見，除了油質恢復指標，其他所有指標都是越小越好，即具有成本類屬性的指標。選擇石油儲備方式需要考慮的因素如圖1所示［6］。

圖1 選擇石油儲備方式需要考慮的因素

石油戰略儲備方式決策指標體系中既有定性指標也有定量指標，需要將定性指標轉化為定量指標，才能進行決策。定性指標向定量指標的轉化可采用Mac Crimmon提出的二極比例方法［7］來轉換，具體轉換方式見圖2。在轉換時，一般需先建立指標分極評分表，按照具體指標數值分極評分表中的分極情況進行轉換。

圖2 定性指標向定量轉換的二極比例方法

三、石油戰略儲備方式的模糊綜合決策

多指標綜合評價方法很多，目前常用的綜合評價方法有層次分析法(AHP)、模糊綜合評價法、主成分分析法、數據包絡分析法(DEA)以及神經網絡分析評價、價值分析方法等。

在本文中，運用模糊綜合評價法對石油戰略儲備方式進行綜合評價。模糊綜合評價法的評價步驟有如下四步。

第一步，確定石油戰略儲備方式的模糊綜合評價因素集為{x11，x12，x13，x14，x21，x22，x23，x24}，各因素分別對應于儲備方式占用陸地面積、需要的輸油管道長度、儲備方式建設周期、儲備方式建設成本、儲備方式安裝功率、儲備風險、油質恢復、凈現值成本。

第二步，確定在選擇儲備方式時建造成本、運營成本的權重(一級指標權重){w1，w2}、{x11，x12，x13，x14}對于建造成本的權重{w'11，w'12，w'13，w'14}及{x21，x22，x23，x24}對于運營成本的權重{w'21，w'22，w'23，w'24}(二級指標權重)，再根據兩級指標的權重確定各單項指標的組合權重{w11，w12，w13，w14，w21，w22，w23，w24}，{w11，w12，w13，w14}=w1×{w'11，w'12，w'13，w'14}，{w21，w22，w23，w24}=w2×{w'21，w'22，w'23，w'24}，最后利用AHP來確定各評價指標的權重。

第三步，確定各個單項指標的隸屬函數Di(i=1，2，…，8)。為方便分析，本文采用以下方法構造各指標的隸屬函數。收益類屬性指標(越大越好指標)、成本類屬性指標(越小越好指標)的隸屬函數構造方法如下:

收益類屬性指標參數隸屬函數為

成本類屬性指標參數隸屬函數為

式中:xij為i子系統參數中的第j個參數;Hij、Iij分別為i子系統j指標的最優值與最差值。

根據各指標實際值和隸屬函數，可確定各指標的隸屬度，并構建評價矩陣M為

第四步，根據各單因素評價指標的權重和通過隸屬函數確定的各指標值的隸屬度，對儲備方式的優劣程度進行綜合評價。綜合評價結果V=WM，V=(v1，v2，v3，v4，v5)。各儲備方式優劣程度的綜合評價模型為

式中:W為綜合評價權重向量。

四、石油戰略儲備方式綜合評價

(一)石油戰略儲備方式的指標值

根據美國、日本的石油儲備建設經驗及PB能源存儲服務公司等的研究成果，結合實際情況，得到中國各種石油儲備方式的定性及定量指標值，如表2所示。

表2 各種石油儲備方式的定量和定性指標值

根據前文述及的定性指標向定量指標轉換的二極比例方法，將定性指標進定量化。定性指標定量化數值如表3所示。

表3 定性指標定量化數值

對于不同儲備方式中的成本類屬性指標，分別以最大值為確定隸屬函數的最差值Iij，以最小值為確定隸屬函數的最優值Hij。對于收益類屬性指標，則分別以最小值為確定隸屬函數的最差值Iij，以最大值為確定隸屬函數的最優值Hij。

(二)不同儲備方式各指標權重的確定

在選擇運輸儲備方式時，需要給予建設成本與運營成本同等程度的考慮，因此，建造成本和運營成本對于運輸儲備方式優劣程度的權重均為0.5。

可通過采用Delphi等調查方法，可以得到反映建造成本的各指標對建造成本的重要性比較矩陣，如表4所示。

表4 各指標對建造成本的重要性比較矩陣

矩陣最大特征根λmax=4.003，一致性指標CI=0.001，檢驗系數，RI為平均一致性指標，通過一致性檢驗。

運用相同方法，可以得到反映運營成本的各指標對運營成本的重要性比較矩陣，如表5所示。0.1，通過一致性檢驗。

表5 各指標對運營成本的重要性比較矩陣

綜上所述，利用AHP可以求得石油儲備方式優劣程度評價體系中各指標的組合權重，如表6所示。

表6 石油儲備方式優劣程度評價指標權重

(三)不同儲備方式各指標隸屬函數的確定

根據前文給出的成本屬性指標和收益屬性指標的隸屬函數構造方法，可確定各指標的隸屬函數矩陣為

(四)綜合評價結果

由上述計算得到各方案的綜合評價結果為

V=WM=(v1，v2，v3，v4，v5)=(0.630 595，

0.439 333，0.372 754，0.667 401，0.478 625)

基于各種儲備方式建造成本和運營成本的考慮，從綜合評價結果看，各種石油儲備方式的優劣程度依次排序為地下鹽穴儲備方式、地上浮頂式儲備方式、海上儲備方式、地中式儲備方式、地下巖洞儲備方式。可見，從儲備成本角度考慮，地下鹽穴儲備方式是最經濟的石油儲備方式;地下巖洞儲備方式是成本最高的儲備方式。

五、結語

本文在假定各石油儲備方式儲備油品一致，且在保障國防安全和經濟安全方面的能力一致的前提下，通過分析建造成本和運營成本來綜合分析各種石油儲備方式的優劣程度。基于對各成本的考慮，利用模糊綜合決策方法，可以對各種石油儲備方式的優劣程度進行排序，地下鹽穴儲備方式是成本最低的儲備方式。當然，對于不同的地區，由于地質條件不同，最終采用哪種方式儲備石油，還要結合當地的地形地質條件、地理位置等進一步分析，如雖然從儲備成本考慮，地下鹽穴儲備方式是最經濟合理的，但由于這種儲備方式對鹽穴地質條件的要求，很多地區并不適合這種儲備方式。其他幾種儲備方式也有各自相應的地質、地理條件要求。可見，石油儲備方式的模糊綜合決策方法一方面可以為某一儲備基地儲備方式的選擇提供依據;另一方面，也可以指導儲備基地的選擇。如地下鹽穴儲備方式相對于其他儲備方式是最經濟合理的，那么可以有目標地選擇有地下鹽穴的地區為石油儲備基地。

［1］朱穎超，張在旭，朱淵超，等.我國石油戰略儲備問題研究［J］.油氣儲運，2007，26(9):8-12.

［2］金三林.我國石油儲備體系建設的戰略構想［J］.宏觀經濟研究，2007(8):27-32.

［3］李文陽，丁國生，張昱文，等.我國石油資源地下儲備的可行性［J］.石油化工技術經濟，2002，17(1):14-18.

［4］李文龍，譚家華.我國戰略石油儲備方式研究［J］.中國海上油氣(工程)，2002，14(3):9-14.

［5］王崢，任榮明.試論我國石油戰略儲備模式［J］.西安石油學院學報:社會科學版，2003，12(1):37-41.

［6］李文龍，劉亞東，譚家華.基于模糊數學理論的我國戰略石油儲備方式決策［J］.上海交通大學學報，2004，38(11):1892-1896.

［7］習文靜.石油儲備模型研究［J］.工業技術經濟，2008，27(12):114-116.

Cost analysis and selection for strategic petroleum reserve method

ZHANG Dong-jie
(School of Economics and Management，Wuhan University，Wuhan 430072，Hubei，China)

In order to analyze quantitatively，the quality level of various petroleum reserve method，the 8 indicators such as land acquisition，oil pipeline length and construction cycle has been built on the basis of qualitative analysis about common reserve method and characteristics.The advantages and disadvantages of various petroleum reserve method are also evaluated through fuzzy comprehensive decisionmaking method.The results show that underground salt acupuncture point reserve is the optimal way in China，and that the cost for underground cave reserve is the highest.This quantitative method can provide basis for selecting petroleum reserve，it can also guide the selection of petroleum reserve base.In addition，this quantitative method can theoretically improve the strategic petroleum reserve system.

strategy;petroleum reserve;reserve method;fuzzy comprehensive decision-making

F426.22

A

1671-6248(2011)04-0057-05

2011-05-15

張棟杰(1959-)，男，甘肅武山人，經濟學博士研究生。