天然氣互聯互通管道工程的經濟效益評價

公維龍 張佳鴻 閆瑞光 王立獻 李哲偉 張志方 郭文浩

1. 中國石油天然氣管道工程有限公司 2. 中國石油管道有限責任公司西氣東輸分公司

0 引言

2017年入冬以來，我國部分地區特別是北方出現天然氣供應緊張局面，根據《國家發展改革委關于加快推進2018年天然氣基礎設施互聯互通重點工程有關事項的通知》（發改能源〔2018〕257號）和《國家發展改革委辦公廳關于加快推進2019年天然氣基礎設施互聯互通重點工程有關事項的通知》（發改辦能源〔2018〕1103號）要求，中國石油天然氣集團有限公司（以下簡稱中石油）承辦了西三線閩粵支干線（廣州—潮州段）、新疆煤制氣外輸管道干線與西二線干線韶關聯通工程、福州聯絡線等34項天然氣基礎設施互聯互通重點工程。互聯互通管道工程的實施，在緩解北方用氣緊張、增加天然氣有效供應過程中發揮了重要的作用，其加快了國家重點管網和LNG接收站的建設，打通了“最后一公里”，消除了供應保障的設施瓶頸，強化了資源串換和互聯互保能力[1]。

根據《中國石油天然氣集團有限公司投資管理辦法》，中石油投資建設的互聯互通管道工程需開展前期可行性研究工作，但目前對這類工程項目尚缺乏具體可行的經濟效益評價方法。為此，筆者根據當前互聯互通工程建設項目的特點，將管道功能分為供氣、轉供和安保3種類型，根據長輸管道項目經濟評價方法、地下儲氣庫調峰輸氣經濟效益評價方法和安全經濟效益量化評價方法，分別建立了3種功能下互聯互通工程項目的經濟評價模型，并利用該模型對某互聯互通管道工程進行了經濟效益指標測算。

1 互聯互通管道功能定位

互聯互通管道在天然氣管道類別中區別于管道干線和支線，通常以承上啟下、上下連接的狀態出現在天然氣管網系統中。因此互聯互通管道的首站必然與上游管道共用或者相鄰，其氣源由上游管道轉供；而末站則與下游管道共用或者相鄰，其末端市場即下游管道所建分輸站天然氣市場。同時互聯互通管道實現首末站互換，管道的天然氣流向可根據實際需求調整。根據互聯互通管道工程的建設性質，可將管道功能分為供氣、轉供和安保3種類型。

1.1 供氣功能

供氣功能是指互聯互通管道具有通過分輸站場或分輸閥室向管道沿線市場供氣的能力。

互聯互通管道一般連接上下游管道，通過設置沿線分輸站場或分輸閥室，可途徑干線或支干線管道無法延伸到的天然氣市場，增加油氣公司天然氣銷售市場份額。因此，互聯互通管道首先是一條具備常規分輸功能的輸氣管道，可以通過在沿線市場卸載氣量實現管道的部分正常運營功能，實現管道的部分經濟效益。

1.2 轉供功能

轉供功能是指互聯互通管道具有向上、下游干線管道不定期正、反向轉供輸氣的能力。

鑒于互聯互通管道上下連接的特點，其位置布局均用于連貫大中型干線、支干線管道，作為2條或3條大型管道的連接線使得管道呈網狀布局。由于上下游管道氣源的不同，互聯互通管道起著上下補充、相互平衡的作用。管道輸送氣源既可能來自上游管道，也可能來自下游管道。聯絡線管道的首末站角色相互轉換，天然氣流向相互更替，使得該類管道在工藝設計上在常規輸氣功能之外還具備轉供輸氣的功能。

同時對于一條輸送介質為天然氣的長輸管道，在一定時期內其管道輸氣量是恒定的，而對下游用戶的供氣量隨時間而不斷變化。在用戶需求高峰時，用戶用氣量高于管道輸氣量，反之亦然。為平衡供氣量與用氣量間的矛盾，需要采用合適的調峰方式，以保證上下游氣量的均衡。在地下儲氣庫、LNG或CNG接收站建設不具備條件或者配備輸量不足時，互聯互通管道的天然氣容量為非常時段的天然氣需求提供了充足的天然氣儲備保障[2]。因此，互聯互通管道針對上下游干線管道的轉供功能又具備一定的調峰性質。

1.3 安保功能

安保功能是指互聯互通管道具有保障上下游干線管道在意外中斷狀態下穩定供氣的功能。

互聯互通管道建設大部分出于保障安全、平穩供氣的目的。在冬季采暖、夏季制冷等用氣集中的月份和時段，以及天然氣發電、城市居民用氣等無法中斷用氣或者中斷用氣將帶來嚴重后果的用氣需求，設計富裕的天然氣儲備或管輸容量，避免供應中斷帶來的嚴重經濟損失和社會影響。在保障供氣的安全性和可靠性上，互聯互通管道在常規輸氣、轉供輸氣功能以外的安保功能得以充分體現。

2 投資及成本分配

根據互聯互通管道上述3種功能定位，將管道設計輸量對應拆分為3個部分。其中供氣功能針對的是沿線天然氣市場，其設計輸氣量考慮沿線天然氣市場的經濟發展水平、現有天然氣用戶規模、未來天然氣用戶的潛在用戶需求等，結合各地區的天然氣業務發展規劃，確定供氣功能下的設計輸氣量。轉供功能針對上下游干線管道，其設計輸氣量考慮上下游干線管道的輸氣能力和增輸能力、上游天然氣田的增產能力和地下儲氣庫的輸氣規模、上下游干線管道的峰谷氣量差等，確定轉供功能下的設計輸氣量。安保功能針對上下游干線意外斷供情況下的不可中斷用戶，其設計輸氣量考慮管道不能以過低負荷率長期運營、不可中斷用戶的數量及中斷情況下引起的嚴重程度等，確定安保功能下的設計輸氣量。

2.1 投資分配

管道項目建設投資通常由工程費用、其他費用與預備費構成，其中工程費用包括線路工程、站場工程、閥室工程、大中型穿跨越工程、通信工程和其他工程費用[3-4]。把互聯互通管道建設投資相應分為供氣、轉供和安保3種功能建設投資，各功能投資按照供氣輸量、轉供輸氣量和安保輸氣量占互聯互通管道設計輸氣量的權重確定，即：

式中Tgq表示供氣功能建設投資額，萬元；T表示互聯互通管道工程總建設投資額，萬元；Qgq表示供氣輸量，104m3/a；Q表示設計輸氣量，104m3/a。

式中Tzg表示轉供功能建設投資額，萬元；Qzg表示轉供輸氣量，104m3/a。

式中Tab表示安保功能建設投資額，萬元；Qab表示安保輸氣量，104m3/a。

2.2 成本分配

互聯互通管道運行成本按照常規管道分析，按照《中石油天然氣集團公司油氣管道及LNG投資項目經濟評價方法》[5]（中油計〔2017〕22號，以下簡稱《經濟評價方法》），總成本費用含運行成本和期間費用，運行成本包括燃料費、輔助材料費、動力費、人員費用、輸送損耗、安全生產費用、折舊費、修理費用及其他運營費用，期間費用包括財務費用、管理費用和營業費用。

把互聯互通管道運行成本分為供氣功能運行成本、轉供功能運行成本和安保功能運行成本，各功能運行成本按照供氣輸量、轉供輸氣量和安保輸氣量占互聯互通管道設計輸氣量的權重確定，即：

式中Cgq表示供氣功能運行成本，萬元/a；C表示總運行成本，萬元/a。

式中Czg表示轉供功能運行成本，萬元/a。

式中Czg表示安保功能運行成本，萬元/a。

3 經濟效益評價方法

根據以上公式，將建設投資和運行成本各分為3個部分，分別對應供氣功能、轉供功能和安保功能，尋求不同的經濟效益評價方法。

3.1 供氣功能經濟效益評價方法

供氣功能的互聯互通管道工程經濟評價方法與常規輸氣管道支線工程相當，可以根據《經濟評價方法》，采用正算法進行經濟效益評價。其中管道運輸價格根據《關于調整天然氣跨省管道運輸價格的通知》[6]（發改價格〔2019〕561號）進行計取。

式中Sgq表示供氣功能管輸收入，萬元/a；P表示管道運輸價格，元/（103m3·km）；L表示天然氣轉運距離，km。

根據《中國石油天然氣集團公司投資項目經濟評價參數（2019版）》[7]（以下簡稱《評價參數》）關于經濟評價參數計取的規定，材料費按4 000元/km計取；燃料費按照工藝消耗量和互聯互通管道氣源氣價計取；動力費按照管道沿線站場用電量和電價水平計取；人員費用按16萬元/（人·年）計取；修理費按固定資產原值（扣除建設期利息）的2.5%計取；折舊費按直線折舊法計取，折舊年限取30年；其他運營費按1.8萬元/（人·年）計取；安全生產費用，按營業收入的1.5%計取；其他管理費用按2.5萬元/（人·年）計取；財務費用主要為長期借款利息和流動資金利息，由于互聯互通管道工程項目施工工期基本都在1年以內，暫不考慮財務費用；營業費用按營業收入的1%計取。經過整理得到以下公式：

式中Lgx表示互聯互通管道長度，km；Qq表示耗氣量，104m3/a；Pq表示耗氣單價，元/m3；Qd表示耗電量，104（kW·h）/a；Pd表示耗電單價，元/（kW·h）；R表示新增定員，人。

3.2 轉運功能經濟效益評價

互聯互通管道工程向上下游干線管道進行轉供供氣具有一定的特性，如轉供時間具有一定的不定期性、轉供氣量具有一定的不穩定性，因而互聯互通管道的轉運功能在某些特性上具有調峰輸氣的特點，該部分轉供功能的經濟效益評價方法可以借鑒地下儲氣庫調峰供氣的費用名目和測算方法[8-9]，又因上下游干線管道轉供用戶的可中斷用氣特點，采用可中斷用戶轉供輸氣費名目回收轉供功能建設投資，獲取該部分投資的效益。由于管道轉供調峰的特殊性，其無法為用戶提供固定的儲氣服務，僅可向用戶提供可中斷的轉供調峰儲氣服務。因此可中斷用戶服務的收費價格由2個部分構成，即固定轉供費和變動轉供費。可中斷用戶要為其每月在互聯互通管道中預留的轉供調峰容量支付固定轉供費，即使這部分轉供容量在有些月份不發生，但因互聯互通管道設施建設和運行的成本需要相應的用戶承擔。

式中Szg表示轉供功能管輸收入，萬元/a；Sgd表示轉供功能固定轉供費，萬元/a；Sbd表示轉供功能變動轉供費，萬元/a。

式中Pgd表示固定轉供費單價，元/m3。

式中Qsj表示實際轉供量，104m3/a；Pbd表示變動轉供費單價，元/m3。

3.3 安保功能經濟效益評價方法

在互聯互通管道的功能定位中，為了保證上下游干線管道的供氣安全，避免干線管道意外供氣終止狀態下影響不可中斷用戶的天然氣供應，互聯互通管道的安保功能得以體現。從定量科學的角度，安保功能定量分析最基本的方式是對系統安全性的確定[10-11]。安全投資項目同時具有一般投資項目的屬性，所以技術經濟常用的財務分析指標也適用于安全投資項目。因此，衡量一個安全投資項目的經濟效益也需計算其財務內部收益率、財務凈現值和投資回收期，當各項指標均滿足或超過基準設定值時，該方案從財務角度才可行。

在安全經濟評價體系中，安保收入指由于采取安全措施而避免的經濟損失額或由于安全聲譽好而獲得的超額收入，安保成本指在安保方面所投入的全部費用。根據安保功能可以量化并計入建設項目整體經濟效益的安全評估理論，以及安保收入構成的計算方法，互聯互通管道安保功能經濟效益評價方法為正算安保功能下的安保收入，形成安保功能管道的經濟效益。在該方法下，安保收入由避免停工損失額和避免企業安全聲譽損失額構成。

式中Sab表示安保功能管輸收入，萬元/a；Stg表示避免停工年損失額，萬元/a；Ssy表示避免企業安全聲譽年損失額，萬元/a。

避免停工損失額的計算以互聯互通管道上下游干線管道不可中斷用戶經濟產值為參數，在估算的事故損失比系數和事故發生系數下，測算事故天數下造成的產值損失，依次作為安保功能形成的安全收入。

聲譽是指在未來期間為企業經營帶來超額利潤的潛在經濟價值，或一家企業預期的獲利能力超過可辨認資產正常獲利能力的資本化價值[12]。互聯互通管道安全收入中避免企業安全聲譽損失額測算選擇以企業聲譽評估值為基數，根據安全事故引起的企業聲譽損失系數測算避免企業安全聲譽損失額的大小。

式中A表示事故損失比系數；B表示事故發生系數；Scz表示安保供氣空間對應的上下游可以保障的不可中斷用戶企業的年產值；T表示事故發生天數。

式中Zsy表示西氣東輸商譽的評估值；D表示事故引起的商譽損失系數。

4 經濟效益評價測算

以中石油西氣東輸管道公司承建的閩粵支干線互聯互通管道工程為案例，根據上述供氣功能、轉供功能和安保功能經濟效益評價方法，分別測算其經濟效益，再對該工程進行總體經濟效益評價。

4.1 基礎數據

1）中石油承建的閩粵支干線工程的實際情況如下：建設投資8億元、設計分輸量10×108m3/a、轉運距離500 km、供氣分輸量為2×108m3/a、轉供分輸量為3×108m3/a、安保分輸量為5×108m3/a、站場定員1人、年耗電量2×104kW·h、電價0.44元/（kW·h）、年耗氣量1×104m3。

2）單位固定轉供費的測算依據：鹽穴地下儲氣庫投資及儲氣費分析研究報告[13]，測得單位固定轉供費為0.12元/m3。

3）單位變動轉供費的測算依據：2016年7月20日中國石油化工集團有限公司（以下簡稱中石化）川氣東送管道湖北省恩施土家族苗族自治州恩施市崔家壩鎮段發生斷裂爆燃事故，中石油通過忠武線向中石化轉供天然氣，測算得到單位變動轉供費為0.05元/m3。

4）避免停工年損失額：事故損失比系數為50、事故發生系數為0.1%。年產值：安保供氣空間對應的上下游可以保障的不可中斷用戶企業年產值按25億元估算、事故天數為6天，計算得到避免停工年損失額為213萬元。

5）避免企業安全聲譽損失額：中石油2018年商譽評估值82.03億元，天然氣與管道板塊西氣東輸利潤貢獻率約為10%；事故引起的商譽損失系數3%，測算得到避免企業安全聲譽損失額為2 461萬元。

根據上述評價參數分析，對經濟效益評價的各項參數進行賦值（表1）。

表1 閩粵支干線互聯互通管道工程經濟效益評價參數賦值表

4.2 經濟效益評價結果

根據技術經濟學的相關原理[14]，考慮互聯互通管道工程項目特殊性的基礎上，依據稅后利潤等于零，即總投資＝總收入-總成本-稅金，計算得到供氣功能、轉供功能、安保功能和總體功能下的互聯互通工程經濟評價指標（表2）。

4.3 經濟效益評價分析

1）根據表2繪制3種功能下財務內部收益率與基準收益率對比分析圖（圖1）。根據《評價參數》，天然氣管道工程項目的稅后基準收益率為6%。供氣功能下的閩粵支干線互聯互通工程稅后內部收益率為10.57%，高于6%，說明供氣功能從財務角度具有可行性；轉供功能下的閩粵支干線互聯互通工程稅后內部收益率為11.83%，高于6%，說明轉供功能從財務角度具有可行性；安保功能下的閩粵支干線互聯互通工程稅后內部收益率為1.67%，低于6%，說明安保功能從財務角度不具有可行性；閩粵支干線互聯互通工程整體項目稅后內部收益率為6.49%，高于6%，說明該互聯互通工程項目從財務角度整體上具有可行性。

2）雖然安保功能下的閩粵支干線互聯互通管道工程從財務角度不具有可行性，但是閩粵支干線是西三線的配套工程，其作為西二線和西三線在東南沿海地區的聯絡管道，提高了管網調氣靈活性，填補了粵東地區管道空白。閩粵支干線工程的實施順應國家和廣東省對當地產業發展的要求，為該地區源源不斷地調入清潔的天然氣能源，促進地方產業結構升級和能源結構優化，大大改善用氣城市大氣質量，提高人民生活水平，環境效益極為可觀[15-17]。同時也可為“節能減排”作出重大貢獻，還能推動粵東地區社會經濟與環境的良性循環與可持續性發展，進一步繁榮地區經濟。

5 結論

1）互聯互通管道因其上下連接、承上啟下的特殊作用，在天然氣管網系統中負責連接上下游干線管道，起到貫穿干線管網的連接作用，以保證不同天然氣氣區、天然氣管網、天然氣市場的氣流暢通。這種特殊的功能性使得該類管道不同于常規的天然氣輸氣管道，并非單純的從氣源到市場的連接線，因此在對互聯互通管道工程進行經濟效益分析時，應將互聯互通管道功能分為供氣、轉供和安保3種功能，分別測算3種功能下的經濟效益，再進行整合，測算總體經濟效益。

表2 閩粵支干線互聯互通管道工程經濟效益評價指標表

圖1 閩粵支干線互聯互通管道工程經濟效益評價結果對比分析圖

2）針對互聯互通的不同功能定位，分別依據中石油經濟評價方法、儲氣庫調峰輸氣經濟效益評價方法和安全經濟效益量化評價方法制定了其經濟效益評價方法。以中石油西氣東輸管道公司承建的閩粵支干線互聯互通工程為案例，分別按供氣、轉供和安保功能測算了該互聯互通管道工程項目的經濟效益指標，匯總測算整體經濟效益，同時與《評價參數》規定的基準收益指標進行橫向和縱向對比分析。分析結果表明：供氣功能的財務內部收益率為10.57%、轉供功能的財務內部收益率為11.83%、安保功能的財務內收益率為1.67%，整體功能的項目財務內部收益率為6.49%，高于6%的基準收益率，項目整體從財務角度具有可行性。

3）互聯互通管道工程經濟效益評價研究結果，為國家管網天然氣基礎設施互聯互通管道工程項目立項和決策提供了經濟參考和必要的理論支撐。