江西省天然气安全评价与对策研究

王玲玲，李会娟

(东华理工大学 经济与管理学院，江西 南昌 330013)

天然气作为一种几乎不含硫、粉尘和其他有害物质的清洁能源，受到各国的重视。近年来，随着我国经济的飞速发展，城市化进程不断加速，在“煤改气”等能源结构调整政策的大力推动下，我国天然气需求呈持续增长态势。纵观目前发布碳中和目标国家的能源消费结构，天然气在多数国家都扮演着重要的角色。加拿大、德国、葡萄牙、日本、西班牙、英国等国的天然气消费在一次能源消费中占比均超过20%，其中英国和葡萄牙的天然气消费占比高达35%以上(1)数据来源：https://finance.sina.com.cn/money/future/roll/2021-11-14/doc-iktzscyy5526514.shtml。。据统计，2020年我国天然气消费量为3 280亿立方米，增量约为220亿立方米，同比增长6.9%，占一次能源消费总量的8.4%，相比之下，仍有较大的增长空间，这也说明未来中国的天然气市场发展极具潜力(2)数据来源：《中国天然气发展报告(2021)》。。2020年9月，我国宣布力争2030年前实现碳排放达峰、2060年前实现碳中和的愿景。作为一种低碳清洁能源，天然气是能源从高碳到零碳过渡的最佳伙伴之一，对实现碳中和起到积极促进作用。天然气行业正处于一个大有可为的机遇期，无论是政策的支持，还是我国能源消费结构调整的必然选择，都将推动天然气行业的高质量发展。江西省地处我国中部，常规能源只有煤炭和水力，缺油少气，供给相对不足，能源生产远远不能满足消费需求。2010年，江西省开始使用长输管道天然气。天然气的使用为江西能源结构的改善和产业结构转型升级提供了重要的能源支撑。但在这个发展过程中，江西省天然气建设也存在着管道建设不足、储备能力较弱、能源结构不合理以及由此带来的环境污染等一系列问题。因此，立足于当前江西省及国内其他省天然气整体发展形势，本研究对江西省天然气安全进行探讨分析并提出有关建议，这对研究如何提高江西省天然气安全具有一定的现实意义。

1 文献综述

从能源安全综合评价方法的运用来看，德尔菲法、模糊综合评价法、层次分析法、熵权法等都有不同程度的应用。吴初国等通过德尔菲法确定指标权重，并应用熵权系数法和综合评分法对我国能源安全进行评价[11]。Lu等应用生态网络分析法模拟中国的天然气供应系统，系统地衡量其整体安全水平[12]。王晓宇从供需安全和市场安全两个角度出发确定评价指标，应用主成分分析法评价中国天然气供应安全[5]。董秀成等构建我国天然气进口风险指标体系后，使用熵权法确定各个指标的权重，对进口不同国家天然气存在的风险进行评价[13]。郭明晶等从供应安全等四个维度出发，构建天然气安全评价体系，运用组合赋权法赋权指标，对中国天然气安全状况进行了评价[7]。孙涵等基于供给、使用、经济、环保四个维度，构建区域能源安全评价体系，并与TOPSIS方法组成熵权TOPSIS综合评价法，通过熵值法确定指标权重，对中国区域能源安全进行评价[14]。李宏勋等基于2006—2016年数据，从需求、进口和供应等方面选取指标，构建我国天然气进口安全评价体系，并利用K-means聚类分析法和主成分分析法建立模型，对我国进口天然气供应安全状况进行分析[15]。何润民等基于层次分析法从低到高划分了物质安全、获得安全和共同安全等三个层级对中国天然气供应安全进行分析[16]。周云亨等运用层次分析法与德尔菲法构建了天然气安全评价指标体系并进行量化评估[17]。柴建等通过EEMD和BP多重断点检验方法，系统梳理了中国天然气安全综合指数的动态特征和传导机制[18]。史丹等从可得性、经济性、清洁性和可持续性等四个方面选取评价指标，并利用熵权—TOPSIS距离函数模型对我国能源安全展开评价[19]。

综上所述，能源安全已经成为当前国内外学者重点关注的研究领域，从研究方法来看，大部分研究基于供需、市场、储运等分析维度，通过构建安全的评价指标体系并利用主成分分析等方法对能源安全或天然气安全展开评价与分析；从研究对象来看，多数研究集中于能源安全或者天然气供应安全，且主要偏重于国家层面，针对省级层面的相关研究很少。鉴于此，本研究基于省级层面，以江西省天然气安全为研究对象，在前人研究的基础上，从供应、储运和市场三个角度出发，深入分析江西省天然气安全状况，并提出建议，为相关领域研究提供有益补充。

2 天然气安全影响因素与指标选择

2.1 影响天然气安全的因素

本研究主要从供应、储运和市场三个角度进行分析，并确定相应的评价指标。

(1)从供应角度看，江西省天然气供需差距非常大，本省产出量较少。江西省天然气的供给缺口比较大，本土产出较少，需求量大于供给量，供需缺口不断扩大，主要依赖于省外调入以满足本省的天然气需求。2019年，江西省天然气消费量为24.7亿立方米，供应量约17亿立方米，缺口达7.7亿立方米(3)数据来源：《江西统计年鉴2020》。。供需之间的极大缺口是威胁江西省天然气安全供应的关键因素之一。受制于资源禀赋等现状，江西省能源消费不平衡，表现为天然气等低污染清洁能源消费占比很小。2019年江西省能源消费结构中，天然气消费占比仅为3.4%，不到全国平均水平的1/2；石油消费占比18.7%，接近全国平均水平19.7%，煤炭消费占比62.4%，远远高于全国平均水平57.6%，详细见表1。面对国家提出的实现碳达峰、碳中和目标愿景，能源结构调整是重中之重。降低煤炭消费比重，提高天然气等清洁能源的消费比重是优化能源结构的路径之一。在这一过程中，巨大的天然气供需缺口对江西省的天然气安全提出了挑战。

表1 2019年全国及江西省能源消费结构

从储运角度看，江西省天然气管网建设相对滞后，尚未实现“县县通”。与全国天然气管网建设平均水平相比，江西省级天然气管网建设水平相对滞后，影响了全省的储气能力，仍需不断完善。截至2020年，江西全省天然气长输管道建成总里程达2 638多公里(4)数据来源：江西省人民政府http://www.jiangxi.gov.cn/art/2021/1/7/art_5862_3044758.html。，而全国天然气管道总里程约达11万公里(5)数据来源：《中国天然气发展报告2021》。，平均到省级层面的管道里程近3 600公里。对比可知，江西省天然气管网建设水平相对落后。完善天然气管网是建立天然气储备体系的关键。只有天然气管网建设不断完善，才能促进天然气储备能力的提升，保障居民和企业能够切实享受天然气带来的便利。

从市场角度看，江西省天然气主要从省外调入，外省依存度较高。“十四五”及未来一段时间，天然气行业要立足“双碳”目标和经济社会新形势，统筹发展和安全，不断完善产供储销体系，满足经济社会发展对清洁能源增量的需求，从而实现行业高质量发展。从全国层面来看，虽然我国拥有丰富的能源储量，但是国内对天然气的供给增速不及需求增速，供不应求，进口天然气是必然的选择。2019年，我国天然气对外依存度达42.8%(6)数据来源：《中国天然气发展报告2021》计算得出。，而国内需求仍在持续增长，产量却未有较大提升，天然气对外依存度不断上升。而江西省同样面临着“少能乏气”的困境，在低碳转型发展的重要时期，供给能力跟不上需求增长的速度，导致外省依存度持续攀升。由于天然气消费起步较晚，2010年江西省开始引入长输管道天然气，且主要依赖于省外调入。近年来，江西省天然气外省调入量持续增长，外省依存度逐渐接近100%，并且仍有扩大的迹象(7)数据来源：《江西统计年鉴》《中国能源统计年鉴》计算得出。。

2.2 指标的选取

结合影响天然气安全的各项因素，本研究以此为基础并借鉴郭明晶等[10]构建的天然气安全评价指标体系，考虑到数据的可得性等因素，最终从三个层面构建江西省天然气安全评价指标体系。本研究共选取12个评价指标，具体见表2。供应安全方面选取供气能力、外省依存度、人均天然气产量和气源保障率等作为评估指标，其中供气能力、人均天然气产量和气源保障率是正向指标，外省依存度是负向指标。储运安全方面选取4个指标，分别是储运设施建设成本、人均储气能力、人均管道长度和供储比，其中除供储比外，均为正向指标。市场安全方面选取能源消费比、天然气消费增长率、用气人口增长率和万元GDP天然气消耗量等作为评价指标，且均为负向指标。

表2 江西省天然气安全评价指标体系

江西省天然气供气能力用供气总量表示，数值越大，代表供气能力越强；外省依存度指外省天然气调入量与本省天然气消费量的比值，是衡量江西省天然气对外依赖程度的重要指标，这一指标与天然气安全程度呈负相关。人均天然气产量为江西省天然气产量与用气人口的比值，比值越大，安全水平越高。气源保障率表示天然气供气量与天然气消费量的比值，比值越大，安全度越高。储运设施建设成本用地区人口密度来衡量，人口密度越大，建设成本越低。人均储气能力指储气能力与用气人口的比值，储气能力受到天然气管网建设和储运设施的影响，储气设施建设越成熟，人均储气能力越强，安全度越高。人均管道长度指天然气供气管道长度与用气人口比值，比值越高，安全度越高。供储比指供气能力与储气能力的比值，大于1表示供气水平高于储气水平，差距越大，安全水平越低。能源消费比是指天然气消费量与能源消费总量的比值，得分越低，代表天然气消费增长越慢，市场压力较小，市场安全度越高。天然气消费增长率指天然气消费较上一年的增长率，与能源消费比指标一样，比值越低，代表天然气消费增长速度越慢，市场压力较小，市场安全度越高。用气人口增长率指当年用气人口与上一年天然气同期人口比值减1，是负向指标，比值越低，代表天然气消费增长速度越慢，供给、储备和运输压力较小，市场安全度越高。万元GDP天然气消耗量指天然气消费量与GDP的比值，数值越低，代表天然气普及率越低，市场压力较小，安全性高；数值越高，代表天然气普及率越高，市场压力大，安全性较低。

3 江西省天然气安全评价

3.1 数据的选择和处理

本研究基于2009—2019年江西省天然气相关数据，分析江西省天然气安全水平。数据来自2009—2019期间的《江西统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》。根据原始数据计算得出的各项评价指标数据，如表3所示。

表3 2009—2019年江西省天然气安全评价指标数值

由于各指标的属性、单位等不同，为了消除不同指标间存在的差异，便于比较计算，我们对指标原始数据进行标准化处理。

正向指标标准化公式为：

逆向指标标准化公式为：

其中，xi表示各个指标变量，max(xi)表示变量的最大值，min(xi)表示变量的最小值。

3.2 相关性分析

采用stata14软件对标准化处理后的数据进行相关性分析，分析结果如表4所示。

表4 天然气安全评价各指标相关性分析结果

判断变量间是否会相互影响，系数是一个需要重点考虑的内容。从统计学以及大多数学者的观点来看，相关系数的绝对值以0.7为界，大于0.7则认为自变量间将会出现共线情况。从表4的结果可以看出，大部分指标相关性较强，关联程度较高，这对天然气安全分析结果的准确性产生较大影响。为了消除这种高度相关性可能带来的影响，本研究采用主成分分析法进行分析，最后通过得出的综合指标得分情况展开评价。

3.3 主成分分析

3.3.1 求特征值和累计贡献率

主成分分析法可以把原来的指标变量重新组合成一组新的互不相关的综合指标变量，从而可以降低维度并保证指标数据的准确度。一般处理是将原来的所有变量通过线性组合的方式提取出新的变量，亦称之为主成分。根据主成分的方差大小或特征值排列，来判断主成分对原始数据的解释程度。一般选择累计方差贡献率大于85%或者特征值大于1的变量作为主成分，它们的个数就是主成分的个数m。本研究利用stata14软件进行主成分分析，得出的各成分的方差贡献率及特征值见表5。从表5中可以看到，前三项的累计方差贡献率为92.71%，说明前三个成分基本包含了全部指标具有的信息，因此可以确定主成分因子的个数m=3。

表5 指标特征值和贡献率

3.3.2 确定权重和综合得分

通过对载荷矩阵进行旋转可得到各主成分相对应的特征向量，见表6。

表6 因子载荷矩阵和特征向量

表6是因子载荷矩阵和特征向量，可以反映不同主成分对原始评价指标的载荷数即影响程度。从表6中可以看出，第一个主成分在x1供气能力、x3人均天然气产量、x4气源保障率、x5储运设施建设成本、x8供储比、x9能源消费比、x12万元GDP天然气消耗量这7个指标的载荷较大，综合来看主要在供应安全方面载荷较大；第二个主成分在x2外省依存度、x6人均储气能力、x7人均管道长度、x10天然气消费增长率这4个指标的载荷较大，总体而言主要在储运安全方面载荷较大；第三个主成分在x3人均天然气产量、x6人均储气能力、x7人均管道长度、x10天然气消费增长率、x11用气人口增长率这5个指标的载荷较大，总体看来主要在市场安全方面载荷较大。进一步分析可知，供应安全、储运安全、市场安全均对江西省天然气安全有重要的影响。

根据表6可得每一项主成分指标的特征向量ai，F=aixi，i=1,2,…,pi；三个主成分的表达式如下。

F1=0.725x1-0.01x2+0.011x3+0.008x4+0.467x5+0.003x6-0.011x7-0.013x8-0.497x9-0.005x10+0.017x11+0.09x12

F2=0.286x1+0.019x2-0.015x3-0.015x4-0.2x5-0.008x6+0.011x7+0.025x8+0.381x9+0.005x10-0.017x11+0.855x12

F3=0.056x1+0.002x2+0.993x3-0.103x5+0.001x6+0.009x7+0.002x9+0.005x10-0.014x11-0.027x12

将标准化处理后的指标数据代入上面三个公式中，可得到各主成分的得分。以主成分作为自变量、各自相对应的方差贡献率作为权数加权求和，得到江西省天然气安全指数的综合得分，如表7所示。

F=0.616 5F1+0.201 1F2+0.109 5F3

其中，某些主成分得分为负是由于原始数据的标准化处理产生的结果，并不代表安全度为负[5]。

4 结论及建议

4.1 结论

由表7可知，2009—2019年江西省天然气安全综合主成分得分呈上升趋势，天然气安全水平逐渐升高，但整体处于较低水平。

从供应安全来看，由表6和表7分析可知，综合得分主要由主成分因子F1决定，与供应安全关系较密，其次是因子F2和F3。其中F1得分排名整体呈现不断增加的趋势，表明江西省天然气供应安全在不断提升。

表7 天然气安全综合得分

从储运与市场安全来看，因子F2得分排名总体呈下降趋势，F3得分排名整体呈先升高后降低的趋势，这与江西省社会经济发展以及市场大环境有关，与天然气消费量的飞速增长相比，江西省的天然气管道建设明显滞后，而天然气管道的保障能力是天然气行业发展的基石。

4.2 建议

江西省正处于经济高质量发展转型阶段，能源企业转型发展是重中之重，大力发展清洁能源产业是推动能源结构持续优化的关键一步。作为新时期发展极具潜力的清洁低碳能源之一，天然气在能源转型发展过程中扮演着关键角色，是促进“碳中和”的主力能源。因此，天然气安全在江西省经济发展与转型中就显得尤为重要。为提高江西省天然气安全水平，本研究提出以下建议。

4.2.1 加快天然气储备能力建设，保持供需动态平衡

随着我国天然气行业的迅速发展，天然气消费以惊人的速度在快速增长，在能源体系中的重要性也不断提升。与此同时，储备能力不足等问题也逐渐显露出来，已经成为制约天然气安全稳定供应的突出短板之一，江西省亦面临着同样的问题。加强储气能力建设是天然气安全稳定供应和行业健康发展的重要保障。因此，为提高江西省天然气安全水平，必须加快推进省内天然气储备能力建设，保持天然气的供需动态平衡。一是要根据制定的目标任务，支持并加快推进天然气储备重点项目的建设，强化天然气调峰和存储能力，保障天然气安全稳定供应。二是不断提高各市县及城镇天燃气储备能力，根据储气能力国家标准，并结合本地区实际用气情况，把目标和任务进行细化落实，可通过建造、租赁储气设施、购买储气服务等方法完成相关目标任务。

4.2.2 加强天然气管道建设，结合大数据等科技手段提高资源调配能力

能源是经济和社会发展的重要资源和重要支撑。面对能源消费总量不断扩大的刚性增长态势，为提升全省的应急、储备与调峰能力，解决周边地区工商业和居民用气量不足的难题，确保天然气用户拥有更充足的气源保障，江西省必须要加强天然气管道建设，并结合大数据等科技手段提高资源调配能力。而天然气产业规模的不断扩大，同样需要管网设施的持续配套建设。一是继续推进川气东送二线江西支干线等国家输气管道建设，加快推进省市级天然气管网建设，构建多节点之间能够实现互联互通的输气网，努力实现各个县城皆能顺利通气的目标，有效压减管道沿线地区的气源成本，增强当地供气可靠性，提高作为清洁能源的天然气的利用水平；二是加强天然气基础设施建设，完善重点区域及相关支线的管道建设，提升经营管理水平，提高基础设施的利用效率，进一步优化城乡能源结构、提升城乡居民生活质量，助推管道沿线地区的产业升级和经济发展，使越来越多的居民和企业能切实享受到管输天然气带来的便利和实惠。

4.2.3 完善管道天然气上下游价格联动机制，保持天然气市场价格稳定

近几年，受经济低碳转型发展等因素影响，我国天然气行业迎来爆发式增长。市场迅速增大的同时，一些问题也逐渐暴露出来，例如采购价格较高、产业链上下游价格联动机制缺乏等。且由于天然气需求具有较强的季节性特征，市场化机制下的天然气价格波动剧烈。为保持市场价格稳定，江西省各地必须要推进天然气价格的市场化进程，适应天然气价格形成机制改革的需要。一是要经常与供应链上游的供气企业做好协调沟通，建立适应季节性特点的中长期价格机制，保证季节间价差的合理性；同时还应明确价格联动周期等事项，进一步推动天然气产供储销体系建设和行业的高质量发展。二是根据省网输气量的变动情况，在成本监审的基础上，适时调整省内管道运输价格。鉴于天然气气源价格波动频繁，城镇燃气经营企业应密切关注天然气市场的动向，充分预判经营区域内阶段性天然气需求量，持续优化气源采购渠道和结构，实现最大限度控制气源采购成本。三是各地价格主管部门应结合当年增值税率来调整燃气配气价格，保证天然气市场价格稳定，同时降低能源消费成本，使天然气在能源消费结构中的优势进一步加强和凸显。