油氣儲運工程經濟與法規

油氣儲運系統經濟規律

鐘駿杰

武漢理工大學能源與動力工程學院

E-mail:jjzhong@

2/5/2023148英語詞組:Storagetank

儲油罐

Pipe

laying

輸油管線

Oil

tanker

油輪

Tank

car,

tanker

(鐵路)罐車,槽車

Tank

truck,

tanker

(汽車)運油罐車,油罐車

Refining

煉油

Refinery

煉油廠

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內容提要油氣儲運系統油氣儲運系統在國民經濟中的地位油氣儲運系統的主要經濟規律向市場經濟過渡的油氣儲運系統2/5/2023348油氣儲運系統原油的外輸

可以通過火車油槽車、油輪或長距離管道運輸，應視運量、運距及地理條件的不同而選擇經濟的運輸方式。一般說來，鐵路運輸大都用于運量和運距較小的情況。長距離管道

連綿數百至幾千公里，要穿越河流、跨月峽谷、翻山越嶺或由隧道通過，工程艱巨。為了給在管道中流動著的油（氣）提供能量，以克服流動的阻力、提供舉升的能量，在輸油管道沿線需設若干個中間加壓泵站，給油流加壓。在輸氣管道沿線則要設中間壓縮機站給天然氣加壓。2/5/2023448

在管路沿線每隔一定距離還要設中間截斷閥，以便發生事故或檢修時關斷。沿線還有保護地下管道免受腐蝕的陰極保護站等輔助設施。

由于我國所產的原油大都含蠟多、凝點高，在管道輸送中需要采用在各中間泵站上加熱，以保持全線的油溫高于凝點的加熱輸送方法，或采用加入降凝劑以降低原油凝點的方法輸送，稱為加劑改性輸送。長距離原油管道的終點可以是煉油廠的原油庫或其它轉運樞紐。原油的轉運樞紐相對比較單一，大都屬于港口油庫，2/5/2023548

將長輸管道輸來的原油經計量后灌裝入油輪外運，

例如我國的秦皇島油庫，它既是從大慶來的長輸管道的末站，又是原油外運的港口。也有的是從油輪上卸下進口的原油，經管道輸往內陸的煉廠，如湛江港的油庫，又是湛江至茂名的長輸管道的起點輸油站。由于油輪難免受臺風、冰凌等自然條件的影響而延誤航期，故無論是裝油還是卸油的港口油庫，都必須要有足夠的儲罐容量（一般不少于３天的輸量）。也有原油管道與鐵路聯運的樞紐站，但為數較少。2/5/2023648

在管路沿線每隔一定距離還要設中間截斷閥，

以便發生事故或檢修時關斷。沿線還有保護地下管道免受腐蝕的陰極保護站等輔助設施。

煉油廠的油品儲運系統包括：

接收從管道或港口油庫輸來的原油的原油庫；接收各裝置輸來的成品油，并將其向廠外發送的成品油庫；在各裝置間輸轉半成品的半成品庫等。各裝置與油庫間均有管線及相應的泵站連接。港口油庫至煉油廠原油庫之間常有數十或上百公里的輸轉管道相接。這些都是保證煉廠正常生產的重要設施。

2/5/2023748我國煉油廠成品油的外運一直以鐵路運輸為主，

1977年建成了第一條長距離的成品油管道—格爾木至拉薩管道，長1070公里，管徑150毫米。直至1995年又建成了撫順至鲅魚圈的成品油管道，長246公里，管徑350毫米。到90年代中，我國成品油的總運量中，鐵路仍占近60％，管道運量僅約10％。作為煉油廠商品外銷通道的成品油管道運輸，

其工藝技術要比輕原油管道復雜。首先，鑒于每種成品油的運量都不會很大，為了提高管輸的經濟效益，大都采用一條管道順序輸送多種成品油的工藝，例如格—拉成品油管道就順序輸送汽油、煤油、柴油三種油品。(見付6-24)2/5/2023848

國外有的成品油管道曾順序輸送幾十種牌號的石油產品。

其次，成品油管道大都是多個分支、多個出口的，以便向管道沿線及附近的各個城市供應油品。在分輸站上可由支線管道輸往某一城市，也可是與鐵路或公路聯運的轉運樞紐。有的管道還可能有多個入口的分支，接收多個煉油廠的來油。

為了使在同一管道中前后流著的各批油品按計劃準時到達某一分輸站，并盡可能減少其混油損失，順序輸送管道的調度控制要嚴格按預定的計劃進行并及時監測。在管道的末站和分輸站上要有混油處理設施。

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天然氣的輸送目前只有兩種方法，一是用管路加壓輸送，二是將天然氣液化后用油輪運輸。

液化天然氣（LNG）是天然氣經凈化處理后，通過低溫冷凝而成的液態混合物。為在常壓下保持液態，必須冷卻至１６２－℃以下，其體積為原氣態體積的１／６００。可以用特殊保溫的遠洋油輪運輸。ＬＮＧ運達接收的港口后，可卸入接收站的低溫儲罐中儲存，然后再通過加熱再氣化后，以氣態形式用管道輸送至用戶。

目前各國投產的天然氣液化裝置已達160套以上，生產能力大都在每年300-600萬噸之間。(見付25-38)2/5/20231048

天然氣液化輸送不僅為天然氣資源豐富的國家提供了途徑，將天然氣輸送到管道建設受地域限制的市場，更重要的是起著調節世界天然氣供應的巨大作用，使能源短缺的國家找到了天然氣來源多元化的途徑，可避免對一國一地區的依賴，以保障其能源供應，而且其環境效益顯著。

但是由于液化裝置、低溫油輪等的價格昂貴，將天然氣液化后出口的國家都是天然氣資源十分豐富，因而其并口氣價低廉，液化裝置處理量大，經遠洋運輸到達消費地區港口的天然氣售價仍有顯著的競爭力。運量愈大，經濟效益愈好。2/5/20231148據第15屆世界石油大會的資料，建設一個年產500萬噸的液化天然氣廠的上中下游投資共需100~150億美元（1994年）。

要求供應該項目的氣田儲量不少于2100億立方米。故液化天然氣的遠洋運輸必須要有供應力、需求方、船運公司、政府和金融機構各方的通力合作，才能使各方受益。

與輸油不同，天然氣的管道輸送必然上中下游一體化的，開采、收集、處理、運輸和分配是在統一的連續密閉的系統中進行的。一般氣井的井口壓力都比較高，集氣站收集各井的來氣經調壓、計量后輸往處理廠，經脫水、脫硫后將合格的天然氣輸入干線。一般可利用處理廠的壓力輸送一段距離后再增壓，即第一個壓氣站不一定設在氣田出口處。2/5/20231248

輸氣管道沿線必然要有多個分輸管線，與各用氣的城市管網相連，圖13-1為區域輸氣管網的示意圖，

每一個地區（城市）根據其用氣量的大小設有多套管網，從高壓到低壓有多達四套管網的，來氣干線與高壓管網之間，以及各級管網之間都設有調壓計量站。2/5/20231348圖13-1區域輸氣管網示意圖2/5/20231448

目前在各發達國家，天然氣消費量的約1/4用于發電，

主要是調峰電廠，因為燃氣機組比蒸汽輪機啟動快、效率高。

另約1/4用于居民和城市服務業。

這兩類用戶的特點是用氣不均，不僅冬季和夏委用量差別大，白天的11點和17點前后的用氣量要比凌晨2-3點高數倍。例如香港的中華電廠，一天只在用電高峰的12小時增加用氣發電，以日前尚未用天然氣發電的北京為例，99年4月份的用氣量與12月份相差5倍。12月10日3點的供氣量為18點供氣量的1/6。2/5/20231548

故輸氣干線及配氣管網都必須有足夠容量的儲氣設施，

以調節用氣的不均衡，使干線的輸量盡可能均勻平穩。為調節月的用氣不均衡，通常是在管線末端接近消費中心處建地下儲氣庫，在用氣量較少的夏季，把管線輸來的多余的氣體注入地下儲氣庫；到冬季用氣高峰期間，則從地下儲氣庫中采出氣體，以補來氣的不足。

世界各國均建有大量的儲氣庫，

至1993年末美國共有386座地下儲氣庫，總儲氣能力2280億立方米，其中45%為有效工作氣，總工作氣量占其年用氣量的18%。當然儲氣調峰是要付出相當費用的，但還是比按高峰負荷建設輸氣管道要經濟。2/5/20231648

天然氣的地下儲氣庫除了上述平衡天然氣的供應與消耗量之間的差額，通常稱為“調峰”的協調供求關系的作用外，還有其它很多用途，首先是戰略儲備，以應付供氣中斷的危險。西歐的儲氣能力達到半年的進口氣源的供氣量。其次是控制氣價和價格套利，為此還要有與儲備庫配套的輸送設施。第三是可用于天然氣產供銷系統的優化控制。國外有若干個專門經營地下儲氣庫的公司，是天然氣儲運銷系統的重要組成部分。原油和成品油也需要建儲備庫，但它的任務主要是戰略儲備、控制油價和價格套利。吸取1973年石油危機的教訓，1974年經合組織（OECD）的國際能源機構（IEA）就規定各成員國有義務保有相當于90天凈進口量的石油戰略儲備。圖13-2為國外某海上油氣田的油氣儲運綜合系統示意圖。油井產出物經平臺預處理后，由海底管道輸往岸上的集中處理站。處理合格的天然氣，一部分送往陸上某輸氣干線，一部分送往液化天然氣廠，液化后裝船外運。合格的原油則送往港口油庫裝船外運。2/5/20231748

某海上油氣田的油氣儲運綜合系統示意圖

圖13-22/5/20231848油氣儲運系統在國民經濟中的地位油氣儲運系統的可靠與否不僅影響國家經濟建設的可持續發展，也是制約區域經濟平衡發展的重要因素。

油氣儲運系統的不完善和故障，必然會給油氣生產方（國）和消費方（國）帶來重大的經濟損失。至于一旦發生戰爭，油料保障更是戰爭勝敗的關鍵因素。

歐美各大石油公司均不惜投入巨資建設油氣儲運設施，各國政府在油氣儲備、管道安全、輸氣管網及城市配氣的運營等方面均制定了一系列法令、法規，一方面要加強油氣供應的保障能力，另一方面又要控制大公司的壟斷。2/5/20231948

進入70年代以后，由于盛產石油的中東地區政局動蕩，戰事頻發，使世界油氣價格經常發生劇烈波動，圖13-3為1975-1995年期間遠東地區到岸的原油和液化天然氣價格的變化[1]，從1975年的每百萬Btu1.9美元攀升到1980年的6.75美元。

圖13-31975-1995年間遠東地區到岸油、氣價的變化2/5/20232048

一方面油氣的價格波動對管道建設的工程量和運輸利潤影響很大，081203

例如1992-1994年期間油價持續下跌，1994-1995年期間又迅速上漲，因此1995年的世界管道建設工程量比1993-1994年期間高出數倍。油輪運輸業則更是驚險，在1972-1975年期間他們曾有過運費上漲5倍的喜悅，但是在80年代中期兩伊戰爭時間，他們的收入非常低微，甚至破產。

另一方面上述歷史教訓

使各國政府和各大石油公司一再認識到建設和管理好油氣儲運系統的重要性。油氣儲備量充足的國家在油價波動中套取了暴利，反之則損失不小。2/5/20232148

因此，除了國內必須有相應規模的儲備量以外，油氣進口國必須要尋找多個多方向的進口渠道，例如，意大利一方面從東北方向由俄羅斯經捷克進口天然氣，另一方面又從北方由荷蘭、北海進口天然氣，南面穿越西西里海峽，從阿爾及利亞鋪設阿意輸氣管道進口天然氣，同時又從西面海上進口LNG。歷史的教訓也使各國認識到，對于大的跨國管道的建設，由于其耗資巨大，且受政治因素的影響大，都要反復權衡醞釀多年，并要在加強國際合作的基礎上才可付諸實施。若干在國外媒體上宣傳多年的長距離跨國管道，例如80年代中開始的美國從阿拉斯加經加拿大外輸天然氣的“公路管道”，其二期工程迄今未建，又如從90年代中就開始醞釀的，從里海大陸架經中亞各國外輸原油的管道，迄今尚未實施。為了減少國際油價急劇波動對我國經濟的影響，我們必須迅速完善我國的油氣儲運設施，尤其要加快建設各種類型的油、氣儲庫。2/5/20232248油氣儲運系統的主要經濟規律如前所述，油氣的儲運有多種方式可供選擇，要作出正確的決策，必須了解油氣儲運系統的主要經濟規律。對于大宗原油的運輸，可供選擇的方式主要是管道和海洋運輸。

海運首先決定于地理條件，即發油點和收油點要有裝卸能力足夠大的港口。其次，油輪的運輸成本是隨著油輪噸位的增大而降低的，如表13-1所示。2/5/20232348例如，從中東到我國的航程約為6200公里，25萬噸級油輪的運價要比用10萬噸級少3.5美元/噸，可見運輸費的差額是很大的。因此，必須要有足夠大的運量和運距，才可以發揮其優勢。目前，國外用于遠洋運輸的油輪的載重量大都在10萬噸級以上，20萬噸級的超級油輪居多，船隊的年運量大都在1000萬噸以上。

表13-1油輪運輸成本與載重量的關系載重量/萬噸4.57.08.510.020.0運輸成本/%100906351434038252/5/20232448

因受航線和港口靠泊能力的限制，25萬噸級以上的油輪也是少數。1975年油輪運輸達到鼎盛時期，遠洋運輸的平均運距達到7100海里。油輪的主要航線是從中東到美、歐和遠東地區。此后，由于油價上漲、兩伊戰爭等一系列事件又使原油的遠洋運輸趨于蕭條。總之，遠洋運輸的弱點是受難以控制的外界事件的影響大，其突出的優點是大運量時運費低，且隨運距的變化不大。進入90年代以來，平均運距接近5000海里的超級油輪的運費大都在每桶1.5美元上下。長距離油氣輸送管道的輸送成本單價是按每噸?公里（對油）和每千標準立方米?公里（對氣）來計算的，輸送成本隨輸量的變化較大。2/5/20232548對原油管道而言，如圖13-4所示，對每一種管徑而言，都有一個輸送成本單價最低的經濟輸量。輸量愈大，采用的管徑愈大，其每噸公里的輸送成本單價CT也低。管徑愈小，經濟輸量愈小，但其輸送成本單價卻高。圖13-4經濟輸量與管徑、運費的關系2/5/20232648對某一具體管道而言，其管徑D和輸送距離L是一定的，因此在某一輸量下，每噸油的總運輸費用是：輸送成本單價×運距，即CT?L。在同樣的管徑和輸量下，輸送距離愈遠，每噸油的運輸費用也愈高，運費占原油成本的比例也愈大。因此，為使管道運輸有較強的競爭力，當管道運輸距離較遠時，必須要有足夠大的輸量，才能使每噸油的運輸費用不超過油價的某一比例。發達國家每噸油的運費一般都不超過原油價格的5%，例如1995-1996美國原油的平均售價約為每桶18美元（折合1302/5/20232748美元/噸），管道的平均運費為3-4美元/噸。1996年俄羅斯出口原油的國內平均運費為3.5美元/噸。同一期間，我國大慶——秦皇島約1000公里的管輸運費約為原油售價的5%（輸量1000萬噸），由于我國原油的凝點高，管道大都采用加熱輸送，故運費比國外輕原油要高。輸送距離愈遠，運費愈高。同樣距離的鐵路運費約為原油售價的8%-9%。與管道相比，鐵路運費受輸量的影響較小，主要決定于運距。但其運輸能力一般不超過1000萬噸/年。2/5/20232848

如取原油運價不超過原油售價的某一比例作為界限，則在某一輸量及其相應的經濟管徑下，就有最遠運距的限制。表13-2為運費占油價的15%或20%時，相應管徑時的經濟輸量及最遠運距。該表按我國1993年的價格水平計算，數值取整了。不同的價格水平，計算結果略有出入。2/5/20232948表13-2運費占油價的某一比例時不同管徑的最遠運距管徑/mm經濟輸量/（104t/y）最遠運距/km運費占油價15%運費占油價20%8203000200025507202000165021006301500140018005291000100013004266006508303774004706003253003204202732002703602/5/20233048長距離輸氣管道的經濟規律與輸油管道類似，其管輸成本也隨管徑、輸量和運距而不同。運距愈遠，要求的經濟輸量和管徑就愈大。需要說明的是，按照輸送等熱值的燃料計算，輸氣管道的輸送費用要比輸油管道貴得多（1M3天然氣的熱值約相當于0.8-0.85kg原油），圖13-5所示為輸送不同介質時不同距離的運費，可見超過4000公里以上，LNG海運可能比陸上輸氣管道便宜。(見付42-58)2/5/20233148圖13-5輸送不同介質時不同距離的運費2/5/20233248根據美國80年代中的統計，管輸不同介質每輸送1000公里所消耗的能量與所輸燃料的比例為原油0.4%、成品油0.5%、天然氣2.5%。(見付39-41)其次，天然氣的銷售成本構成與原油顯著不同，根據我國近年來的天然氣管道的設計數據，輸送距離約1000公里，輸量為30億標立方米/年（按熱值計約為1.05×108百萬Btu）時，管輸費用與井口氣價接近相等。即在天然氣的售價中運輸費用占的比例可能超過氣田氣價，城市配氣的費用也可能超過氣田氣價。2/5/20233348

據美國某公司1998年的資料，每標準立方米天然氣各環節的成本為：產氣7.07美分，管輸和儲存2.65美分，分配和銷售8.83美分，合計18.5美分。1994年加拿大的前兩項楊本約均為3美分。加拿大國內的運距比美國大得多，故其管輸成本高。上述數據說明，在到達用戶的天然氣價格中，運輸、儲存和分配占有相當大的比重。2/5/20233448眾所周知，原油的輸送是給煉油廠供應必需的原料，運輸費用將計入煉廠的成本。而天然氣則是一種可替代的燃料，到達用戶的價格必須有競爭力。和其它燃料相比，天然氣除了環保和使用效率上的優勢外，各種燃料均應按等熱值的價格進行比較（歐美各國習慣使用的單位是每百萬Btu，約相當于1.05×109焦耳），故必須特別計較天然氣在儲運、分配環節的費用，以降低到達用戶的售價。2/5/20233548

向市場經濟過渡的油氣儲運系統

長期以來，我國的石油天然氣工業在計劃經濟體制內，只重視產量，不關心銷售，生產出來的油氣按什么價格賣到哪里去是由上級部門安排的。在整個產運銷的流通過程中，銷售環節占去了利潤的大部分，而銷售的通暢與否又是與儲運設施密不可分的。這在國外也是如此。

在向市場經濟過渡的過程中，石油、石化集團日益認識到儲運銷售環節對整體效益的重要性。2/5/20233648

隨著我國從1993年起成為油氣凈進口國開始，尤其是面臨加入WTO的態勢，國際形勢變化引起的國際油氣價格的劇烈波動，不僅會沖擊國內油氣工業的正常生產，而且會嚴重影響我國經濟的發展。世界各國都是通過建立一套完善的油氣儲運系統來消除國際油價波動對本國經濟帶來的不利影響。

隨著我國開始實施油氣工業國際化經營的戰略，必須逐步建成一套連接全國、運轉靈活的國內油氣儲運系統，包括油氣輸送干線網及與此配套相連的儲備庫、轉運樞紐、港口及分配網等。建設與國際油氣市場接軌的跨國油氣輸送干線的工作步伐也必然會加快，只有這樣，才能使我國的油氣儲運系統真正成為強有力的能源保障系統。2/5/20233748以往在計劃經濟體制下，我國油氣儲運系統的建設往往只重視設備、管網等“硬件”系統，

面對管理體制、經營模式等“軟件”的建設重視不夠。面對油氣儲運系統的建設也要引進外資的新形勢，我們首先必須要確定管理體制和經營模式上的法律框架。尤其是對輸氣管網，各國的體制不盡相同，俄羅斯有幾乎全國統一的、實行采氣、儲氣、輸氣、配氣一體化的股份制的經濟實體。而美國的某些輸氣公司則是單一的輸氣行業，其經營收入主要來自管輸費。歐洲的某些公司則享有購氣（進口）、輸氣和配氣的專營權。上述各種形式的股份公司，其股東往往包括產氣的資源公司、發電廠、化工廠等大用戶，以及投資公司等金融部門，以保證上中下游協調一致地運作。針對我國目前的國情，采取什么樣的管理體制為好，是必須解決的問題。2/5/20233848本講結束，請提問題？2/5/20233948期權激勵是望梅止渴嗎？

中原集團的股份制改造，使得公司的股權結構實現了多元化，幾乎所有的管理人員都成為公司的股東，他們的收益將和公司的整體利益相一致。所有權是解決所有者和代理人之間委托—代理關系的一把鑰匙。曹操的制度改革試圖從根本上解決管理人員行為目標與公司利益相背離的問題。曹操的另外一招是在公司引入期權機制。期權是通過賦予管理者以當前的價格購買未來公司2/5/20234048股票的權利來激勵管理者努力經營的機制。曹操決定對高層經理采用給予未來的股票購買權利激勵他們努力工作。曹操在一次集團公司的高層管理工作會議上鄭重提出：自從公司實行股份制改革以后，公司的各項業務開展已經有了明顯的起色。這充分說明，中原集團能夠順應時代潮流，堅持改革創新，在與時俱進方面是走在了時代的前面。“士為知己者死。”各位跟我征戰這么多年，我將盡我所能，為各位謀求利益。2/5/20234148

我最近查了字典，得知MBO就是我們搞的管理者收購。我們通過股份制改造，已經使公司上下各個層次的管理人員擁有了公司的股份。但是，我們不能就此止步，我們還要引入發達國家的期權機制，現在中原集團的公司股票凈值大約在4元的水平，為了讓大家的努力得到應有回報，我決定，未來5年之內，給予各公司總經理以現在4元價格購買公司300萬股票的期權，副總經理給予200萬股票期權，部門經理給予100萬股票期權。只要我們共同努力，5年以后，總公司的股票也許能夠升值到6元，到那時，各位都是百萬富翁。2/5/20234248曹操的一席話，很像發自肺腑，感動得在座各位個個熱淚盈眶！其實期權是曹操慣用的伎倆。但是股權購買權作為激勵的工具在經濟學上是很有道理的。公司經營得越好，經理們的報酬就越高，因此經理們就有動力使公司的市場價值達到最大。如果一個經理成功地將公司的價值提高了