黄金分割理论在我国LNG接收站建设合理规划中的应用

贺永利，鲁 珊，戚家明，王立国

中石油江苏液化天然气有限公司，江苏南通 226001

黄金分割是古希腊毕达哥拉斯学派发现的，该学派用正五边形的对角线构成的五角形作为自己学派的标志。该对角线的较长部分与整体比为“黄金分割”，即0.618∶1，后来此比率被广泛应用于数学、建筑、科研、艺术及生活实践中，成为研究现实世界的良好工具[1]。

在国内天然气消费需求快速增长的刺激下，进口LNG 作为我国天然气供应的有效补充，其重要性越来越高，规划新增的LNG 接收站越来越多。目前国内对LNG 接收站未来的合理规模暂无定论。为了推动LNG 接收站的投资建设朝着更理性更健康的方向发展，本文旨在通过多个维度的分析，提出在保障供气的前提下，并根据现实存在的项目进度，结合黄金分割理论，提出LNG 接收站的合理理论规模，从而对当前的LNG 接收站规划提供一定的指导。

1 我国天然气发展情况

近年来，随着我国对可持续发展的关注，我国天然气能源消费占比已经从2001 年的2.6%上升至当前的6.8%，天然气在能源结构中的比重呈平稳快速攀升之势，其地位日益凸显。

受天然气季节性供应紧张和调峰储备能力不足等条件的制约，在天然气消费快速增长的同时，我国天然气市场在2017—2018 年集中暴露出供应不足的问题。截至2018 年，我国进口天然气的对外依存程度已超过50%。为了充分满足未来国内日益增长的天然气消费需求，我国的天然气进口量仍有较大的增长空间，然而，由于进口天然气管道建设周期较长，未来我国大量的天然气进口需求或将由不断增加的LNG 接收站来实现进口周转。

我国天然气在2000 年以后正式进入发展增速阶段，2009 年建成了中国第一条从境外引入的长输天然气管道——中亚天然气管道。此后，中国又与缅甸合作建成了中缅天然气管道，增强了西南地区的天然气供应能力。目前我国正在建设中俄东线天然气管道并有望于2019 年年底在我国境内实现通气。在谋划管道天然气进口的同时，2006 年我国建成了国内第一个进口LNG 接收站——深圳大鹏LNG 接收站，之后随着国内天然气利用的加快，国内LNG 接收站的建设和投运速度也得到加快，截至2019 年1 月，我国已经建成运营了19 个LNG 接收站，并且我国未来的LNG接收站数量还有望进一步增加。LNG 的进口国从澳大利亚、印度尼西亚、马来西亚，扩大到了卡塔尔、文莱、尼日利亚、美国等。

在过去不到20 年的发展时间里，中国的天然气事业已在辽阔的国土上形成了由西气东输、陕京管道、川气东送、沿海天然气管道、中亚天然气管道、中缅管道等共同连接而成的全国性的天然气管道网络，并且与沿海星罗棋布的LNG 接收站连为一体的天然气供应格局。

2 国产天然气与进口LNG经济性对比

2.1 国产天然气价格分析

自2011 年天然气价格改革起，国产天然气的价格已经取消了气田出厂价，故选择两种模式（以下将说明） 来分析国产天然气价格区间。从两种方式可得出国产天然气到各个省市的门站销售价格区间：含10%增值税为1.69 ～1.77 元/m3，不含税为1.54 ～1.61 元/m3。如遇冬季价格上涨，则价格区间：含10%增值税为1.77 ～1.86 元/m3，不含税为 1.61 ～ 1.69 元/m3。

模式一：以2018 年6 月10 日起执行的各省市含10%增值税的基准门站价格（见表1） 作为参考，平均价格为1.69 元/m3，不含税为1.54 元/m3。

模式二：以排名前十天然气消费省市门站价格的加权平均数作为参考，平均价格：含10%增值税的为1.77 元/m3，不含税为1.61 元/m3。天然气消费量排名前十的省市消费总量为1 584 亿m3，占全国总消费量的66%，且覆盖沿海、内陆等区域，具有代表性。因此，选取排名前十省市的门站价格，按照每个省市占前十省市消费量的权重来计算，得出不含税平均门站价格（见表2）。

表1 各省市天然气基准门站价格

表2 2017 年全国排名前十省市天然气消费量及门站价格

2.2 进口LNG价格分析

2015—2016 年，在全球天然气市场供应过剩达到顶峰后，2017 年随着各国经济复苏，供大于求的情况得到很大缓解，国际油价回升、亚太地区天然气需求增加等因素，导致亚太地区进口LNG到岸价格不断上涨。

中国进口LNG 主要来源于长约合同，早期中国签订的长约合同虽然价格较低，但是随着油价的上涨，买卖双方重启调价窗口。2017 年中国进口LNG 到岸均价为 2 745 元/t，1.96 元/m3。

目前，大部分长约和现货均与国际油价挂钩，因此，可预见中国进口LNG 到岸价将随着油价的反弹而逐年上升，见图1。预计到2030 年，中国进口 LNG 到岸均价为 4 864 元/t，3.474 元/m3。

图1 中国进口LNG 到岸均价预测

2.3 国产天然气与进口LNG经济性对比

以2017 年国产天然气与进口LNG 价格进行对比（见表3），已含管输费的门站价格（不含税）比含管输费的进口LNG 价格（无关税） 低0.57 ～0.65 元/m3。未来2 ～3 年内，居民与非居民门站价格将逐步并轨，预计门站价格将维持不变。但随着进口LNG 价格的逐年上涨，国产天然气与进口LNG 的价差将持续增大。

表3 2017 年国产气与进口LNG 价格对比 单位： 元·m-3

3 LNG接收站合理建设规模分析

3.1 我国天然气供应市场预测

随着国内气田产量的不断提升、中俄东线管道的通气以及新增LNG 接收站的相继投产等，我国的天然气供应量仍将有持续不断的增长。预计2019年我国的天然气供应总量将达到3 811 亿m3，2035年将达到8 115 亿m3，见图2。

我国自2006 年第一座LNG 接收站投运以来，经过十多年的发展，至2019 年1 月，已投产LNG接收站达19 座（不包含五号沟和中油深南），总接收能力达到6 420 万t/a。

图2 中国2019—2035 年天然气供应预测

未来，根据当前的地方政府规划以及业内各家企业的发展计划，目前我国已有12 个在建的LNG接收站项目以及30 个拟建的LNG 接收站项目，截至2035 年，待这些LNG 接收站全部投入运营，我国将会新增高达10 160 万t/a 的LNG 进口接收能力，届时我国将会形成总计23 380 万t/a 的LNG总接收能力。

3.2 黄金分割理论下的LNG接收站建设规模

根据目前国内LNG 接收站规划布局，由于目前规划布局的LNG 接收站数量众多，未来国内LNG 进口接收能力的增速均远大于国内天然气的消费增速，这意味着未来国内LNG 进口市场将很有可能面临供大于求的状态，继而导致LNG 接收站周转率低下，经济效益较差，不符合国内天然气市场的良性发展要求。

通过前述对国产天然气和进口LNG 的经济性分析，未来LNG 进口到岸价将随着油价上升逐年走高。从2017 年国产天然气与进口LNG 之间的价差 （0.57 ～ 0.65 元/ m3） 来看，倘若进口 LNG 供应量大幅增长，伴随着我国天然气的市场化，无疑将大幅抬高整体天然气价格，如不传导至下游，则接收站运营企业或面临巨大亏损局面。因此面对目前国内进口天然气消费日益增长的需求和进口天然气中占比较大的进口LNG 经济性略差的矛盾，为防止发生LNG 接收站能力过剩、利用率较低的局面，需要寻求一个进口天然气供应量与全国天然气消费量的合理比例。

数学中的黄金分割法是具有悠久历史的两等级划分方法。黄金分割法将整体一分为二，较大部分与较小部之比等于整体与较大部分之比，其比值为1∶0.618 或 1.618∶1，即较长段为全段的 0.618。黄金分割具有严格、和谐的比例关系，被广泛应用于音乐、绘画、建筑等艺术形式和建筑之中，成为公认的美学定律[2]。0.618 被称为是最具有审美意义的数字，最能引起人的美感，黄金分割法因此得名。黄金分割法在自认、科学以及日常生活领域也得到了广泛的应用[3]。在生产方面，著名的数学家华罗庚在20 世纪60 年代开始推广“优选法”，而“优选法”中最著名的就是“0.618 法”[4]。邢富冲[5]通过数学推导和验证，得到不考虑使用对分法的情况下黄金分割法为最佳的结论[5]。

对2011—2018 年中国天然气供应关系进行分析，分析国产天然气供应量、进口天然气供应量、全国天然气消费量之间的关系，计算国产天然气供应量、进口天然气供应量中较小部分与较大部之比，较大部分与全国天然气消费量之比，见表4。

表4 2011—2018 年天然气供应关系

从2011 年至2018 年的数据得出，2017 年国产天然气供应量与整体供应量的比值接近进口天然气供应量与国产天然气供应量的比值，且均接近0.618 这一数值。借鉴黄金分割的原则，认为这一比例属于较为完美的供应格局。

根据2011—2018 年实际的LNG 进口量和LNG接收站接收能力，分析2011—2018 年LNG 接收站的接收能力及利用率，见表5。通过上述分析可知，2017 年国内天然气供应比例为一个较为合理的比例，因此认为2017 年接收站的利用率68%为LNG 接收站合理的利用水平。根据表5 分析，考虑到进口天然气来源于管道气和LNG，进口管道气的增长较为稳定，如果按照目前接收站的在建、扩建、拟建项目的投产速度，预计到2030—2035年，接收站的平均利用率仅能维持在40%～50%之间，整体利用率偏低。

表5 LNG 接收站的接收能力及利用率

若2017 年的供应格局属于最佳黄金比例，LNG 接收站的利用率为68%也最为理想，按照此利用率推算合理的接收站接收能力，并与目前LNG 接收站规划能力进行对比（见表6），预计到2020 年，进口LNG 接收能力尚存在1 791 万t 的缺口；而随着接收站的密集上马，自2025 年起，LNG 接收站或将面临接收能力过剩、整体利用率不高的局面。

表6 LNG 接收站理论与实际规划能力对比 单位： 万t

从经济性和合理利用率两个方面进行分析，目前过于放开进口接收站的建设进程，或者急速扩建现有接收站的接收能力尚存矛盾，应合理控制接收站投资建设速度，在匹配未来需求增长的前提下，提高现有接收站利用率，达到合理数值及以上，方能完善市场机制，合理竞争，保障资源供应，推进资源高效利用。

4 结论

黄金分割的理论基础及其广泛的应用为预测我国LNG 接收站合理建设规模提供了科学依据，以黄金分割点划分国产天然气供应量、进口天然气供应量与整体供应量的比值，并以此预测较为合理的LNG 接收站接收能力，提出LNG 接收站的合理理论规模，从而对当前的LNG 接收站规划提供一定的指导。