欧洲管网平衡模式对我国天然气管网改革的借鉴意义
管网平衡机制的优化不仅有利于培养用户均衡用气习惯，同时也是未来国家天然气管网公平开放后合理配置管网资源的核心内容。
2018年以来，国家发改委、能源局等天然气行业监管部门陆续出台《关于加快储气设施建设和完善储气调峰辅助服务市场机制的意见》、《石油天然气管网运营机制改革实施意见》、《油气管网设施公平开放监管办法》等天然气管网改革相关文件，更加突出强调天然气基础设施的互联互通、公平开放与统筹协调运行，在未来实现天然气管网对第三方公平开放后，根据上述管网改革指导意见要求，天然气购销双方及管输企业将以购销和输气合同为基础规范天然气调峰及管网平衡义务，并约定双方的违约惩罚机制。鼓励企业采购 LNG 现货、签订分时购销合同（调峰合同），加强用气高峰期天然气供应保障。超出合同的需求原则上由用气方通过市场化采购等方式解决，但应急保供情况下供气方和管道企业在能力范围内须予以支持并可获得合理收益，额外产生的费用由用气方负担。
图1 天然气管输市场化进程
目前在我国大多数天然气管网公司的运营实践中，通常影响天然气管网平衡的主要因素有极端天气、终端用户用气不均衡、上游资源短供、系统设备故障等，管网公司的平衡措施也是传统的通过管网压力调节减停供气、不同区域间的气源调剂等，以物理平衡操作为主，很难按照年度合同约定的日提取范围向下游用户均衡分输天然气，造成不平衡的用户无须为不平衡买单，极不公平合理，管网资源无法动态满足用户需求，损害了上中下游一方或多方的利益。
管网平衡机制的优化不仅有利于培养用户均衡用气习惯，同时也是未来国家天然气管网公平开放后合理配置管网资源的核心内容，借鉴欧盟天然气管网平衡成功经验如何实现管网物理平衡向商业平衡的机制完善是提升管网利用效率和保障管网安全运行的重要发展方向。
欧洲管网平衡发展现状
欧洲各国通过天然气市场化改革不仅为给客户提供更多安全、有竞争力的天然气源选择，促进能源跨境贸易和市场一体化，而且制定了统一的欧盟天然气市场规则，同时充分和无障碍的天然气基础设施互联互通促进了以虚拟交易枢纽为基础的商品流动性，进而有助于发展以市场调节为基础的供需平衡。
为更好的给用户提供天然气商品买卖和输气服务，欧洲各国不仅建立了天然气商品交易中心、管容交易平台与管网公司配合开展市场化交易，而且专业分工不断细化完善，在德国、比利时和奥地利等国将管网商业平衡服务功能从管网公司业务职能中分离出来独立商业运作，并取得了较好效果。
图2 比利时与卢森堡跨境管网商业平衡运营商
欧洲天然气商业平衡机制简介
1. 商业平衡服务出现的原因和背景
欧洲天然气市场化改革网销分离后主要对管网公司和区域配气网络加强了监管，对托运商的上下游资源的采购与销售提供了充分公正透明的市场化竞争环境，同时为约束托运商的不均衡用气行为、保证管网运行用气均衡，德国、比利时等部分欧洲国家在竞争性业务环节增设了管网平衡服务商的市场化角色，通常由管网公司参与投资建设，通过日内的天然气市场化短期产品交易和平衡服务对托运商的用气行为进行商业平衡调节，既避免了过去管网公司利用行业垄断地位买卖天然气所带来的负面影响，同时在合理分担用气不均衡成本、提升管网利用效率方面起到了积极促进效果。
图3 德国天然气网销分离后不同市场角色关系
2. 商业平衡服务商的任务职责及与管网公司的主要区别
欧洲管网商业平衡服务商的主要职责如下：
汇总分析在区域性管网中的用户天然气各出入口的个别及整体平衡状况信息；
为平衡目的在天然气交易中心买卖天然气以及向用户进行平衡服务费用结算；
在行业主管部门的授权职责范围内执行某些监管任务，包括起草，设计和提交平衡协议，平衡规范，平衡程序和平衡收费机制，并与每个用户签订平衡协议。
德国管网平衡协议主要包括日平衡气量要求、平衡操作要求、平衡输气点安排及气量转移、在交易中心的平衡气量交易、平衡气量分配清算、日不平衡气量的结算及计价、平衡气量费用的银行担保、预付款、发票及付款要求等。
而管网公司的工作重点则是容量管理，比如容量交易、容量提名分配安排（日指定）、流量计量等，以及管网的物理平衡操作、意外事件、紧急措施管理等。
在制度设计上根据欧盟的天然气市场化管理要求，管网商业平衡运营商要明确管网平衡规范、管网平衡程序、每日不平衡费用计算方法等制度要求，与用户签订管网平衡协议，公示管网平衡费用标准，管网公司的制度要求则强调管网开放第三方准入条件、输气业务规范、管网拥塞紧急处理程序等服务条件，与用户签订输气服务协议，明确管输费定价机制及标准。
回顾欧洲天然气输气实践经验来看，欧洲天然气托运商希望完整实现天然气商品购销及输气服务业务流程主要签订三个协议，首先与上游气源供应商签订天然气商品购销协议，其次是与管网公司的输气服务协议，第三是与商业平衡服务商签订管网平衡协议。
图4 欧洲天然气托运商主要三个服务协议
3. 管网商业平衡业务特点及案例分享
欧洲天然气管网商业平衡实施一般是以“入口－出口”天然气市场化模型为基础、以市场调节为主要手段的日内平衡机制，在输气日内每小时评估系统不平衡气量，以此决定是否通过天然气交易中心买入或卖出天然气以维持管网系统平衡，在每个输气日结束时对托运商进行不平衡结算，日内平衡措施的成本由造成相应时段内管网不平衡的托运商分摊。
托运商如利用商业结算机制故意制造不平衡气量，管网公司有权拒绝执行托运商的日内再指定输气计划，并向其收取与该行为相关的平衡费用。管网商业平衡措施主要有日内短期商品合约、平衡服务以及高压管网管存调节等手段。
图5 德国管网平衡操作示意图
（1）英国日指定输气计划安排
英国天然气改革实现管网第三方公平准入后, 由天然气管输公司(BGT)主要负责天然气管道输气以及储存，是国内主要输气管网运营商。英国国内输气系统中包括6个气源输入点,生产商在这些点进行天然气交货。另外,天然气也可以从英国 (BGT)公司的储存设施进入管网系统。该公司的主要输气业务流程分为以下四个阶段：
图6 英国天然气输气日指定计划程序
（2）荷兰GTS管网公司管网平衡操作
GTS在天然气日内商品交易市场以购买/出售天然气的行动进行管网平衡操作。从天然气交易中心采购的天然气输送到GTS，然后由GTS按日指定计划分配给用户，如果系统平衡信号（SBS）的每小时预测结束时间超过允许的限制，GTS将执行平衡操作。采取平衡措施的目的是使SBS返回到深绿色区域边界。平衡行动的费用将由不平衡的产生者承担。
图7 荷兰GTS管网公司管网平衡操作
平衡措施的选择取决于管网系统SBS预测的气量偏差。如果在上述图示中浅绿色区域执行了平衡操作，则 GTS将购买或出售日内短期产品合约，这意味着平衡指令发出后的4个小时，天然气会根据平衡要求均等地输入/输出，直到当日输气结束为止。例如：如果在13:22时采取平衡措施，则会导致从17:00时到06:00时输送天然气。
如果在橙色或红色区域执行了平衡操作，GTS将购买小时短期产品合约，然后按照平衡要求从下一小时开始的1小时内输入/输出气体。例如：在13:22时进行平衡操作将导致从14:00时到15:00时输送天然气。
当托运商的输气偏差较小时，管网公司也可以利用高压管网的管存灵活性对输气偏差进行微调，使用该服务无需进行日指定计划提名，GTS于当日输气截止时间时进行计量核算。
在日内商品交易市场无法通过短期产品合约满足管网平衡要求时，也可以通过采用平衡服务的形式调节管网平衡，通常是管网公司与储气库签订一年期以内的平衡协议，通过储气库的气量提取或注入进行管网平衡调节，按照约定的价格和结算方式进行结算。
（3）不平衡费用的计算
根据欧盟制定的日不平衡费用计算规则，计算每日不平衡费用时，适用价格分为以下两种：每日不平衡量为正的边际销售价格（即该天然气日的管网用户输入超过该天然气日的输出量）和每日不平衡量为负的边际购买价格（即该天然气日的管网用户输出量超过了该天然气日的输入量）。
每一天然气日的边际销售价格和边际购买价格定价规则如下：
边际销售价格是当日天然气销售最低价格与天然气日的加权平均天然气价格减去调整参数两者中的较低者；
边际购买价格为天然气采购最高价格与该日的天然气加权平均价格，加上一项调整参数两者中较高者。
每日不平衡费用的应用如下：
如果管网用户的天然气日不平衡量为正值，则该管网用户应被视为向管网公司出售了与日不平衡量相等的天然气，因此有权从管网公司处获得与日不平衡费有关的费用；
如果一个管网用户的天然气日不平衡量为负值，则该管网用户应被视为从管网公司处购买了与该日不平衡量相等的天然气，因此根据合约向管网公司支付日不平衡费。
图8 日不平衡费用定价机制
欧盟荷兰、英国等天然气市场化发展相对成熟的国家在传统天然气管网物理操作基础上通过开发日指定提名与分配数字化应用程序不仅实现了日前对第二日的气量计划平衡安排，而且对第二日当天出现的气量波动通过日内交易市场的天然气买卖交易进行线上商业平衡操作，既保证了管网的安全稳定运营，同时提升了管网利用效率，约束了托运商的不平衡用气习惯。托运商对自身的日内不平衡气量亦可靠自己或委托商业平衡服务商通过日内交易市场进行在线及时调节来减少气量偏差计费损失。
我国区域性管网公司商业平衡运营发展思路
1. 业务痛点分析
在我国实现天然气管网对第三方公平开放以后，以购销一体化模式的省级管网为例，网销分离将打破其原有统购统销业务模式，不再具有天然气商品交易职能，但是基于管网平衡业务发展需求又需要进行短期或日内的天然气商品交易，这是管网改革开放以后省级管网公司面临的一个矛盾问题，同时城燃企业的大型终端工业用户常常受订单及季节影响出现大幅用气波动，不利于城燃公司合理控制管网平衡和用气安全保障。
2. 管网平衡机制建设现状
目前我国国家天然气管网公司已于2019年12月成立，由于中石油、中石化及中海油等国家管网资产与国家管网公司尚未整合处理完毕，且原有中石油、中石化掺股的省级管网公司业务管理模式和股权结构复杂多样，因此暂未出台统一明确的管网平衡管理办法，未来跨省的国家长输高压管网平衡初步要求预计托运商日指定量偏差范围为1%，累计偏差范围为2%，超出会触发平衡调节服务，增加的费用由托运商承担。省级高压管网以2020年10月1日新颁布施行的浙江省《省级天然气管网调度管理办法（试行）》为例，其管网平衡要求要点如下：
（1）定期公布省级管网相关信息及管网剩余输气能力；
（2）省级管网可提供短期借气服务，要求托运商5日内归还；
（3）供气方承担合同约定的季节（月）调峰责任。城镇燃气企业承担小时调峰责任。日调峰供气责任由供气方、省网企业和用气方在天然气购销合同中协商确定；
（4）应急保供能力：供气企业拥有不低于其年合同销售量10%的储气能力、城燃企业形成不低于其年用气量5%的储气能力、县级行政区域平均3天需求量；
（5）当累计偏差超过上周实际日均输气量的2-5%时，调控中心有权采取强制平衡措施，控制托运商进出气量，并及时向托运商反馈有关信息。强制平衡产生的费用由托运商承担。
3. 我国与欧盟天然气管网公司管容分配与管网平衡机制操作对比分析
图9 中国与欧洲国家管网平衡机制比较
通过对比分析，由于我国在处于天然气市场化改革初级阶段，在管网公司剩余输气能力计算、管输费定价、管容交易机制建设及商业平衡服务、信息化平台应用经验上与欧美国家依然存在较大差距，在管网数字化智慧运营以及管网市场化交易机制方面仍需积极开展业务创新探索。
4. 优化建议
（1）在我国天然气管网改革机制设计中允许管网公司参与投资设立管网独立商业平衡运营商角色或组织，既可以满足管网公司提供单一输气服务的行业改革监管要求，又可以通过管网商业平衡运营商经托运商的授权委托在天然气交易市场进行短期天然气商品买卖来帮助调节管网平衡，并与管网公司和托运方之间进行不平衡费用结算；
（2）逐步优化完善管网平衡机制，应通过实测明确托运商冬季调峰输气不平衡规律及输气负荷曲线，根据从宽到严逐步过渡的思路培养用户的均衡用气习惯，避免在改革初期过度增加用户输气成本，降低用户参与管网平衡活动的积极性；
（3）逐步完善剩余输气能力和管网不平衡收费计算方法，通过管容交易和日内商品交易市场的建设，持续优化管输服务日指定业务流程和提升服务效率，在管容资源的合理配置基础上完善供气保障机制；
（4）对具备区域性环网特点的管网公司可参考欧洲“出入口”天然气市场化模型进行管容产品和两部制管输费定价机制设计，通过创新试点积极探索管容交易和管输费定价模式；
（5）参考欧洲管容与日内商品交易管理、日指定输气计划管理等数字化程序应用梳理优化现有管网公司的业务管理相关信息化流程，为动态满足管网平衡业务需求创造条件；
（6）对于大型工业直供用户冬季的气量及容量增量需求在满足工业用户合同约定气量和输气能力的基础上，可通过天然气交易市场以LNG短期商品竞价+冬季调峰容量产品竞价的模式与管网公司配合来达成目标。
在我国不断加快天然气管网对第三方公平开放、积极推进网销分离的市场化改革进程中，虽然我国与欧美国家国情及天然气市场化发展阶段不同，但是区域性管网公司可部分借鉴欧洲天然气管网市场化改革成熟经验，充分发挥管网资源优势，借助数字化技术应用在天然气日内商品交易市场、日指定输气计划业务流程、管网商业平衡服务机制建设等方面开展创新探索，不断提升管网资源利用效率，争取资源合理配置价值最大化，为未来适应我国天然气改革进程并推动管输服务业务健康发展奠定基础。
