天然气品种手册

国投安信期货品种手册 目录 1.天然气的基本属性3 李祖智 1.1.天然气的性质31.2.天然气的分类41.3.天然气的质量指标61.4.天然气产业链概况81.5.天然气的仓储10 中级分析师 从业资格证号：F3063857投资咨询号：Z0016599 李祖智，南开大学化学学士，中国科学院大学金融学硕士，现任国投安信期货能源组中级分析师，覆盖LPG和天然气等气体燃料品种。具有扎实的金融知识和数据分析处理功底，擅长结合基本面与周期对市场进行分析。 2.天然气的物流与价格体系12 2.1.天然气物流体系122.2.国际天然气价格体系162.2.我国天然气价格体系19 3.天然气的供应格局21 3.1.国际天然气供应格局213.2.国内天然气供应格局24 4.天然气的需求格局26 4.1.天然气需求总量和分布状况264.1.天然气需求总量和分布状况31 摘要 摘要一：天然气是一种以甲烷为主要成分的复杂烃类混合物，杂质包括乙烷、丙烷和少量其他重烃类及若干不可燃气体，如氮气、水、硫化氢和二氧化碳。目前天然气主要应用于民用燃料、工业燃料、燃气发电、交通燃料和化工原料等领域。 摘要二：天然气市场结构在上游和中游较为复杂，主要是天然气在从生产到配送至终端用户这一过程中可能会经历多种形态的变化，同时也有众多企业参与。这一过程中会出现不同报价，我国天然气市场正处在从政府管制到市场化的改革中，未来将实现“管住中间，放开两头”，最上游和终端以市场化定价为主。 摘要三：全球天然气资源分布集中度较高，中东和独联体地区储量就占到70%，2021全球前五产量国占比在56.29%。北美和亚太地区近年来产量增速更快，占比有所提高。需求上近年来由于页岩气开发带来了巨大供应增量和较煤炭、石油更为低碳的特点，在化石能源中天然气又更为有增长空间。北美和亚太地区需求占比最大。 1.天然气的基本属性 1.1.天然气的性质 广义来看天然气可以指自然界中天然存在的一切气体，但通常我们采用其狭义概念，即埋藏于地下的包含烃类和非烃类气体的混合物。作为气体能源的天然气，是一种以甲烷为主要成分的复杂烃类混合物，杂质包括乙烷、丙烷和少量其他重烃类及若干不可燃气体，如氮气、水、硫化氢和二氧化碳。目前天然气主要应用于民用燃料、工业燃料、燃气发电、交通燃料和化工原料等领域。天然气因其清洁性而近年受到我国政策大力支持，2016-2022年，我国消费量年化增长率高达9.7%，全球消费量年化增长率为2.1%。 资料来源：公开资料整理，国投安信期货 从上表中可以看到，对于不同产地、不同矿藏类型的天然气，其成分会有巨大差异。因此对于开采出的天然气需要加工处理，通常会去除其中水和硫化物等不可燃杂质后，再把比甲烷更重的烃类分离，以提高甲烷占比。其中乙烷到戊烷这部分烃类在常温常压下易凝结为液体，故被称作天然气凝析液（NGL，Natural Gas Liquid），从天然气凝析液中，可进一步分离出乙烷、液化石油气、石脑油和天然汽油等化工原料或燃料产品。 1.2.天然气的分类 资料来源：公开资料整理，国投安信期货 常用的天然气分类方式包括以下三种。首先从其组成成分来看，若液态时1立方米天然气中，含碳五及以上烃类杂质在13.5立方厘米以下，则常被称作干气，若在13.5立方厘米以上，则因这些杂质易在常温常压下凝结出液滴，被称作湿气。液态时1立方米天然气中，含碳三及以上烃类杂质在100立方厘米以下，则常被称作贫气，在100立方厘米以上被称作富气。此外，业内也习惯于将脱水操作降低露点前的天然气叫做湿气，该操作之后的叫做干气；回收天然气凝析液操作前的天然气叫做富气，该操作之后的叫做贫气。 从埋藏方式的角度来看，可以分为常规天然气和非常规天然气。前者指目前较为主流的可工业开采的矿藏类型，主要有油田伴生气、气藏气和凝析气。后者则是不通过常规钻井活动获取，需要特殊技术得来的天然气，通常其开采成本较高，如煤层气和页岩气等。 从储运的角度来看，可以分为LNG，PNG和CNG。LNG（liquefied natural gas）液化天然气是将天然气经过除杂等加工处理后，以低温液化，在物流过程中以液态存在，通过专门的LNG船和LNG槽车运输。PNG（piping natural gas）管道天然气是物流过程中以气态存在的天然气，直接通过管道进行运输。CNG（compressed natural gas）压缩天然气将天然气高压后储存于专用钢瓶中，主要用于汽车燃料。LNG和PNG是最主要的天然气物流形式，国际贸易也几乎全部通过LNG船或跨国长输管道输送PNG的形式进行。 1.3.天然气的质量指标 资料来源：国家标准化管理委员会，国投安信期货 轻质烷烃的燃烧热会随着含碳数增加而提高，因此随着其气态时每立方热值的提高气态密度也相应增大，液化后每公斤热值近似。相比其他气态烷烃，甲烷密度小于空气，因此泄漏时会扩散开来，难以下沉集聚爆炸，安全性更强。甲烷沸点极低，导致液化过程和储运成本都较高，因此也相对其他气态燃料更多直接以气态形式进行管道运输。 商品天然气的最主要质量指标即为其热值，通过对热值的规定而间接对其烃类组分形成限制。此外的质量指标中，硫化物和二氧化碳可能对管道和储罐造成腐蚀，同时燃烧中易形成污染，因此加以限制。对于天然气的计价单位，国内市场在终端民用气时常用元/m³，液化天然气因其以液态存在，常用元/吨。而热值相对最有普适性，也被经常采用，如美国Henry Hub天然气期货和亚太LNG现货用美元/百万英热单位计价。 1.4.天然气产业链概况 资料来源：公开资料整理，国投安信期货 资料来源：《天然气处理与加工工艺》，国投安信期货 在天然气产业链中的生产环节，国产气主要来自于气田开采或油田开采时伴生气。此外在原油预处理和炼油常减压分离过程中也可能产生一些天然气。这些天然气经过加工净化流程 此报告版权属于国投安信期货有限公司各项声明请参见报告尾页 后，最终得到商品天然气。商品天然气可以直接进入管道销往市场，也可进一步低温液化，以LNG的形式进行运输。此外由于物流基建能力有限、销售利润较低、产气品质不佳等原因，天然气也可回注回气田或油田以用于提高其产量。 进入物流环节，在从产地到消费地的长距离运输时，管道气通过长输管道运输。我国国内的跨省与国际长输管道过去均属于“三桶油”，但设立国家管网公司后，会逐步将大部分长输管道所有权移交其管理，省内管网主要由省级管网公司或省级天然气公司经营。国内LNG在产地或长输管道节点处的液化厂装运进槽车运输至消费地，国际LNG贸易则主要通过专门的LNG船运往LNG接收站后，进入国内物流网络。在消费地，各种城燃公司作为基层分销商将天然气通过自有的分销管网配送至终端用户，此外一定规模以上的天然气用户可直接向天然气生产或进口商而非城燃企业购买天然气，以直供管道形式配送。 此外我国还有有别于以上主流物流路径的物流模式。LNG罐箱物流是将LNG储运于储罐后，出口国直接将储罐以集装箱海运出口。这一方式的出现主要是由于沿海大型LNG接收站建设周期长、目前接收能力有限。天然气点供是在一个或多个邻近终端用户间，优选地址投建一个小型气化站，直接从上游生产商购买LNG后气化使用。该方式的出现主要是由于我国天然气需求迅速增长和管网发展水平不足，同时在用气高峰时该方式也便于工业用户灵活便利的保障气源供应稳定。但由于气化站安全问题和我国管网建设的逐渐完备，各地政策从鼓励点供模式逐渐改为在管网覆盖区域禁止采取点供模式。 1.5.天然气的仓储 天然气行业总体采取以需定产、以输定销的思路，对于下游需求的季节性波动和调峰也常会通过提高供给多元化和物流能力来应对。仓储上主要有四种方式，分别是地面储罐储气、管道储气、LNG储罐储气和地下储气库储气，大规模仓储以后两种方式为主。 对于LNG，其仓储需使用低温储罐。中小型储罐在5-100m³，主要用于消费地小型气化站；大型储罐在100-1000m³，适用于小型LNG液化厂；超大型储罐在10000-40000m³，运用于基本负荷型和调峰型液化装置；特大型储罐在40000-200000m³，主要运用于LNG接 收站。此外根据形状可分为球形罐和圆柱形罐；根据结构分为单包容罐、双包容罐、全包容罐和膜式罐。 由于天然气季节性需求差异极大，长期来看核心仓储手段是运用地下储气库。地下储气库有以下四种：枯竭油气田，利用枯竭油气藏储气，该类库造价低、运行可靠，是最常见的一种；含水多孔地层，将高压气体注入含水层孔隙排出水后，在非渗透性的含水层盖层下储气；盐穴，在地下盐层用水溶解盐形成空穴储气；废弃矿坑，利用合适地质条件的废弃矿坑储气。对地下储气库，在夏季时将天然气注入，然后冬季时抽出。由于地质条件影响，通常需要经历多个注采周期后储气库才能完全到达其设计库容与工作气量水平。截至2021年，我国已建成29个地下储气库，其中3个为盐穴储气库，26个为油气藏储气库，设计库容共479亿方。 2.天然气的物流与价格体系 2.1.天然气物流体系 天然气市场结构在上游和中游较为复杂，主要是天然气在从生产到配送至终端用户这一过程中可能会经历多种形态的变化，同时也有众多企业参与。这一过程中会出现不同报价，我国天然气市场正处在从政府管制到市场化的改革中，导致这些报价的定价模式也有所不同。 天然气物流最核心的渠道是通过管道运输，我国管网结构按照长度可分为三级，分别是以长输管道为主的主干管网、省内运输的省级管网以及直接输送到终端用户的城市管网。此外对于年用气在一定规模以上的大客户，部分地方政府允许在满足条件后建造直供管道，绕开城燃企业直接向生产商或进口商采购天然气。过去三级管网分别由“三桶油”、省级管网公司以及城燃企业所拥有，2019年国家管网公司成立后，截至2021年4月主干管网已完全划归管网公司所有，广东、湖北、海南、湖北和福建五省省级管网也已完成划归，根据《关于深化石油天然气体制改革的若干意见》中“完善油气管网公平接入机制，油气干线管道、省内和省际管网均向第三方市场主体公平开放”的规划，最终主干管网和省级管网将均由管网公司管理。目前我国天然气管网已形成“四大（进口）通道”和“三纵三横”的格局，长输管道建设较前期有所放缓。 资料来源：国家管网公司，国投安信期货 LNG的物流则相对更为灵活，国际市场中的LNG通过VLGC运输至沿海的LNG接收站后，可通过槽车运输或直接气化进入管网系统；国产天然气也可在LNG工厂液化后以槽车运输。由于LNG进口更为市场化，调节LNG进口量是从供给端进行季节性调峰的重要措施。LNG接收站过去大多数由“三桶油”经营，少部分由燃气企业经营，目前有7个接收站已划归管网公司，其接收能力对市场开放。由于我国天然气消费增速较快，同时过去管网系统未对第三方开放，因此也有较多国产气在气源地加工成为LNG后以槽车进行长途运输，近年来国内LNG厂的产能和利用率也持续提高。 资料来源：卓创资讯，国投安信期货 2.2.国际天然气价格体系 IGU把目前行业内天然气各种定价机制分为两大类八种。国际市场中，进口定价一度以OPE（油价联动）为主，而国内市场中亚太、欧美以GOG（气对气竞争定价）和OPE为主，独联体、中东以RCS（服务成本定价）、RSP（社会&政府监管定价）为主。中国天然气的国内市场定价正由RSP转变向RCS；PNG进口定价几乎全为OPE，LNG进口定价包含OPE和GOG。从趋势上来看，首先全球国内市场的定价机制市场化水平都在持续提高，其次是市场定价机制中，OPE占比持续下降而GOG明显上升，天然气较原油的价格独立性正在提升。造成这一变化的主要原因是以市场定价为主的LNG在全球贸易占比中持续增长，同时天然气自身供需较原油的独立性强化，也使得在LNG贸易中越来越多的采取GOG定价。 国际最常用的价格指标包括美国的HH价格、英国的NBP价格、荷兰的TTF价格和日韩的JKM。亨利枢纽（Henry Hub）位于美国路易斯安那州南