全球天然气市场供应面流动性研究

摘要：本文梳理了全球天然气市场供应面流动性的文献。供应面流动性增强来源于以套利、预警和战略为目的的天然气储备，现货LNG头寸和航运合作优化安排制度。供应面流动性的增加将帮助推动中国天然气市场化改革的深入。

关键词：天然气 供应面 流动性

一、导言

2010年，天然气在中国的一次能源消费中所占的比重仅为3.9%，这与世界平均水平25%相差较大。究其原因，替代能源煤的低成本当然是很重要的一方面，但更重要的，中国天然气市场高管制和高垄断的现状，给天然气在居民、商业、工业乃至发电领域的使用带来了制度的限制。2006年全球天然气供需趋紧，为了优先给居民炊事、供暖供气，天然气发电和天然气工业的发展被列为限制类。时过境迁，2008年，美国页岩气开采技术的成熟，改变了全球天然气的供需格局，液化天然气（LNG）逐渐呈现供应宽松的态势，为中国开发和使用天然气提供了一定的国际环境。同时，作为清洁能源，国家的政策也正逐渐向环境代价低、转换效率高的天然气倾斜。

按照Arentsen和Künneke（2003）的分类，作为一个油气生产国，中国视油气资源为“公共资产”，而非“公用事业”或者“商品”，因此保证油气资源上游开采企业的投资自然而然也成为国家油气政策发展的重点。这与一些油气消费国把天然气作为公用事业或者商品的政策倾向不同，前者（法、德、西班牙等）侧重保护油气消费者的利益，因此积极打破垄断，引入竞争是这些国家当前的举措；而后者（美、英）侧重油气资源的商品金融属性，提供足够的流动性和自由的市场是这些国家的政策重点。由此，随着中国当前天然气市场化改革的深入，引入竞争、增强天然气交易的流动性是必经之路，也是值得理论研究关注的重点。

所谓流动性，就是天然气供应面对市场头寸和价格迅速反应的能力，以及供应面和需求面快速相互适应的能力。当前，全球天然气市场供应面的流动性逐渐显现。具体来说，供应面的流动性来自于天然气储备带来的流动性、LNG进口带来的流动性。下文从储备的三大目的（套利、预警及战略性储备）为储备流动性提供了文献梳理。LNG的流动性体现在为现货市场供气和潜在的航运合作优化安排。

二、供应面流动性来源――天然气储备

在一个市场化的天然气市场，需求的波动除了可以被现货市场吸收，也可以通过天然气储备来得到平滑。这些需求的波动可能是短期的，比如一天之中的高峰和低谷；也可能是长期的，比如季节性的需求波动。在欧美国家，天然气运输管道允许第三方准入，那么天然气管道所有者就退化成一个单纯的管道运营商（TSO），他可以将一部分的管道容量（Linepack）预留出来，给运输商储气使用，这种机制就解决了一天之内的需求波动问题。而对于长期的需求波动，天然气储备就成了现货市场之外最主要的平滑手段，夏季用电高峰期，发电厂用于调峰的天然气需求剧增，从天然气储备调气比在现货市场上寻求货源更经济。

从储备的目的性来说主要有两个方面，一个是套利，另一个是防范可能的供应中断。前者是指在供大于求的时期，以低价购进并注入天然气储备，而在未来可能的气源短缺时期，重新提取出来并以高价售出。后者就是一般的应急储备。在天然气市场化程度不高的国家，储备主要由政府或城市公用事业单位筹备，其主要目的是为了预防冬季等用气用电高峰季节的需求激增或供应中断，带政策性指令性质。而在天然气市场化程度较高的国家，私人部门参与储备的战略性运营，其中套利的成分就尤显得明显。另外近年来，工业组织论研究的深入，分离出储备的另一个目的：战略性储备。它的含义是指储备运营商通过有目的的注入和提出天然气，来影响下游市场中竞争对手市场行为的一种策略。我们根据上文提到的储备三大目的来梳理天然气市场中储备的相关文献。

（一）套利目的的储备

天然气储备的流动性体现在利用储备来套利，套利有助于熨平价格波动。而价格波动又反过来影响储备决策。关于储备头寸影响价格波动的研究较多。Serletis和Shahmoradi（2006）的研究验证在不同的储备量条件下，即期市场和远期市场对于供应冲击的不同反应。他们的结论是当储备量充足的时候，供应冲击对即期市场和远期市场的影响是对称的；而当储备量不甚充分的时候，供应冲击对即期市场的影响远大于远期市场。Wei和Zhen（2006）进一步量化了持有储备带来的便利收益和风险溢价，及其造成远期价格和即期价格的偏差。另一方面，关于价格波动影响储备头寸的研究，有Susmel和Thompson（1997），他们证明美国天然气现货价格波动加剧，持有储备的边际收益增加，储备运营商越倾向于增加储气设施的建设投入。

尽管以上研究都基于完全市场化的美国，欧洲的研究者利用天然气储备套利的研究来反证欧洲大陆天然气市场高度管制的特性。Neumann和Zachmann（2009）基于天然气价格均值回归的特性，在真实的远期价格上添加真实观察到的一些价格统计特征值（例如荷兰DTTF交易系统中天然气价格数据的均值回归速率、波动性），利用蒙特卡洛方法模拟出多组价格序列。针对这些模拟的价格序列，他们计算了最优化储备量，通过把这个序列与德国天然气储备寡头垄断公司（GasNZV）的真实储备量进行对比，他们得出的结论是当天然气储备经营商具有某种垄断特性的时候，他们不能从最优化储备价值的角度进行套利，因此从市场势力的角度，欧洲的天然气储备设施需要进行去管制化。

（二）预警性储备

天然气储备流动性的另一体现是应对供应冲击。研究能源供应冲击的文献甚丰。但主要研究方向有两派，一派是基于能源的可耗竭性来协调近期和远期的开采率，以应付可能的供应冲击（Stiglitz， 1977； Sweeney， 1977）。另一派研究储备的公共品属性（Devarajan， 1989； Hogan， 1983），他们认为储备是公共品，有被搭便车的可能，就需要成立一个超国家的组织来强化供需方的责权。这一派的研究过于从政治学角度去理解储备的意义。而对于第一派的研究，因为考虑了资源的可耗竭性，就无法集中考察储备应对短期和中期供应冲击的作用。所以，Cretì和Villeneuve（2009）考察天然气短期预警性储备就颇合时宜，他们构建了一个随机模型来评价英国不建立天然气预警性储备的弊端。他们认为时间间隔分属于“充足”和“危机”的状态，两种状态以一定的比例随机转换。在“充足”状态，最优储备量S*到达之前，由于预期到可能的资本利得，储备会不断增加，缓解了价格上升的压力。而价格上升幅度的减小又抑制了储备的进一步增加，因此S*只能被无限接近。在“危机”状态下，预警性储备的消耗抑制着价格的飙升。在这样的假设下，他们的研究得出了最优储备量及该储备量可延续的时间。进一步，通过仿真模拟，他们得出英国为抵制投机而不建立预警性储备的政策会导致福利损失。

（三）战略性储备

天然气储备的第三大目的是作为影响市场势力的战略性手段，这是在去管制环境下（欧盟2003年出台的天然气指导性意见Directive 2003/55/EC）发展出来的研究方向。通常的观点认为，即使允许第三方准入，如果储备经营商也是天然气供应商，有可能通过优先使用的权利，阻扰第三方使用储备，进而影响现货市场价格。Esnault（2003）的研究表明在法国等天然气进口国，储备是稀缺资源，允许第三方准入必须配合一定的管制才能达到有效竞争的目的。

也有和这一思路截然相反的研究，Viel（2007）证明当储备成本较高的时候，储备经营商作为价格领导者，反而会让其竞争对手尽量多地使用储备，对现货市场价格达到抑制作用，而这个低价又可以帮助其建立第二期的储备。Baranes等（2009）建立了双寡头模型，他们的研究显示，当储备经营权不被任何一方所拥有，即双方可以平等使用储备的时候（古诺竞争），战略性储备不会被建立。当储备经营权被一家纵向一体化的企业所拥有，监管部门仅规定准入价格，情况有所不同。当准入价格较高，一体化公司通过增加自己的储备水平阻碍对手的进入，储备气量的投放为第二期的即期市场提供了较低的价格。从这一角度来说，战略性储备的建立是有利于增进社会福利的，所以监管者需要在储备设施公平使用和较低的即期市场价格之间做出权衡。

三、供应面流动性来源――LNG

液化天然气（LNG）是将天然气在常压下进行一连串超低温液化后得到的，体积达到同量天然气的1/600，再通过天然气专用船来运输。其规模优势明显，海运距离增加对总成本增加影响不大。而管输天然气随着距离的增加，管输成本增长很快。因此，管道适合近距离的天然气运输，而LNG船适合远距离、跨洲际的天然气运输。

很多能源经济学家认为LNG是天然气市场流动性的来源。这一流动性体现在两个方面：第一是LNG带来现货天然气市场的发展；第二是LNG专用船可以互换目的地来进行套利。

（一）LNG现货天然气

关于LNG是否会对现货天然气市场的发展产生推动力，以及是否会增强整个天然气产业的竞争程度，相关文献进行了很多的讨论。但关于这个命题的逻辑，我们必须首先意识到LNG供应的灵活性是整个天然气产业竞争程度增强的前提之一。否则，如果LNG也困于长期供应合同的话，产业竞争程度增强的命题就退化为气源增多带来的供应增多。在工业组织论的理论框架下，供应增多，价格下降，市场集中度降低是必然的，Dorigoni等（2010） 和Manuhutu（2010）的研究就犯了相应的逻辑错误。欧洲能源监管理事会（CEER，2006）要求欧洲一些国家的LNG贸易中必须预留部分天然气供应给现货市场，但Jensen（2004）指出LNG贸易中长期合同仍占大部分。由于LNG前期投资巨大，投资者使用长期合同能明确未来的收益，所以LNG在发展之初照付不议（Take or Pay）长期合同的约束作用不逊于管道气中的长期合同。随着时间的推移，短期气源才逐渐显现，这些来源主要有两个：一是所谓的合同培养期的允许量（Ramp-up volumes）；二是合同到期后的新头寸。前者的含义是在LNG合同发展的初期，生产商允许购气方逐渐地培养LNG需求，因此可以将一部分购气方无法马上消化的天然气量投入到短期市场。比如中东的生产商受益于地理位置，可以自由地在亚洲和欧洲市场之间配置这些短期天然气。后者的含义是具有约束力的中长期LNG合同纷纷向短期合同转变。70年代蓬勃发展的LNG合同通常年限在15-20年，因此这些LNG合同近期纷纷到期。部分收回投资的LNG生产商抛弃长期合约，希望有部分头寸可以投入到短期市场来增加流动性。2009年至2011年间，有2300万吨的长期天然气合同到期，而其中76%来自澳大利亚和印度尼西亚，这对中国LNG流动性供应是一次契机。

（二）航运优化合作

LNG流动性的第二个方面是LNG专用船可以变更目的地来进行航运的协调（Cargo-Redirection）， Jensen（2004）指出在全球范围内，LNG出口国可以通过调整各国LNG船的路径，来就近供应天然气以达到缩短全程路径的目的。比如，特立尼达和多巴哥（南美）签了每年119万吨的LNG供应西班牙，而同时尼日利亚（非洲）签了每年320万吨的LNG供应美国，尽管合同明确强调双方的供应义务，但潜在的互换无疑可以缩短航程，增进整体利益（GIIGNL， 2008）。基于这个思想，Wagbara（2007）建议LNG出口国可以组成联盟，从运筹学的角度重新调度航线。这方面的定量研究有Rodrìguez（2008），通过随机模拟价格序列，计算变更目的地可能带来的潜在套利收益，得出这一便利价值是LNG价格重要组成部分的结论。但有些经济学家对这种思路提出了质疑，Massol（2010）指出尽管整体福利的确增加了，但如果这个福利不在各个出口国之间转移的话，有些国家可能净利益损失而拒绝这个调度优化方案的实施。他就此提出了福利转移的标准和建议。

四、结论

天然气市场从供应层面来说，流动性增加来自于储备和现货LNG供应的灵活性。中国当前仅有华北、金坛储气库群和东南沿海的LNG储气罐设施，皆为一体化的油气公司所有，非市场化运作，仅起到预警性储备的作用，因此相比于欧美国家储备的三大功能还有很大的发展空间。现货LNG的灵活性体现在根据市场的需求状况及时供气的能力以及航运合作优化安排的制度创新。中国目前接收的进口LNG均处于照付不议的长期供气合同框架之下，向上海LNG现货交易灵活供气的能力未能体现，随着长期供气合同的终止，可以预见更为灵活的LNG短期供气合同将为中国萌芽阶段的天然气现货市场提供丰富的流动性。这些供应面的流动性符合天然气现货交易的灵活性要求，也促进了中国天然气市场化改革的深入。

参考文献：

[1]Anna Cret`1 and Bertrand Villeneuve， Gas Storage and Security of Supply，2009，springer

[2]Chassty Manuhutu， AnthonyD.Owen， Gas-on-gas competition in Shanghai， Energy Policy 38 （2010） 21012106

[3]Devarajan， S. andWeiner， R. J. （1989）. Dynamic policy coordination： Stockpiling for energy security. Journal of Environmental Economics and Management， 16（1）， 922

[4]Durand-Viel， L. （2007）. Strategic storage and market power in the natural gas market. mimeo

[5]Edmond Baranes， Francois Mirabel， and Jean-Christophe Poudou， Natural Gas Storage and Market Power， 2009，springer

[6]Esnault， B. （2003）. The need for regulation of gas storage： The case of France， Energy Policy， 31， 167174

[7]JAMES T. JENSEN， The Development of a Global LNG Market Is it Likely？ If so， When？，2004， Oxford institute for energy studies

[8]Maarten J. Arentsen， Rolf W. Künneke， National reforms in European gas， Elsevier， 2003

[9]Neumann， A. and Zachmann， G. （2008）. Storage stories operation of natural gas storage facilities in Germany and the UK. Mimeo， TU Dresden

[10]Olivier Massol， Stéphane Tchung-Ming c， Cooperation among liquefied natural gas suppliers： Is rationalization， Energy Economics 32 （2010） 933947

[11]Serletis， A. and Shahmoradi， A. （2006）. Futures trading and the storage of North American natural gas. OPEC Review， 30（1）， 1926

[12]Stiglitz， J. （1977）. An economic analysis of the conservation of depletable natural resources. Draft Report， IEA， Section III

[13]Susanna Dorigoni， ClaraGraziano， FedericoPontoni， Can LNG increase competitiveness in the natural gas market？ Energy Policy 38 （2010） 76537664

[14]Susmel， R. and Thompson， A. （1997）. Volatility， storage and convenience： Evidence from natural gas markets. The Journal of Futures Markets， 17（1）， 1743

[15]Sweeney， J. （1977）. Economics of depletable resources： Market forces and intertemporal bias. Review of Economic Studies， 44， 125142

[16]Wagbara， O.N.， 2007. How would the gas exporting countries forum influence gas trade？ Energy Policy 35 （2）， 12241237

[17]Wei， S. Z. C. and Zhen， Z. （2006）. Commodity convenience yield and risk premium determination：The case of the US natural gas market. Energy Economics， 28（4）， 523535

[18]Yepes Rodríguez， R.， 2008. Real option valuation of free destination in long-term

liquefied natural gas supplies. Energy Economics 30 （4）， 19091932