地下储气（UGS）作为能源危机期间欧洲能源系统的韧性因素

《Sustainability》：Underground Gas Storage as a Resilience Factor for European Energy Systems During Energy Crises

　　

地下储气（UGS）设施用于平衡特定区域内的天然气管网。天然气管网平衡的性质具有双重属性：在大量提取天然气的时期（寒冷的半年）进行长期（季节性）平衡，以及在全天天然气需求高峰期间进行短期（日常）平衡。多年来，第一种平衡类型一直是标准特征，用于覆盖冬季增加的需求。相比之下，随着能源转型的推进，日常平衡的重要性日益凸显，在能源转型中，基于天然气的发电来源会灵活替代依赖时间段或天气条件的可再生资源（RES）。能源系统平衡需求的增加使其对危机情况更加敏感。本文探讨了UGS作为欧洲能源系统基础韧性因素的关键作用，特别是在面临由地缘政治不稳定引发的能源危机时。冲突正在重新定义UGS作为能源安全支柱的角色。本研究分析了战略天然气储备如何缓解由地缘政治因素引发的突然供应中断和价格冲击的影响。研究描述了两次冲突的影响情景：俄罗斯入侵乌克兰以及波斯湾冲突导致霍尔木兹海峡关闭。尽管UGS对于短期天然气供应流管理至关重要，但其长期价值在于提供“战略缓冲”，使能源系统能够适应不可预见的地缘政治冲突。在高度不稳定的时期，综合储气管理对于维持欧洲传输和能源系统的运行完整性是必不可少的。研究还指出了UGS系统发展的必要方向。在2016年至2026年第一季度期间，来自东部进口天然气的份额从40%以上下降至5.2%，而液化天然气（LNG）增至总流入量的41.7%，证实了地下储气在维持能源系统韧性方面的战略重要性。

研究背景与发表概况
确保国家和社会稳定发展的关键因素之一是安全获取能源载体。在天然气领域，能源安全不再仅仅被理解为在正常市场条件下维持不间断供应的能力，而是整个天然气系统对地缘政治危机、进口路线中断、极端天气事件、市场波动和基础设施故障的韧性。能源安全可从多个时间维度考虑，包括短期（运行）安全、季节性安全、中期安全以及长期（战略）安全。自2010年以来，塑造欧洲天然气安全的条件发生了显著变化：OPEX和CAPEX成本激增，俄罗斯全面入侵乌克兰后的能源危机表明了过度依赖单一供应商的风险。此外，2026年2月的伊朗战争等地缘政治不稳定事件证实，欧洲以外的突发事件也会直接影响欧洲天然气安全。特别是霍尔木兹海峡的中断表明，摆脱对俄罗斯管道天然气的依赖并不能消除供应风险，而是改变了风险性质，使欧洲更加暴露于海运瓶颈和全球价格波动中。研究人员指出，尽管许多报告提供了储气容量统计信息，但很少有研究将地质储气特征、提取灵活性和地缘政治破坏纳入统一的韧性视角。因此，为填补这一空白，该研究旨在评估UGS在多重地缘政治危机期间对欧洲能源系统的支撑作用。该论文已发表在学术期刊《Sustainability》上。

关键技术与方法
研究人员采用比较实证分析方法，利用公开的运行和市场数据集评估了欧洲地下储气系统。研究重点关注了储气设施的技术参数，引入了储气容量与年需求量之比等评价指标。分析整合了GIE、AGSI、ENTSOG等平台的数据。研究覆盖2016年至2026年第一季度，考察了俄乌战争及2026年波斯湾危机期间的供应路线变化。研究方法强调，评价系统韧性不仅需要查看绝对容量，还须结合短期抽气率和灵活性特征进行综合研判。

欧洲地下储气容量
通过分析欧洲各国的技术储气容量，研究人员发现欧洲储气系统集中在少数国家。乌克兰拥有全欧最大的储气容量（超320 TWh）。在欧盟内部，德国、意大利、荷兰和法国等国占据了大部分容量。研究指出，各国储气设施在最大日抽气量与总容量之比上存在差异。德国等国凭借盐穴储气库具备高提取灵活性，而拉脱维亚和乌克兰等依赖枯竭油气田的国家由于提取率偏低，在应对短期需求激增时灵活性不足。

欧洲天然气供应方向
通过研究天然气供应方向的变化，研究发现欧洲天然气供应结构发生了重大转变。2016年至2021年期间，来自东部的供应占比高达35.5%至43.7%。自2022年起，该份额骤降至2026年第一季度的5.2%。同时，LNG的份额从2016年的8.6%急剧攀升至2026年第一季度的41.7%，成为欧洲最大的单一供应来源。此外，来自北海的供应占比增长至27.0%，而欧盟内部产量持续下降。挪威取代俄罗斯成为主导性管道天然气供应商。这一结构性转变证实了欧洲天然气供应已从依赖单一管道气源转向高度依赖LNG的多元化系统。

欧洲能源转型对天然气系统的影响
通过探讨能源转型的影响，研究人员得出结论，可再生能源（RES）的发展增加了电力系统的波动性。天然气发电机组作为关键调节资产需要频繁调整输出，这要求天然气储气设施从传统的季节性平衡工具转变为具备短期平衡能力的运行资源。盐穴储气库因其具备高灵活提取能力，在应对可再生发电间歇性波动方面的战略地位日益凸显。此外，氢气和生物甲烷等低碳气体的引入对储气基础设施提出了新的技术挑战：盐穴被认为是目前唯一可行的大规模储氢方案。

俄罗斯入侵乌克兰与波斯湾冲突情景
研究人员分析了两次重大危机的影响情景。在俄罗斯入侵乌克兰的情景中，2021年Gazprom deliberately ограничила供应导致库存处于低位。2022年冲突爆发后，欧洲迅速调整路线并大规模补充储气库，同时在德国等地部署FSRU终端，使LNG成为主要气源。在2026年波斯湾冲突情景中，霍尔木兹海峡中断及卡塔尔液化设施停运导致全球LNG供应短缺超过20%。由于经历了严冬，欧洲储气库初始水平跌至28%的极低值。在这一情景下，地下储气库成为决定欧洲能源系统稳定性和韧性的核心战略资产。乌克兰的储气设施在危机期间发挥了关键的区域缓冲作用。

结论与建议
研究人员在结论部分指出，地下储气库是国家和欧洲能源安全的关键工具。在俄乌战争和波斯湾冲突中，储气设施不仅缓解了供应中断，还作为“战略缓冲”提升了系统的整体韧性，但摆脱对俄罗斯天然气的依赖也增加_OPEX_暴露于海运风险的程度。研究证实大型枯竭油气田储气库与高灵活性盐穴储气库之间存在韧性差距。对于波兰等国而言，由于储气容量与年需求OPEX比值较低，存在结构性脆弱性，迫切需要扩大国内储气基础设施或确保获得国外储气容量。研究建议，不仅应关注工作气容量，还应重视抽气能力，以保障系统在需求高峰和危机期间能够做出快速响应。此外，枯竭孔隙储层有望在CCUS价值链中转化为CO₂地质封存设施，以进一步支持欧洲的脱碳进程。