摘要：本論文圍繞城鎮(zhèn)燃氣產(chǎn)業(yè)鏈的氣源端、輸配端、應(yīng)用端3個環(huán)節(jié)，首先簡要介紹了主要氣源種類；接著圍繞燃氣場站、燃氣管網(wǎng)、儲氣調(diào)峰、調(diào)度管理以及應(yīng)急管理等環(huán)節(jié)，介紹了輸配技術(shù)從信息化到數(shù)字化，再到智慧化的發(fā)展現(xiàn)狀；然后重點圍繞居民、商用、車船用氣以及綜合利用等場景歸納了常用的燃氣應(yīng)用技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，基于“雙碳”目標(biāo)，提出了城鎮(zhèn)燃氣企業(yè)向城鎮(zhèn)綜合能源企業(yè)轉(zhuǎn)型的發(fā)展思路，并指出該過程中兩條“減碳”路徑，一是通過“智慧化”手段，借助人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，提高企業(yè)運營效率，進一步保障安全，減少人力、物力投入所引起的碳排放；二是通過“低碳化”手段，在近期提高天然氣在一次能源中的使用占比，通過天然氣綜合利用等方式提高利用效率，探索利用現(xiàn)有燃氣基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展新能源的技術(shù)路徑；在遠期將天然氣與光伏、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能等深度融合，利用氫氣作為儲能介質(zhì)助推風(fēng)光電規(guī)?；l(fā)展，管道摻氫實現(xiàn)氫氣輸送，生物質(zhì)能和碳捕集技術(shù)實現(xiàn)天然氣脫碳，打造多能互補的清潔能源綜合系統(tǒng)。通過兩條路徑，以用戶需求為導(dǎo)向，以現(xiàn)有燃氣系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建更加高效、智慧的能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，助力雙碳目標(biāo)的實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：雙碳目標(biāo)；城鎮(zhèn)燃氣；智慧燃氣；低碳化；綜合能源；智慧能源

近年來，全球尤其是亞洲地區(qū)新興經(jīng)濟體能源消費爆發(fā)式增長，原有的以化石燃料為主要能源的供給方式給環(huán)境帶來了極大挑戰(zhàn)，同時人類也面臨著未來化石能源枯竭的問題。為應(yīng)對全球共同危機，促進轉(zhuǎn)型發(fā)展，彰顯大國擔(dān)當(dāng)，在第75屆聯(lián)合國大會上，習(xí)近平總書記提出“2030碳達峰、2060碳中和”的“雙碳”發(fā)展目標(biāo)。

圍繞“雙碳”發(fā)展目標(biāo)，各地政府出臺了一系列產(chǎn)業(yè)規(guī)劃及支持政策，截止2021年底，圍繞氫能產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)就發(fā)布了200余項產(chǎn)業(yè)政策。各能源企業(yè)紛紛圍繞低碳清潔能源轉(zhuǎn)型發(fā)展布局。寧德時代、隆基、陽光電源等光伏企業(yè)迎來了高速發(fā)展期。中石化、中石油、國電投、國家能源、中國能建等超過1/3的能源央企開始布局氫能產(chǎn)業(yè)鏈。殼牌、法液空、空氣化工、SNAM等國外能源企業(yè)也紛紛在我國圍繞新能源和綜合能源市場進行布局。

在全球能源低碳化轉(zhuǎn)型的背景下，非化石能源的占比將不斷提高，據(jù)國際能源署報告，到2050年，全球非化石能源將占一次能源消費比重的2/3；我國政府也提出，到2030年，非化石能源在一次能源消費比重達到25%的目標(biāo)。然而，由于以光伏、風(fēng)能、生物質(zhì)能等為代表的非化石能源的規(guī)模化效應(yīng)尚未形成，同時，其還存在不穩(wěn)定性，技術(shù)成熟度不夠等缺點，導(dǎo)致其在經(jīng)濟性和便捷性等方面，仍無法與化石能源競爭。2021年，全球非化石能源在能源消費中占比僅為16.9%。

天然氣在化石能源中，相對清潔低碳，相較非化石能源，兼具穩(wěn)定、靈活性和經(jīng)濟性等優(yōu)點。因此，被認為是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)過程中，理想的過渡能源。在2030年前，天然氣將大量替代煤炭和石油等高碳能源，與可再生能源融合發(fā)展，迎來快速增長時期；到2040年左右，由于可再生能源技術(shù)的提升和產(chǎn)業(yè)鏈的完善，天然氣增速將放緩，在能源消費中的占比達到25%～28%，并開始呈現(xiàn)降低趨勢；在2060年左右，由于非化石能源產(chǎn)業(yè)的成熟，天然氣在能源消費中的占比將降低至10%以下，最終將作為調(diào)峰能源或在部分非化石能源無法替代的化工行業(yè)中使用。

在“雙碳”目標(biāo)背景下，對于以城市天然氣輸配為主營業(yè)務(wù)的城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)而言，面臨著如何基于現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)合理布局，一方面滿足未來10年～20年內(nèi)天然氣用量快速增長的需求，另一方面應(yīng)對未來30年～40年能源行業(yè)深度脫碳帶來的轉(zhuǎn)型發(fā)展要求的挑戰(zhàn)與機遇。基于此，本論文綜合分析了現(xiàn)階段城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，提出了應(yīng)對挑戰(zhàn)和機遇，城鎮(zhèn)燃氣企業(yè)可行的轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑。

1.1 氣源端情況

“十三五”期間，我國天然氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，天然氣消費總量持續(xù)增長，用氣規(guī)模顯著提升，城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)也迎來10年發(fā)展黃金期，形成以天然氣為主要城市燃氣氣源的供應(yīng)格局。

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2023年我國天然氣產(chǎn)量為2353億m³；天然氣進口量為1656億m³，對外依存度達42.3%，較2022年增加1.1個百分點。

在氣源構(gòu)成方面，早期的燃氣以人工煤氣為主，在用氣能力和安全性方面均存在一定問題；后期隨著西氣東輸管線的投產(chǎn)，燃氣用氣人口和消費總量呈現(xiàn)指數(shù)型增長，用氣規(guī)模顯著提升，人工煤氣基本退出歷史舞臺，氣源供給更加清潔、低碳、高效。

同時，隨著能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革不斷推進，國家管網(wǎng)已大體成型，越來越多的省級管網(wǎng)融入國家管網(wǎng)，油氣供應(yīng)主體持續(xù)增加，燃氣資源供應(yīng)能力不斷增強。城燃企業(yè)也將有更多清潔穩(wěn)定的氣源可供選擇。

1.2 輸配端技術(shù)情況

隨著天然氣用氣規(guī)模擴大，得益于新一代信息技術(shù)的發(fā)展，城鎮(zhèn)燃氣輸配系統(tǒng)也逐漸從傳統(tǒng)的、單一的管理模式向全過程、全方位、智能化的管理模式轉(zhuǎn)變。

1.2.1 燃氣場站

作為天然氣輸配系統(tǒng)的重要組成部分，燃氣場站是連接用戶與消費者的“第一道關(guān)卡”，因建設(shè)目的和功能不同，主要包括門站、儲配站、調(diào)壓站等。

隨著自動化通訊技術(shù)及智能化設(shè)備可靠性的提高，無人值守場站應(yīng)運而生，通過各級監(jiān)視與控制系統(tǒng)，向調(diào)度中心上傳生產(chǎn)數(shù)據(jù)與監(jiān)控信息，同時精準(zhǔn)執(zhí)行調(diào)度中心發(fā)出的遠程操控指令的智慧化場站，可實現(xiàn)大型調(diào)壓站“有人值守，無人操作”、小型調(diào)壓站“無人值守，遠程監(jiān)視”的自動化和數(shù)字化管理。

為提升建設(shè)管理水平，BIM技術(shù)也被引入燃氣場站設(shè)計，通過構(gòu)建的信息模型表達燃氣場站中的現(xiàn)實的物體，在提高工程建設(shè)質(zhì)量與安全水平、控制成本和工期，提高投資、運營效益等方面發(fā)揮重要作用，可提高燃氣場站的信息化管理水平。

1.2.2 燃氣管網(wǎng)

城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)具有系統(tǒng)化、規(guī)?；奶攸c，管網(wǎng)建設(shè)規(guī)模和運維范圍持續(xù)擴張，智能管網(wǎng)建設(shè)利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)分析、通信、智能控制等技術(shù)，突破傳統(tǒng)運營模式，建設(shè)可控可視、全息全景的管網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)城市燃氣管網(wǎng)運行狀況的預(yù)警預(yù)判、管網(wǎng)健康狀態(tài)分析，在數(shù)據(jù)管理、平臺建設(shè)、泄漏預(yù)警、智能巡檢等方面應(yīng)用。

近年來，全國范圍內(nèi)綜合管廊的建設(shè)工程陸續(xù)推進，燃氣管道作為重要的市政管線之一，也納入綜合管廊進行統(tǒng)一建設(shè)管理。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國地下綜合管廊建設(shè)里程約170km，入廊天然氣管道管徑已經(jīng)達到DN500，但由于綜合管廊建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)有待完善，建設(shè)、運維成本高等問題，天然氣管道管廊在國內(nèi)的發(fā)展存在一定局限性。

1.2.3 儲氣調(diào)峰

受國內(nèi)天然氣消費快速增長、城鎮(zhèn)燃氣用戶用氣規(guī)律不均勻、我國調(diào)峰儲氣設(shè)施不完善等因素影響，天然氣時段性、區(qū)域性供需矛盾突出。在儲氣調(diào)峰方面，我國主要是以地下儲氣庫和沿海LNG接收站儲罐為主，其他調(diào)峰方式為補充的綜合調(diào)峰體系。截至2024年采暖季前，全國儲氣能力達414億m³，占天然氣消費量的10.49%，較上年提高了0.1個百分點。

地下儲備庫主要是利用油氣田、含水多孔地層儲氣，不適合發(fā)達城市。LNG儲氣具有效率高、儲運靈活等優(yōu)點，承擔(dān)著供氣、調(diào)峰和應(yīng)急3重功能，是解決城市燃氣管網(wǎng)調(diào)峰和應(yīng)急的有效手段，也是國內(nèi)解決日調(diào)峰的最好方式。截至2023年，我國已投運LNG接收站約28座，總接卸能力達1.16億t/a，更多LNG接收站正在陸續(xù)規(guī)劃建設(shè)中。

1.2.4 調(diào)度管理

調(diào)度是城鎮(zhèn)燃氣企業(yè)生產(chǎn)運行的中心環(huán)節(jié)，管理范圍涵蓋從城市門站到用戶整個鏈條。調(diào)度中心作為調(diào)度管理的中樞部門，主要職能有輸配調(diào)度、氣源調(diào)度、應(yīng)急調(diào)度以及搶險調(diào)度等，通過對管網(wǎng)運行狀況進行監(jiān)控分析及調(diào)整，把握管網(wǎng)壓力負荷指標(biāo)，保證整個燃氣輸配系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，保障用戶用氣需求。目前，也燃氣調(diào)度技術(shù)也不斷與新一代信息技術(shù)結(jié)合，構(gòu)建智慧化的燃氣調(diào)度系統(tǒng)，主要包括SCADA系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）、GIS系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)）等。

1.2.5 應(yīng)急管理

2021年，黨中央出臺了?；泛腿細獍踩珒蓚€集中治理方案，隨后國家、省、市先后制定印發(fā)了城鎮(zhèn)燃氣安全專項整治等工作文件。造成燃氣管道事故的原因主要是第三方交叉工程施工導(dǎo)致的管線破裂以及管道老化引起的腐蝕穿孔。面對嚴峻復(fù)雜的燃氣安全形勢，我國部分大中城市的城鎮(zhèn)燃氣企業(yè)已初步建立燃氣應(yīng)急監(jiān)測預(yù)警和調(diào)度指揮系統(tǒng)，并將燃氣應(yīng)急系統(tǒng)納入地方政府的公共安全應(yīng)急平臺體系實現(xiàn)一體化聯(lián)動。

管道完整性管理是以保證城鎮(zhèn)燃氣管道安全運營為目標(biāo)的管理體系，深圳燃氣集團在2009年率先開展燃氣管道完整性管理工作的研究，用于管理城鎮(zhèn)燃氣管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、巡檢業(yè)務(wù)、泄漏管理、應(yīng)急預(yù)案等。燃氣管道完整性管理系統(tǒng)主要將管道安全管理中的事后響應(yīng)變事前檢測，從而預(yù)防管道安全事故發(fā)生，是燃氣企業(yè)安全生產(chǎn)管理提質(zhì)增效的最終目標(biāo)。

隨著科技手段的進步，越來越多的高科技設(shè)備應(yīng)用在城鎮(zhèn)燃氣應(yīng)急搶險中。依托5G、大數(shù)據(jù)以及云計算等技術(shù)開發(fā)的應(yīng)急管理輔助決策系統(tǒng)，依托人工智能技術(shù)實現(xiàn)機器人搶修作業(yè)智能化，無人機遙測和紅外技術(shù)用于管道巡查等。

1.3 應(yīng)用端技術(shù)情況

2023年我國天然氣表觀消費量3945億m³，同比增長7.6%，其中，天然氣在一次能源消費總量中占比8.5%，較上年提高0.1個百分點。從消費結(jié)構(gòu)看，城鎮(zhèn)燃氣消費同比增長10%。占比33%，公服商業(yè)、交通物流加快恢復(fù)，LNG重卡銷量爆發(fā)式增長，居民生活、采暖用氣穩(wěn)定增加；工業(yè)燃料用氣較快恢復(fù)，同比增長8%，占比42%，主要受工業(yè)生產(chǎn)提速，輕工、冶煉、機械等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)持續(xù)向好，鋰電池、光伏板等新動能成長壯大等因素影響；發(fā)電用氣同比增長7%，占比17%，新增氣電裝機超過1000萬kW，總裝機規(guī)模達到1.3億kW，氣電頂峰保供能力顯著增強，在迎峰度夏、冬季保供中發(fā)揮重要作用。

1.3.1 居民和商業(yè)用氣

在居民和商業(yè)用氣領(lǐng)域，一方面是用氣設(shè)備的豐富，從常規(guī)的家用燃氣具，延伸為5大類：熱水用具類、炊事用具類、供暖供冷用具類、洗滌干燥用具類以及熱電聯(lián)產(chǎn)類。一方面是產(chǎn)品設(shè)備燃氣燃燒技術(shù)的進步，開發(fā)了旋流燃燒技術(shù)、全預(yù)混燃燒技術(shù)等；另一方面是燃氣安全技術(shù)也在不斷更新迭代，出現(xiàn)了燃氣管道電磁閥、熱電耦、離子熄火保護技術(shù)等。

1.3.2 工業(yè)用氣

在工業(yè)用氣領(lǐng)域，保障工業(yè)生產(chǎn)用氣的安全與不間斷供氣，控制工業(yè)用氣質(zhì)量是基本要求和前置條件。因此工業(yè)用氣技術(shù)的重點方向在于一是采用不同規(guī)模的LNG瓶組配備氣化設(shè)備，結(jié)合燃氣儲氣罐的形式，保證燃氣供應(yīng)安全；二是通過對天然氣進行摻混，統(tǒng)一燃氣氣質(zhì)的技術(shù)；三是在應(yīng)用終端采用節(jié)能降耗技術(shù)，實現(xiàn)燃氣的高效燃燒，通過低氮燃燒技術(shù)，降低NOx的排放。

1.3.3 車船用氣

天然氣作為車船用氣替代常規(guī)的汽柴油，主要的技術(shù)核心在于燃氣發(fā)動機的升級。目前，比較常用的為天然氣發(fā)動機、天然氣汽油兩用燃料發(fā)動機、天然氣柴油雙燃料發(fā)動機、液化天然氣發(fā)動機等。隨著氫能等非化石能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，摻氫天然氣發(fā)動機、固體氧化物燃料電池（SOFC）等以天然氣為燃料的新型動力設(shè)備也在研發(fā)中。

（1）現(xiàn)階段，城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)運營仍以人工為主，搶維修、巡查、巡檢、客服等環(huán)節(jié)需投入大量人力，企業(yè)運營成本居高不下。同時，隨著城鎮(zhèn)燃氣信息化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入，城燃企業(yè)積累了海量基礎(chǔ)運營數(shù)據(jù)，但由于缺乏有效的分析手段，這些數(shù)據(jù)并未得到合理的應(yīng)用。

（2）城鎮(zhèn)燃氣基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)過長期的使用運營，設(shè)備老化、檢維修難度大、設(shè)備管道基礎(chǔ)與歷史數(shù)據(jù)缺失等問題日益突出，燃氣安全事故進入了高發(fā)期。而現(xiàn)階段，行業(yè)內(nèi)尚未建立起完善的、科學(xué)的安全管理體系。

（3）現(xiàn)階段天然氣利用技術(shù)仍以燃燒和發(fā)電為主，以天然氣為主的多能互補、綜合能源技術(shù)因為經(jīng)濟性、效率等問題，商業(yè)推廣舉步維艱。同時，天然氣使用過程有一定的碳排放量，如何實現(xiàn)天然氣脫碳，構(gòu)建以天然氣為核心的“近零碳”能源網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)對能源革命發(fā)展要求，是城燃行業(yè)亟需聚焦和思考的重大課題。      

面對“雙碳”目標(biāo)給城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)帶來的發(fā)展挑戰(zhàn)和生存挑戰(zhàn)，如何抓住兩大轉(zhuǎn)型機遇，實現(xiàn)城燃企業(yè)向智慧化的綜合能源運營商轉(zhuǎn)型，本論文提出了兩條轉(zhuǎn)型路線。

3.1 “智慧化”轉(zhuǎn)型路線

“智慧化”轉(zhuǎn)型路線是指利用新一代信息技術(shù)，結(jié)合燃氣行業(yè)特征，通過智能設(shè)備全面感知企業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境、狀態(tài)等信息的全方位變化，對海量感知數(shù)據(jù)進行傳輸、存儲和處理，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的智能分析，以更加精細、動態(tài)的方式管理燃氣企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營、服務(wù)和管理等環(huán)節(jié)，從而達到“智慧化”的狀態(tài)，實現(xiàn)智慧燃氣建設(shè)。其核心內(nèi)容分為燃氣信息的采集、傳輸和處理3步，對應(yīng)感知數(shù)據(jù)端、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用管理層的建設(shè)。

3.1.1 感知數(shù)據(jù)端建設(shè)

數(shù)據(jù)是城鎮(zhèn)燃氣智慧化建設(shè)中的關(guān)鍵資產(chǎn)，包括輸配系統(tǒng)基本信息數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)，而感知數(shù)據(jù)端是數(shù)據(jù)產(chǎn)生和整理歸集的基礎(chǔ)載體。輸配系統(tǒng)基本信息數(shù)據(jù)包括各級管道系統(tǒng)地理位置、管道布局、管道基本信息等。運行數(shù)據(jù)是指利用民用燃氣表、工商業(yè)流量計、壓力檢測器、陰保監(jiān)測器、攝像機等感知端設(shè)備采集到的實時數(shù)據(jù)。

要實現(xiàn)“智慧化”轉(zhuǎn)型，一方面要完善“門站-調(diào)壓站-輸配系統(tǒng)-用戶”全鏈條的管道系統(tǒng)GIS數(shù)據(jù)，對于未探明的管道，采用相控陣、雷達、電磁波探測等技術(shù)完善基本信息；對于新建的門站、綜合體、小區(qū)等，在建設(shè)初期應(yīng)采用BIM設(shè)計明確燃氣管道數(shù)據(jù)；一方面要合理優(yōu)化設(shè)置數(shù)據(jù)監(jiān)測感知端，在盡可能降低投資成本的基礎(chǔ)上，確保管道系統(tǒng)實時運行數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性；另一方面在感知端可嵌入數(shù)據(jù)存儲和處理模塊，對采集到數(shù)據(jù)進行分類存儲和初步處理，降低傳輸層和應(yīng)用層的負荷，提高系統(tǒng)效率。

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸層建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)傳輸是城鎮(zhèn)燃氣智慧化建設(shè)的通訊基礎(chǔ)，不同場景對于網(wǎng)絡(luò)傳輸層的需求有所差異，如針對用戶用氣數(shù)據(jù)傳輸，可靠、低功耗、安全是核心訴求；針對安全管理數(shù)據(jù)傳輸，快速、穩(wěn)定、安全、可視是核心訴求。

針對不同場景的特點，一方面應(yīng)加強NB-IoT技術(shù)在用戶燃氣流量表、壓力檢測表、陰保數(shù)據(jù)監(jiān)測器上的應(yīng)用覆蓋范圍；一方面推進5G視頻傳輸技術(shù)在場站、第三方施工地等場景的應(yīng)用；另一方面應(yīng)加強工控網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的研究與推廣，推進加密芯片在城鎮(zhèn)燃氣數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用，加快RTU、PLC等網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的國產(chǎn)化進程。

3.1.3 應(yīng)用管理層建設(shè)

應(yīng)用管理是城鎮(zhèn)燃氣智慧化建設(shè)的核心目標(biāo)，海量數(shù)據(jù)傳遞到應(yīng)用端，需對其進行處理、轉(zhuǎn)化成簡明扼要的信息，便于決策者對城鎮(zhèn)燃氣系統(tǒng)信息有準(zhǔn)確的認識，用于管理指導(dǎo)實際生產(chǎn)。針對應(yīng)用管理場景的不同，智慧燃氣又分為了智慧調(diào)度、智慧安全、智慧運營、智慧服務(wù)等維度，如圖1所示。

圖1 智慧燃氣系統(tǒng)框圖

智慧調(diào)度是指利用大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)，一方面可實時根據(jù)城市當(dāng)前氣源和區(qū)域用氣情況，建立城鎮(zhèn)燃氣多氣源調(diào)度方案計算模型，實現(xiàn)區(qū)域用氣的智慧化調(diào)度；另一方面也可根據(jù)用戶用氣行為預(yù)測模型和天然氣市場價格預(yù)測模型，對城市未來一段時間的用氣量和上游燃氣售價進行預(yù)測，便于制定科學(xué)的氣源調(diào)度和燃氣儲備方案。

智慧安全是指利用大數(shù)據(jù)、云計算及人工智能技術(shù)，對城鎮(zhèn)燃氣系統(tǒng)的接收站、調(diào)壓站、管網(wǎng)系統(tǒng)、用戶等環(huán)節(jié)的信息進行監(jiān)測分析，并通過實時反饋，保障安全。主要內(nèi)容包括3方面，一是針對燃氣場站、燃氣管網(wǎng)、儲氣調(diào)峰、用戶燃器具等環(huán)節(jié)建立全生命周期完整性數(shù)據(jù)的智慧化管理；二是針對燃氣場站、初期調(diào)峰庫和第三方施工等特殊場所，采用人工智能技術(shù)，對各類不安全行為進行識別，并進行分級響應(yīng)；三是針對場站、管道輸配系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)的實時運行工況數(shù)據(jù)進行智能分析，發(fā)現(xiàn)潛在危險點，定位事故點等，保障系統(tǒng)安全。

智慧運營是指以企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（簡稱ERP）為核心管控手段，建成以企業(yè)經(jīng)營管理為關(guān)注點，將人力資源、財務(wù)管理、物資管理、項目管理、設(shè)備管理等業(yè)務(wù)信息管理功能合理集成的一體化企業(yè)綜合運營管理平臺。通過ERP系統(tǒng)、工程移動管理系統(tǒng)、分析決策系統(tǒng)、預(yù)算系統(tǒng)、合并報表以及門戶OA等多個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互集成，有效提升管理績效，降低生產(chǎn)成本，順暢共享部門間信息，打破數(shù)據(jù)孤島，合理配置與利用人財物資源，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營效率提高。

智慧服務(wù)是指利用互聯(lián)網(wǎng)、生物識別、語音識別、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，為用戶提供更高的服務(wù)體驗，為企業(yè)降低人工成本。一方面開展移動作業(yè)系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)線上服務(wù)平臺、分析決策系統(tǒng)、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)等建設(shè)，打造城鎮(zhèn)燃氣優(yōu)質(zhì)服務(wù)和質(zhì)量管理標(biāo)桿；另一方面，通過構(gòu)建客戶數(shù)據(jù)庫，形成用戶畫像，后續(xù)可針對性地提供增值服務(wù)，將燃氣服務(wù)拓展至如燃氣利用效率分析、節(jié)能減排方案、燃氣保險、燃氣基礎(chǔ)設(shè)施銷售等智能管家服務(wù)。

3.2 “低碳化”轉(zhuǎn)型路線

“低碳化”轉(zhuǎn)型路線簡單來說即是以“開源節(jié)流”的思路，一方面指通過天然氣高效利用技術(shù)、碳捕集技術(shù)等，降低天然氣利用過程中的碳排放；另一方面發(fā)展新的低碳、零碳能源，以實現(xiàn)城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)的“低碳化”轉(zhuǎn)型。其核心內(nèi)容包括提高天然氣利用效率、發(fā)展碳捕集和生物天然氣技術(shù)以及發(fā)展分布式綜合能源產(chǎn)業(yè)三方面，打造基于城鎮(zhèn)燃氣的“近零碳”能源生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。

圖2基于城鎮(zhèn)燃氣的“近零碳”能源生態(tài)系統(tǒng)

3.2.1 發(fā)展天然氣高效利用技術(shù)

城鎮(zhèn)燃氣企業(yè)發(fā)展天然氣高效利用技術(shù)，將“天然氣”以更高效的技術(shù)加工為“能源”進行出售，不僅可降低天然氣單位能耗的碳排放量，還可拓展業(yè)務(wù)范圍至能源供應(yīng)領(lǐng)域。主要內(nèi)容包括一是充分利用天然氣物理狀態(tài)變化中儲存的能量，如天然氣壓力能、LNG冷能等，進行回收利用，將其轉(zhuǎn)化為能源；二是充分利用天然氣化學(xué)燃燒中釋放的能量，進行梯級多樣化綜合利用，將其轉(zhuǎn)化為冷、熱、電。

3.2.2 發(fā)展天然氣“脫碳”技術(shù)

城鎮(zhèn)燃氣企業(yè)發(fā)展天然氣“脫碳”技術(shù)，不僅可降低天然氣在替代高碳能源過程中的碳排放量，還可提高天然氣與非化石能源之間在碳排放方面的競爭力。主要內(nèi)容包括一是發(fā)展碳捕集利用技術(shù)，將天然氣利用中排放的CO2進行捕集利用，打造碳循環(huán)經(jīng)濟；二是發(fā)展生物天然氣技術(shù)，利用生態(tài)系統(tǒng)的固碳功能，實現(xiàn)全生命周期的碳中和。

3.2.3 發(fā)展分布式綜合能源產(chǎn)業(yè)

目前，我國已建成天然氣長輸管道約11萬km，儲氣能力逾234億m³，未來10年～15年還將大力推進天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，而非化石能源利用的產(chǎn)業(yè)鏈尚不成熟，因此充分利用已有的能源基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建未來能源系統(tǒng)是必然的選擇。城鎮(zhèn)燃氣企業(yè)可依托已有的燃氣輸配系統(tǒng)，融合非化石能源，發(fā)展具有城市特色的分布式綜合能源產(chǎn)業(yè)，由單一的燃氣銷售商向綜合能源運營商轉(zhuǎn)型。主要包括以下兩方面：

一是依托天然氣輸配和安全管理經(jīng)驗，拓展燃氣的范疇，適當(dāng)向氫氣領(lǐng)域拓展，一方面探索氫氣作為城市燃氣的可行性；另一方面利用現(xiàn)有的燃氣基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，如：利用燃氣管道進行管道摻氫、利用LNG產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)施發(fā)展液氫產(chǎn)業(yè)、利用加氣站、場站等開展加氫站建設(shè)等。

二是依托用戶資源優(yōu)勢，融合天然氣、光伏、風(fēng)能、生物質(zhì)能、氫能等非化石能源，結(jié)合儲能技術(shù)發(fā)展分布式的綜合能源。一方面通過多能互補，基于供能模式、商業(yè)模式和技術(shù)路線的創(chuàng)新，打造智能高效的綜合能源系統(tǒng)；另一方面依托用戶需求，通過分析用戶用能行為，為其定制化供能方案，提高在綜合能源領(lǐng)域的競爭性。

通過“智慧化”和“低碳化”兩條轉(zhuǎn)型路徑，一方面提高企業(yè)運營效率，提高安全性，通過“降本增效”的方式，降低碳排放；另一方面通過“開源節(jié)流”的思路，降低單位能耗碳排放量。在此基礎(chǔ)上，兩條路徑融合，打造智慧化的分布式綜合能源網(wǎng)絡(luò)，城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)的業(yè)務(wù)范圍由銷售“燃氣”轉(zhuǎn)變?yōu)殇N售“能源”，實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展，助力雙碳目標(biāo)實現(xiàn)。

本論文簡要回顧了現(xiàn)有的城鎮(zhèn)燃氣技術(shù)體系，結(jié)合“雙碳”目標(biāo)分析了未來發(fā)展面臨的基于合挑戰(zhàn)，并提出了轉(zhuǎn)型發(fā)展思路，得出以下結(jié)論：

（1）在氣源方面，城鎮(zhèn)燃氣的供氣格局向低碳化、多元化發(fā)展。在輸配技術(shù)方面，隨著新一代信息技術(shù)的深入應(yīng)用，向智慧化、高效化轉(zhuǎn)型。在應(yīng)用場景方面，隨著燃氣的普及，場景也逐漸豐富，整體向更加高效、便捷的趨勢發(fā)展。

（2）現(xiàn)階段，城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)仍然面臨智慧化程度不夠，企業(yè)運營效率有待提高；安全問題日益突出，安全體系尚未完善；天然氣本身的脫碳問題和燃氣在未來能源體系中的定位不明確等問題。

（3）可通過“智慧化”手段，借助人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，提高企業(yè)運營效率，進一步保障安全，減少人力、物力投入所引起的碳排放。

（4）可通過“低碳化”手段，在近期提高天然氣在一次能源中的使用占比，通過天然氣綜合利用等方式提高利用效率，探索利用現(xiàn)有燃氣基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展新能源的技術(shù)路徑；在遠期將天然氣與光伏、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能等深度融合，利用氫氣作為儲能介質(zhì)助推風(fēng)光電規(guī)?；l(fā)展，管道摻氫實現(xiàn)氫氣輸送，生物質(zhì)能和碳捕集技術(shù)實現(xiàn)天然氣脫碳，打造多能互補的清潔能源綜合系統(tǒng)。

通過以上分析，一方面對城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀進行了簡要回顧；另一方面基于痛點問題進行分析，指出發(fā)展思路，以期為未來城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)發(fā)展提供一定參考。