科學研究 - 燃氣供應如何防範首都大地震——東京燃氣網路的24小時監控系統，確保安全與安心

日本首都直下型地震在未來30年內發生的概率高達70%，估計會帶來嚴重的損失。地震規模（M）7級左右的強烈地震，將毫不留情地衝擊電力、燃氣等重要社會基礎設施。一旦大型燃氣管道受損，發生大量燃氣洩漏，極有可能引發火災等重大次生災害。因此，在大地震發生時，迅速停止燃氣供應、防止二次災害，對提升社會整體的災害應對能力至關重要。

負責日本首都圈一都六縣（東京都、茨城縣、櫪木縣、群馬縣、埼玉縣、千葉縣、神奈川縣）約1200萬戶居民燃氣供應的東京燃氣網路公司（總部位於東京都港區，社長澤田聰），還肩負著災害時的安全保障與社會基礎設施的快速恢復重任。該公司運行的24小時遠程監控系統「SUPREME」，被認為是世界上罕見的即時地震防災系統。筆者來到東京燃氣網路，採訪了以SUPREME為核心的地震防災體系及基礎設施老化對策。

東京燃氣網路所在的東京燃氣總部大樓（東京都港區海岸1丁目，東京燃氣網路供圖）

地震防災的中樞——「供氣指令中心」

東京燃氣網路依據政府方針，在管道業務實施法定分拆的背景下，於2022年4月從東京燃氣公司獨立出來，承接了其燃氣管道業務。

澤田社長表示：「365天24小時持續穩定供應城市燃氣是我們最大的使命。我們不僅負責包括設備的定期檢查與維護管理、燃氣洩漏時的迅速應急響應，還應對在經受了地震等自然災害後儘早恢復供氣，以及通過城市燃氣的普及，實現更加舒適的生活環境等工作。」

為確保安全供氣、讓用戶安心使用，公司正重點推進針對自然災害加劇、基礎設施老化等社會課題的對策強化工作。地震防災的核心，是對城市燃氣的生產與供應設備運行狀況實施全天候監控與控制的「供氣指令中心」。

該中心位於集團各公司入駐的東京燃氣總部大樓內，寬闊的樓層安裝著自主研發的地震防災系統SUPREME的供氣指令中心。筆者走訪時，當日的值班人員正保持高度緊張狀態持續監控。

東京燃氣網路的供氣指令中心（供圖：東京燃氣網路）

防止次生災害與快速恢復的關鍵——燃氣管網的「區塊化」

城市燃氣地震對策的兩大核心是「防止二次災害」與「儘早恢復供氣」，其關鍵在於燃氣管網的區塊化。東京燃氣早在1995年的阪神淡路大地震前的20世紀80年代就已開始導入。1983年，東京燃氣被指定為《災害對策基本法》中的國家級公共機構後，開始對連接各戶的低氣壓管網實施區塊化。到1989年，龐大的供氣區域已被細分為100個區塊。

此後，受1995年阪神大地震的影響，該公司進一步強化了地震防災對策。2001年，SUPREME系統正式投入運行，並在經歷東日本大地震、熊本地震後，追加了應對土地液化、水災等功能。

油輪進口的LNG（液化天然氣）在LNG基地氣化後，先在調壓站中由高壓降至中壓，再通過地區電壓調整器降為低氣壓。輸送燃氣的管道是重要生命線，總長度達6.4萬公里，其中約九成是與各家各戶連接的低氣壓管道。

目前，低氣壓管網被劃分為300多個區塊，中壓管網被劃分為25個以上區塊。發生災害時，只需對受損嚴重、需要處理的區塊停止供氣，其餘地區仍可繼續供氣。所有操作均可在供氣指令中心遠程執行。在系統導入前，需要工作人員前往現場操作，停止供氣往往需要40小時，而如今僅需約10分鐘。

該系統在供氣區域內設置了約4000個地區電壓調整器。其內部安裝了東京燃氣（當時）牽頭與精密設備製造商共同開發的名為「SI感測器」的地震儀。該設備可測量反映建築物實際搖晃程度的SI值：震度5強時的SI值為21～40；震度6強時的SI值為71～120。地震發生後，SI值數據將在5分鐘內傳送至供氣指令中心。平均約1公里一個的高密度地震監測網絡，被地震防災專家評價為「世界上絕無僅有」的監測網路。

地震防災系統「SUPREME」的概要圖（供圖：東京燃氣網路）

提高抗震能力與設施老化對策密不可分

2025年1月，埼玉縣八潮市一處十字路口附近道路突然塌陷，導致卡車司機不幸身亡。事故原因系老化下水道管道破裂所致。早在事故發生前，社會輿論就已指出必須對經濟高速增長時期建造的已超過使用年限的基礎設施老化問題採取對策，而此次事故使該問題進一步成為重大社會議題。

據東京燃氣網路公司常務執行董事今井朋男介紹，最初塌陷發生後該公司的緊急響應車就立即出動，確認塌陷孔洞周邊沒有燃氣洩漏。同時，為防止燃氣洩漏，緊急安裝新閥門縮小斷氣範圍後，切斷了130戶的供氣。通過確保燃氣管道繞行路徑以保障安全，事故發生兩天半後恢復了供氣。

城市燃氣的設施老化對策與地震防災對策是一體的，其核心在於強化以燃氣管道為首的各類設備。例如，過去使用的低氣壓管道多為含石墨的灰鑄鐵管，在受到強力衝擊時容易破裂。今井介紹說，截至1996年時仍有4000多公里此類管道殘留，目前正逐步更換為耐腐蝕、不易斷裂的聚乙烯管，預計將在2025年度內換掉全部的灰鑄鐵管。

此外，高壓管和中壓管採用的是強度和柔韌性優異的焊接接合鋼管，在阪神淡路大地震和東日本大地震中均證實了其卓越的抗震性能。球形儲氣罐的儲氣室也進行了抗震設計，並引入了減震裝置等設備。今井指出，基礎設施老化對策的三大支柱是「高質量管道建設、設備的妥善維護管理、緊急情況下的迅速處置」。

埼玉縣八潮市的道路塌陷現場（供圖：東京燃氣網路）

灰鑄鐵管和聚乙烯管（供圖：東京燃氣網路）

低圧輸氣道老化對策的進展情況（供圖：東京燃氣網路）

遭遇東日本大地震，各燃氣企業團結合作實現快速恢復

在遭受東日本大地震的日本東北地區，東京燃氣的供氣區域也遭遇強烈搖晃。據東京燃氣網路部門負責人介紹，SUPREME系統在地震發生後立即啟動運行；此外，在震度達到5級以上的區域，各戶安裝的微電腦燃氣表的安全裝置自動切斷供氣，成功保障了該區域約300萬戶家庭的安全。

筆者當時在震後採訪中也切身感受到了仙台市燃氣恢復之迅速。據東京燃氣網路公司介紹，東京燃氣集團聯合日本全國的城市燃氣供應商在宮城縣仙台市與石卷市、福島縣磐城市、茨城縣土浦市等地全力開展了燃氣供應恢復工作。其中，約36萬戶停氣的仙台市，以該公司為核心，約50家企業組成了現場救援對策本部，在4月16日實現了全面恢復供氣。

東京燃氣網路公司的今井闡述了地震防災的基本原則，指出其三大支柱是：通過設備抗震化實現的「預防」；利用SUPREME系統針對特定區域實施快速停氣的「應急」；以及全國燃氣企業相互協作配合的「恢復」。