陸家亮 趙素平

1．中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2．中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院

能源是人類社會(huì)生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)能夠體現(xiàn)社會(huì)文明進(jìn)步程度且對(duì)人類賴以生存的自然環(huán)境有著重大的影響。人類利用能源的趨勢(shì)是從高碳向低碳發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)無碳經(jīng)濟(jì)。我國人口眾多、一次能源人均占有率低、油氣對(duì)外依存度不斷上升、以煤為主的能源結(jié)構(gòu)造成生態(tài)環(huán)境壓力大，迫切需要尋求清潔、高效的能源，優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。中國共產(chǎn)黨第十八次全國代表大會(huì)明確提出“推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，控制能源消費(fèi)總量，加強(qiáng)節(jié)能降耗，支持節(jié)能低碳產(chǎn)業(yè)、新能源和可再生能源發(fā)展，確保國家能源安全?！碧烊粴赓Y源豐富、清潔高效、經(jīng)濟(jì)，是可獲得、可接受、可支付的3A（Available、Acceptable、Affordable）優(yōu)質(zhì)能源。加快天然氣發(fā)展、實(shí)現(xiàn)天然氣革命是推動(dòng)我國能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的重要舉措。

1 中國能源消費(fèi)特點(diǎn)

1．1 能源消費(fèi)量持續(xù)增長

2000年以來，中國的能源消費(fèi)總量呈高速增長的態(tài)勢(shì)。從2000年的14．553 1×108t標(biāo)準(zhǔn)煤增長到2012年的36．157 4×108t標(biāo)準(zhǔn)煤（表1），平均年增長率達(dá)到7．9%。據(jù)BP的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，從2010年開始，中國的能源消費(fèi)總量已超越美國，成為了全球最大的能源消費(fèi)國。

表1 2000—2012年中國能源消費(fèi)總量及構(gòu)成表

1．2 能源結(jié)構(gòu)以煤為主

全球一次能源以石油、煤炭、天然氣為三大支柱，而我國則高度依賴于煤炭。盡管近年來天然氣和可再生能源在我國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例不斷上升，但煤炭在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例仍然高達(dá)70%左右（表1）。與世界其他能源消費(fèi)大國相比，我國的煤炭比例明顯偏高，天然氣比例明顯偏低［4］（圖1）。

圖1 2012年全球及部分國家能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)圖

1．3 能源效率低

由于我國過去長期以粗放式經(jīng)濟(jì)增長為主，能源利用技術(shù)水平較低，造成了能源效率也較低，2012年單位GDP能源消費(fèi)量是世界平均值的2倍左右，是發(fā)達(dá)國家的3～5倍（圖2），導(dǎo)致能源需求與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾越來越突出。

圖2 2012年全球及部分國家單位GDP能耗情況圖

1．4 一次能源人均占有率低

2012年中國一次能源消費(fèi)總量達(dá)到2 735．2×106t油當(dāng)量，占全球的22%，然而人均消費(fèi)量卻處于中下游水平（圖3）。人均一次能源消費(fèi)量與資源稟賦程度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度密切相關(guān)，中國、印度、印度尼西亞等發(fā)展中國家多在3t標(biāo)準(zhǔn)油以下，而英、德、法等歐洲發(fā)達(dá)國家介于3～6t標(biāo)準(zhǔn)油，美國、加拿大則超過6 t標(biāo)準(zhǔn)油。2012年中國人均能源消費(fèi)量為2．02t油當(dāng)量，略高于世界平均水平（1．8t油當(dāng)量），與美國的7．0t油當(dāng)量相比，差距有3倍多。

圖3 2012年全球及部分國家人均能源消費(fèi)情況圖

1．5 污染嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境壓力大

能源消費(fèi)規(guī)模絕對(duì)量的大幅增加和以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致我國環(huán)境污染日益加重，2013年初，我國中東部的大部分地區(qū)被霧霾籠罩（表2）。據(jù)國家環(huán)境保護(hù)部公布的數(shù)據(jù)，2013年上半年，京津冀地區(qū)空氣質(zhì)量平均達(dá)標(biāo)天數(shù)比例為31．0%，重度污染以上的天次達(dá)26．2%，主要污染物為PM2．5，與60年前的“霧都”倫敦非常相似，嚴(yán)重影響了人們的生活，甚至威脅生命，環(huán)境治理已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。治理大氣污染首要的是加強(qiáng)對(duì)原料、燃料的控制，加快推進(jìn)以綠色和低碳技術(shù)為標(biāo)志的能源革命是我國改善生態(tài)環(huán)境的必然選擇。

表2 2013年初北京及周邊主要城市空氣質(zhì)量表

2 天然氣的優(yōu)越性

作為一種戰(zhàn)略能源選擇，天然氣在資源基礎(chǔ)、利用領(lǐng)域、經(jīng)濟(jì)性、清潔性等方面都較其他化石能源有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。

2．1 資源豐富

2．1．1 全球天然氣資源潛力巨大

1）全球常規(guī)天然氣資源量達(dá)421×1012m3，儲(chǔ)產(chǎn)量穩(wěn)步增長，儲(chǔ)采比穩(wěn)定。常規(guī)天然氣儲(chǔ)量近30年以年均3．1%的速度增長，2012年天然氣剩余可采儲(chǔ)量達(dá)到187．3×1012m3，儲(chǔ)采比一直穩(wěn)定在60左右，表明全球天然氣產(chǎn)量還有相當(dāng)大的提升空間（圖4）。

2）全球非常規(guī)天然氣資源量超過900×1012m3，勘探開發(fā)已取得革命性突破。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球致密氣、煤層氣和頁巖氣資源量合計(jì)為921×1012m3［6］，是常規(guī)氣資源量的2倍多，非常規(guī)氣在北美已成功開發(fā)，深化了全球天然氣資源潛力認(rèn)識(shí)。此外，據(jù)有關(guān)專家估計(jì)，天然氣水合物資源量超過20 000×1012m3，主要分布于海洋、湖泊和陸地凍土帶，目前正在進(jìn)行探索性試驗(yàn)，日本已計(jì)劃2018年實(shí)現(xiàn)開采。

2．1．2 中國的天然氣資源量比較豐富

中國天然氣地質(zhì)資源量近250×1012m3，可采資源量約80×1012m3。其中常規(guī)氣地質(zhì)資源量為52×1012m3、煤層氣資源量為36．8×1012m3、頁巖氣可采資源量為25×1012m3（表3）。此外，中國的海域以及西藏、青海凍土帶也有巨大的天然氣水合物資源量待評(píng)價(jià)認(rèn)識(shí)和開發(fā)利用。

圖4 世界常規(guī)天然氣儲(chǔ)量及儲(chǔ)采比分布圖

表3 中國天然氣資源量構(gòu)成表

總體上，世界天然氣資源呈“金字塔”式分布（圖5），隨著理論和技術(shù)的突破，特別是非常規(guī)油氣成藏理論打破了傳統(tǒng)的油氣成藏局限、水平井鉆井以及體積壓裂改造等工程技術(shù)不斷進(jìn)步，天然氣勘探開發(fā)領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展，資源量將持續(xù)增加。按目前形勢(shì)評(píng)估，天然氣資源量完全能夠滿足21世紀(jì)甚至更長時(shí)期的需求。

圖5 全球天然氣資源分布金字塔示意圖

2．2 相對(duì)清潔、高效

在產(chǎn)生相同能量的情況下，天然氣的二氧化碳排放量分別為煤炭和石油的56%和71%，氮氧化物的排放量為煤炭和石油的20%，二氧化硫和粉塵顆粒的排放量幾乎可以忽略不計(jì)（表4）。

表4 天然氣、油和煤的排放量對(duì)比表 磅／1012 Btu

與煤炭相比，天然氣在各種應(yīng)用領(lǐng)域的效率均較高。以發(fā)電為例，我國火力發(fā)電的平均能量利用效率為35%左右；整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)（IGCC）的能量利用效率在45%以上；目前燃?xì)饴?lián)合循環(huán)發(fā)電（CCGT）的能量利用效率在55%左右；而天然氣冷熱電三聯(lián)供（DES／CCHP）的能量綜合利用效率可超過80%（表5）。

2．3 價(jià)格相對(duì)便宜

2012年歐美等國家平均天然氣到岸價(jià)為49美元／桶，相當(dāng)于布倫特原油價(jià)格的44%；2012年中國國內(nèi)天然氣出廠價(jià)為32美元／桶（1 170元／103m3），只相當(dāng)于布倫特原油價(jià)格的29%。

與替代能源等熱值比較，天然氣價(jià)格分別為燃料油的73．6%、液化石油氣的67．4%、電的40%（表6）。

表5 天然氣和煤炭利用效率比較表

表6 2011年北京地區(qū)天然氣價(jià)格與替代能源等熱值價(jià)格比較表

2．4 利用領(lǐng)域廣闊

天然氣利用領(lǐng)域非常廣泛，除了日常的居民用氣外，還可作為發(fā)電、石油化工、機(jī)械制造、玻璃陶瓷、汽車等的燃料或原料。據(jù)中國工程院的研究成果，2030年中國天然氣供應(yīng)量為4 000×108～5 000×108m3，可以達(dá)到一次能源消費(fèi)總量的11%～14%［7］，另有研究認(rèn)為，2020—2030年中國天然氣消費(fèi)量規(guī)模最高可以達(dá)到6 000×108m3［8］。與目前世界能源消費(fèi)中天然氣占比平均水平的23．9%相比，中國天然氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例偏低，這也就意味著未來提升中國天然氣消費(fèi)市場(chǎng)的空間巨大。

3 中國天然氣產(chǎn)業(yè)革命構(gòu)想

3．1 天然氣革命的三大目標(biāo)

第一，天然氣在一次能源中的消費(fèi)比例超過30%；第二，建成覆蓋全國各地、互聯(lián)互通、高效安全靈活的現(xiàn)代化管網(wǎng)體系和應(yīng)急調(diào)峰體系；第三，形成以中國為中心的全球天然氣人民幣體系。

3．2 天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展舉措

3．2．1 充分發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，確保供應(yīng)量快速增長

3．2．1．1 立足國內(nèi)天然氣資源基礎(chǔ)，系統(tǒng)分析供應(yīng)潛力

國內(nèi)常規(guī)氣、致密氣已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模開發(fā)；煤層氣開發(fā)力度不斷加大、頁巖氣勘探開發(fā)剛剛起步，天然氣水合物開始探索。美國頁巖氣革命使其在2009年再次成為全球第一大天然氣生產(chǎn)國，并且產(chǎn)量還將不斷增加，預(yù)計(jì)2020年將超過7 000×108m3（圖6），實(shí)現(xiàn)天然氣由凈進(jìn)口國向凈出口國的轉(zhuǎn)變，其天然氣工業(yè)發(fā)展歷史為我國非常規(guī)氣開發(fā)提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。中國已經(jīng)將天然氣作為高成長性的戰(zhàn)略能源，天然氣供應(yīng)情況將影響中國能源布局，迫切需要加強(qiáng)研究，分析國內(nèi)天然氣可能的峰值產(chǎn)量以及不同階段國內(nèi)天然氣供應(yīng)潛力。

圖6 美國天然氣產(chǎn)量預(yù)測(cè)及構(gòu)成示意圖

3．2．1．2 多渠道、多方式引進(jìn)國外天然氣

全球豐富的天然氣資源量和不斷發(fā)展的運(yùn)輸技術(shù)，為中國天然氣大規(guī)模引進(jìn)提供了契機(jī)。引進(jìn)渠道主要有管道氣和LNG兩種形式。

管道氣引進(jìn)現(xiàn)實(shí)資源國有中亞地區(qū)、俄羅斯、緬甸等。俄羅斯2012年末天然氣剩余可采儲(chǔ)量為32．9×1012m3，天然氣年產(chǎn)量為5 923×108m3，儲(chǔ)采比為56；土庫曼斯坦2012年末天然氣剩余可采儲(chǔ)量為17．5×1012m3，年產(chǎn)天然氣644×108m3，儲(chǔ)采比272；另外，哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦的天然氣資源量也較豐富，具備向中國長期穩(wěn)定供應(yīng)管道氣的資源基礎(chǔ)。此外，伊朗也有意向建設(shè)一條經(jīng)由巴基斯坦的管道向印度、中國等國家供氣。

印度尼西亞、馬來西亞、澳大利亞、卡塔爾向中國出口LNG的長期供氣合同已經(jīng)部分實(shí)施，巴布亞新幾內(nèi)亞已與中國簽署LNG貿(mào)易長期合同。安哥拉、伊朗、委內(nèi)瑞拉、尼日利亞、阿爾及利亞等國LNG潛在生產(chǎn)能力較大，與中國關(guān)系良好，有可能成為中國重要的 LNG 進(jìn)口氣源［9］。

總體來看，中國在未來一段時(shí)間內(nèi)有較多的境外天然氣資源可供利用，但從安全平穩(wěn)供氣的角度來考慮，應(yīng)通過多渠道、多方式引進(jìn)，降低單一項(xiàng)目的供氣風(fēng)險(xiǎn)［10］，獲取方式可介入上游勘探開發(fā)產(chǎn)品分成和購買，管道氣簽訂長期合同、LNG簽訂中短期合同或者購買現(xiàn)貨。

3．2．2 加大天然氣利用力度，逐步成為最大消費(fèi)中心

積極調(diào)整我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，力爭2050年天然氣消費(fèi)量達(dá)到1×1012m3左右，天然氣在一次能源中的消費(fèi)比例超過30%。

加大天然氣取代煤炭的力度，首先是中小型及零散用煤戶。由于缺乏先進(jìn)的利用技術(shù)，中小型及零散煤炭用戶的能源使用效率很低，造成能源的巨大浪費(fèi)和嚴(yán)重的環(huán)境污染，應(yīng)首先在這些用戶中推廣使用天然氣。英國近60年以來，通過不斷調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，大力普及使用天然氣（圖7），環(huán)境逐步恢復(fù)，倫敦“霧都”的稱謂已經(jīng)名不符實(shí)。英國的成功經(jīng)驗(yàn)給我國能源利用與環(huán)境治理提供了很好的借鑒和樣板。

圖7 英國天然氣替代煤歷史趨勢(shì)圖

加大天然氣在運(yùn)輸領(lǐng)域的使用比例，逐步取代汽柴油的霸主地位。通過用壓縮天然氣（CNG）、液化天然氣（LNG）、吸附天然氣（ANG）和轉(zhuǎn)換成甲醇、二甲醚等形式替代成品油作為車用燃料，不但可減少汽車尾氣排放對(duì)大氣的污染，而且因車用天然氣價(jià)格相對(duì)較低［11－12］，還能降低車輛的運(yùn)行成本。天然氣在運(yùn)輸領(lǐng)域的利用技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，需要進(jìn)一步加大在該領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模。

加大天然氣利用能夠大規(guī)模減少二氧化碳的排放量。以2050年國內(nèi)能源消費(fèi)量50標(biāo)準(zhǔn)煤為基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)算［7］，天然氣占一次能源的比重每提高一個(gè)百分點(diǎn)（376×108m3），與煤相比二氧化碳排放量就減少0．49×108～0．65×108t、與石油相比二氧化碳排放量減少0．30×108t（圖8）。

圖8 天然氣占能源消費(fèi)比重與二氧化碳減排量圖版

3．2．3 加快輸配系統(tǒng)建設(shè)，形成類似公路網(wǎng)、電網(wǎng)分布特點(diǎn)的天然氣管網(wǎng)體系

天然氣輸配系統(tǒng)是連接氣源和市場(chǎng)的橋梁，統(tǒng)籌考慮國產(chǎn)氣與進(jìn)口氣［13－14］、管道氣與進(jìn)口LNG，合理布局全國干線和區(qū)域管網(wǎng)，并與LNG接收站、地下儲(chǔ)氣庫、煤層氣、頁巖氣、煤制氣等項(xiàng)目進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，加強(qiáng)聯(lián)絡(luò)管道建設(shè)，形成類似公路網(wǎng)、電網(wǎng)一樣進(jìn)村入戶、覆蓋全國、互聯(lián)互通、高效安全靈活的現(xiàn)代化管網(wǎng)體系，為安全平穩(wěn)供氣，實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)氣提供保障；此外，還必須加快地下儲(chǔ)氣庫、LNG等多種方式的調(diào)峰、戰(zhàn)略儲(chǔ)備以及應(yīng)急體系建設(shè)，確保穩(wěn)定供氣。

3．2．4 加強(qiáng)合作，全力推進(jìn)天然氣人民幣體系建設(shè)

按照天然氣革命目標(biāo)，中國將成為全球最大的消費(fèi)中心，但是目前由于亞洲天然氣定價(jià)權(quán)的缺失導(dǎo)致溢價(jià)問題突出，隨著進(jìn)口天然氣規(guī)模越來越大，資金流失問題將越來越嚴(yán)重，謀求定價(jià)權(quán)已刻不容緩。未來中國、印度、日本等亞洲國家的消費(fèi)市場(chǎng)將快速膨脹，增長前景看好，將成為非常具有吸引力的天然氣出口市場(chǎng)目標(biāo)。應(yīng)以此為契機(jī)，加強(qiáng)區(qū)域合作，促進(jìn)跨區(qū)域管網(wǎng)互聯(lián)，推動(dòng)?xùn)|北亞新天然氣定價(jià)機(jī)制和人民幣國際化，推進(jìn)天然氣人民幣體系建設(shè)，積極發(fā)展天然氣現(xiàn)貨及亞太期貨貿(mào)易市場(chǎng)，提高中國在國際能源市場(chǎng)上的話語權(quán)。

［1］李杰．中國天然氣現(xiàn)貨交易市場(chǎng)構(gòu)建思路［D］．重慶：重慶大學(xué)，2012．LI Jie．The build ideas of China natural gas spot market［D］．Chongqing：Chongqing University，2012．

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