李俊杰
(中海石油氣電集團有限責任公司計劃部,北京 100028)
2020年,中國提出“二氧化碳排放力爭于2030年前實現(xiàn)碳達峰、努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”(以下簡稱“雙碳”目標)重大戰(zhàn)略目標,對內(nèi)是推動生態(tài)文明建設(shè)、實現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展的要求,對外是構(gòu)建人類命運共同體、實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的需要,對中國全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家具有重要意義。“雙碳”目標背景下,中國加速構(gòu)建清潔低碳高效安全的能源生產(chǎn)和消費體系,天然氣作為二氧化碳排放量最低的化石能源,將成為主要的煤炭替代能源,在能源消費結(jié)構(gòu)從化石能源向可再生能源轉(zhuǎn)變的過程中發(fā)揮重要過渡作用,天然氣快速發(fā)展的趨勢沒有變化。由于國產(chǎn)氣的不足,對進口天然氣的需求會不斷增加。但是,國際政治經(jīng)濟格局正在進行深刻變革和復雜調(diào)整,增加了獲取國際資源的不確定性。為保障國內(nèi)天然氣穩(wěn)定安全供應(yīng),有必要對天然氣需求做出預測,對國際供需環(huán)境做出分析,在此基礎(chǔ)上提出發(fā)展建議。
通過對建國后天然氣消費量統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析,可以看出我國天然氣產(chǎn)業(yè)在2001年后進入快速發(fā)展階段[1-2]。2001—2020年,我國天然氣消費量平均增速14%,2020年天然氣消費量為3 280×108m3,同比增加6.9%,約為2001年消費量的12倍,在一次能源中所占比例為8.4%(圖1)。
圖1 2001—2020年中國天然氣消費量變化圖
從供應(yīng)側(cè)來看,一是天然氣儲量和產(chǎn)量穩(wěn)步增加。2020年,天然氣探明新增地質(zhì)儲量為1.29×1012m3,其中,天然氣、頁巖氣和煤層氣新增探明地質(zhì)儲量分別達到10 357×108m3、1 918×108m3、673×108m3。我國已經(jīng)陸續(xù)建成以鄂爾多斯、塔里木、四川和南海為代表的天然氣主要產(chǎn)區(qū),2020年全國生產(chǎn)天然氣量為1 925×108m3,同比增加9.8%。二是進口天然氣快速增長。我國從2006年開始進口天然氣,進口液化天然氣(LNG)10×108m3。2020年,進口天然氣已超過1 400×108m3[3],其中進口LNG量為6 713×104t,同比增長11.5%,進口管道氣量為477×108m3,同比下降8.9%。
從基礎(chǔ)設(shè)施方面來看,2020年,全國天然氣管道總里程約11×104km,天然氣“全國一張網(wǎng)”骨架初步形成,主干管網(wǎng)已覆蓋除西藏外全部省份。中國大陸建成投產(chǎn)LNG接收站22座(含LNG中轉(zhuǎn)儲備站),接收能力超過9 000×104t/a。全國已建成地下儲氣庫(群)總工作氣量超過130×108m3。
實現(xiàn)“雙碳”目標是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革,能源行業(yè)的變革首當其沖,清潔綠色新型能源替代傳統(tǒng)化石能源是必然的發(fā)展方向。但是由于能源轉(zhuǎn)型周期長、技術(shù)制約以及可再生能源安全等問題,化石能源在一定的時期內(nèi)依然會是主力能源。煤炭、石油和天然氣等三種化石能源中,天然氣的二氧化碳排放量最低,2020年,我國二氧化碳排放量為98.9×108t,約占全球總排放量的30.9%[4],其中來自煤炭的排放量占比高達67.4%,天然氣的排放量占比僅為5.4%。2020年,我國能源消費總量為49.8×108t(標準煤),煤炭在一次能源中的比例為56.8%,天然氣占比為8.4%。因此,目前的能源轉(zhuǎn)型應(yīng)集中在天然氣對煤炭的替代上。另外,在新型能源系統(tǒng)中,以風能和太陽能為代表的可再生能源將占據(jù)主要位置,預計2050年可再生能源在一次能源中的比例將提升到40%[5]。而風、光電受自然因素及儲能技術(shù)制約,發(fā)電隨機性、間歇性和波動性的問題還沒有很好的解決,需要有后備電源與其形成互補關(guān)系,平衡供能的不穩(wěn)定。天然氣具有與其他能源載體轉(zhuǎn)換靈活的特性,可以彌補風、光電不足時的能源供應(yīng),在未來清潔能源系統(tǒng)中起到重要的安全穩(wěn)定作用。因此,天然氣在實現(xiàn)“雙碳”目標的過程中,將成為唯一一個持續(xù)增長的化石能源,在建立清潔低碳、智慧高效、經(jīng)濟安全能源體系中占據(jù)重要位置。預計,2025年天然氣消費量為4 300×108~4 500×108m3,2030年在一次能源消費結(jié)構(gòu)中的占比提高到15%左右[6],2040年前后需求量達到峰值,約為5 500×108m3/a。
根據(jù)我國天然氣利用政策,天然氣利用分為城市燃氣、天然氣發(fā)電、工業(yè)燃料、天然氣化工和其他用戶,“雙碳”目標提出后,對不同天然氣用戶的主要影響如下。
1)城市燃氣
城市用氣規(guī)模與城鎮(zhèn)化率成正相關(guān)。2011—2019年,中國城鎮(zhèn)化水平從51.8%提高到62.7%,天然氣用氣人數(shù)也由1.9億人增加到了3.9億人。
2019年,我國城市居民生活用天然氣量為502.3×108m3,較2011年增加了90%。由于我國人口總量增速放緩,城市居民生活用氣增速會相應(yīng)減緩。但是,受人民生活水平升高和清潔能源轉(zhuǎn)型影響,人均用氣量會有所增加,居民用氣總量會保持緩慢增速。隨著碳中和進程的推進,消費端電力逐步替代化石能源,預計在天然氣利用達到峰值的2040年前后,城市居民生活用氣會開始下降。
“十三五”期間,我國推動“2+26”城市、汾渭平原、西北及東北地區(qū)重點城市“煤改氣”工程,累計新增“煤改氣”用戶1 900萬戶,天然氣供暖面積達30.6×108m3,占集中供暖面積的30%?!半p碳”目標提出后,北方天然氣取暖仍有較大的發(fā)展空間。同時,隨著南方取暖需求增加,上海市、江蘇省、浙江省、安徽省、江西省、湖南省、湖北省、四川省和重慶市等長江流域省市相繼出臺取暖計劃,預計到2025年,僅南方燃氣取暖新增用戶數(shù)量就將達到720萬戶。在取暖方式上,北方以集中供暖為主,燃氣熱電廠將是主要的供暖方式;在南方,供暖方式相對多樣化,燃氣或電制熱分戶采暖、以及工業(yè)余熱或多能互補等集中取暖方式靈活運用[7]。
2019年,我國交通運輸用氣量約為341×108m3,占總用氣量的11%。在國家政策支持下,以及電池和充電技術(shù)上的不斷改善,電動汽車在公共交通領(lǐng)域逐步替代天然氣汽車,車用天然氣量明顯下降。但是,在長途運輸領(lǐng)域,交通工具對續(xù)航能力有更高的要求,國家支持LNG在重型載貨汽車、大型載客汽車、船舶等長途遠洋交通領(lǐng)域應(yīng)用。在碳減排的壓力下,企業(yè)本身也傾向于選擇相比電動車在動力、續(xù)航能力、技術(shù)更加成熟的LNG汽車替代柴油車[8]。2020年國內(nèi)采購LNG重卡14.2萬輛,同比增加4.5萬輛,主要分布在山西、河南、陜西、河北、山東等貨物輸送量大省。預計“十四五”期間,LNG重卡的保有量將快速提升,2022—2025年保持11%增長速度。2025年,國內(nèi)LNG車輛加注市場LNG需求量2 200×104t,車用天然氣總量超過400×108m3。
2)天然氣發(fā)電
2020年,我國全口徑發(fā)電設(shè)備容量為22×108kW[9],天然氣發(fā)電裝機規(guī)模為9 972×104kW,占我國電力總裝機規(guī)模4.5%;天然氣發(fā)電量為2 525×108kW時,占總發(fā)電量的3.3%,消費天然氣約為588×108m3。目前,全國建成約150家燃氣電廠(不含分布式),主要分布在環(huán)渤海、長三角和珠三角地區(qū),其中廣東省37座、江蘇省33座、浙江省21座,位列全國省份前三位。
我國在著力構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系過程中,源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補是提升可再生能源開發(fā)消納水平和非化石能源消費比重的必然選擇。在電源側(cè),主要采取風光儲、風光水(儲)、風光火(儲)等方式強化靈活調(diào)節(jié)作用,努力實現(xiàn)電源的穩(wěn)定輸出。在負荷側(cè)則需要加強配備保障電源來增加調(diào)節(jié)響應(yīng)能力,天然氣發(fā)電是主要的調(diào)峰電源。預計2025年,天然氣發(fā)電裝機將突破1.5×108kW,占比5.1%;發(fā)電量達到4 000×108kW時,占比3.4%;用氣量約800×108m3,到2030年超過1 000×108m3。根據(jù)各省“十四五”初步規(guī)劃研究,東南沿海依然是主要的電力負荷中心,也是天然氣發(fā)電的重點區(qū)域,預計新增4 800×104kW。
天然氣分布式能源因其能效高、清潔環(huán)保、安全性好、調(diào)度靈活的優(yōu)勢,可以做為“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源重要組成部分,以多能互補的方式,為特定區(qū)域內(nèi)提供集電、氣、熱、冷于一體的綜合能源服務(wù)[10]。截止到2020年底,我國天然氣分布式能源項目共計約630個,總裝機容量約為2 200×104kW。未來,天然氣分布式能源的主要用戶仍然是大中型城市中具有穩(wěn)定冷熱電需求的能源負荷中心[11]。預計至2025年,天然氣分布式能源裝機規(guī)模將超過3 000×104kW,2030年超過4 000×104kW。
3)工業(yè)燃料
2013年以來,我國實施大氣污染防治行動計劃,全面推廣工業(yè)“煤改氣”,成為天然氣消費增速的主要推動力量。但是,煤炭在工業(yè)燃料中比例依然高達70%左右,遠高于歐美國家15%的占比。2019年,工業(yè)燃料用氣約為1 120×108m3,占比約為39%,主要用于采礦業(yè)、制造業(yè)和建筑業(yè)。在“雙碳”目標提出后,清潔能源轉(zhuǎn)型會加快步伐,鋼鐵、陶瓷、玻璃、石化、有色等行業(yè)的燃料結(jié)構(gòu)會進一步優(yōu)化。我國穩(wěn)步拓展工業(yè)“煤改氣”,以打造低碳工業(yè)園區(qū)為著力點,助力重點工業(yè)領(lǐng)域碳達峰。天然氣做為工業(yè)燃料的使用規(guī)模會繼續(xù)擴大,預計到“十四五”末,工業(yè)領(lǐng)域天然氣消費量將超過2 000×108m3。
4)天然氣化工
2020年,我國天然氣在化工領(lǐng)域消費占比約為6%,消費量約為196×108m3。天然氣在化工領(lǐng)域主要是作為原料生產(chǎn)尿素、甲醇和氫氣等產(chǎn)品,其中用天然氣生產(chǎn)(CO2含量在20%以上的天然氣除外)尿素和甲醇屬于限制類,未來不會有太大的變化。“雙碳”目標的提出,對其他天然氣化工產(chǎn)業(yè)主要有兩方面的影響:①以煤為原料的化工生產(chǎn)會因為碳排放的壓力轉(zhuǎn)向利用天然氣;②由于氫能源需求增加,目前綠氫缺乏成本競爭力,藍氫是一定時期內(nèi)氫能源的主要來源,天然氣制氫需求增加。這兩個因素會成為天然氣化工主要的增長點,具體影響程度還需要持續(xù)跟蹤觀察。
“雙碳”目標提出后,國內(nèi)外能源經(jīng)濟形勢出現(xiàn)新的變化,中國天然氣產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展仍面臨諸多問題和嚴峻挑戰(zhàn),質(zhì)量變革、效率變革和動力變革尚存在需要突破的重要瓶頸[12]。
我國天然氣資源總量豐富,2020年底,剩余探明技術(shù)可采儲量超過7×1012m3[13],但油氣儲量品質(zhì)下降,每年新增產(chǎn)量較少。近幾年,國內(nèi)主要油氣企業(yè)持續(xù)加大勘探開發(fā)投資力度,尤其是國家能源局在2019年制定油氣行業(yè)增儲上產(chǎn)“七年行動計劃”之后,主要油氣企業(yè)落實主體責任,進一步加大了在勘探開發(fā)上的投入。2017—2020年,連續(xù)4年天然氣產(chǎn)量增量超過100×108m3[14],但是仍然與需求增長差距較大,天然氣對外依存度從2018年開始已經(jīng)連續(xù)3年超過40%。如果國產(chǎn)氣按照年增量100×108m3的增速,2025年國產(chǎn)氣量約為2 400×108m3,需要進口約1 900×108~2 100×108m3的氣量以平衡國內(nèi)供需,對外依存度約為42%~49%。
我國進口天然氣包括進口管道氣和進口LNG。陸上進口天然氣管道總的設(shè)計輸氣能力約為1 050×108m3/a,氣源主要來自土庫曼斯坦、哈薩克斯坦、烏茲比克斯坦、俄羅斯和緬甸,由于哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦和緬甸的社會經(jīng)濟發(fā)展使天然氣需求增長較快以及本國天然氣資源有限,出口會逐步減少。在“十四五”期間,我國進口管道氣預計能夠達到1 000×108m3,需求缺口主要依靠進口LNG來補充。
目前,我國進口LNG長期購銷協(xié)議總量約為740×108m3,“十四五”末則需要新增進口LNG約150×108~350×108m3。近幾年全球政治格局發(fā)生重大變化,國際貿(mào)易“逆全球化”趨勢明顯,尤其是新冠肺炎疫情爆發(fā)后,國際環(huán)境進一步惡化,對開展國際貿(mào)易帶來負面影響。新冠肺炎疫情前,全球做出最終投資決策的液化天然氣項目總產(chǎn)能約有1.5×108t/a,其中,2019年底在建或批準開發(fā)的液化能力為1.2×108t/a,但受疫情影響,項目進展有所延后,雖然現(xiàn)有和正在開發(fā)的供應(yīng)可以滿足2024年的大部分需求[15],但由于液化天然氣項目投資的周期性特點,預計在2025年之后會影響供應(yīng),開始出現(xiàn)供需缺口[16],增加了資源進口難度。同時,由于我國沒有具有國際影響力的價格指數(shù),天然氣市場缺乏國際定價話語權(quán),不能主動應(yīng)對國際市場變化,進口LNG又存在“亞洲溢價”,提高了國內(nèi)用氣成本。
我國天然氣價格改革主要經(jīng)歷了政府定價、雙軌制和指導價格三個階段,目前執(zhí)行的是指導價格機制[17-20],還沒有全面建立起市場形成價格的機制,距離我國油氣體制改革“放開兩頭”、放開氣源和銷售價格、激發(fā)市場活力[21]的目標還有差距,市場價格尚沒有真正反映市場供需關(guān)系。尤其是在供需緊張時,國際資源可獲取數(shù)量較少且價格較高。在國內(nèi),價格不是由市場供需關(guān)系形成,價格傳導機制出現(xiàn)偏差,無法利用價格調(diào)節(jié)市場需求,反而出現(xiàn)資源價格與銷售價格倒掛的不正?,F(xiàn)象,對各方面都造成不良影響。例如:2020年我國進口LNG現(xiàn)貨占進口LNG的比例超過40%,國際LNG現(xiàn)貨價格波動較大,在2020年7月—2021年1月間,價格波動幅度超過9倍,但是由于國內(nèi)對銷售價格浮動范圍的控制,資源價格沒有能夠順延到終端用戶,上游企業(yè)在某些情況下只能價格倒掛銷售,造成效益虧損。另外,由于較低的價格不能促使用戶調(diào)減用氣量,而能夠獲取的國際資源又不能滿足國內(nèi)需求,反而加重了供需的緊張狀態(tài)。不利于調(diào)動供應(yīng)的積極性,也不能滿足用戶需求,影響整個產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。
一是天然氣管網(wǎng)和LNG接收站公平公正開放有待進一步完善。為提高資源利用效率,國家推動了基礎(chǔ)設(shè)施對社會公平公正開發(fā),并成立國家管網(wǎng)集團,統(tǒng)一建設(shè)運營全國天然氣主干管網(wǎng),對外提供輸配服務(wù)。但是,在近一年多的實際操作中,因為資源采購、客戶落實等原因,出現(xiàn)了用戶競標得到管網(wǎng)使用權(quán)和LNG接收站窗口期卻又放棄的情況,導致基礎(chǔ)設(shè)施沒有充分發(fā)揮作用,影響市場供給。二是天然氣管網(wǎng)規(guī)模和儲氣能力亟需擴大。我國與歐洲相比,土地面積和經(jīng)濟規(guī)模相近,2020年,歐洲天然氣消費量約為我國的1.6倍。但是歐洲天然氣干線總里程超過23×104km,約為我國的2.1倍,儲氣庫工作氣量為1 427×108m3,約為我國的11倍。三是LNG接收站將來面臨著產(chǎn)能過剩的風險。我國目前建成LNG接收站接收能力超過9 000×104t/a,在建和規(guī)劃的接收站超過20個,全部建成后,接收能力將超過1.8×108t/a,預計2025年利用效率僅為40%左右。四是由于基礎(chǔ)設(shè)施的聯(lián)通還不完善以及LNG接收站市場覆蓋范圍的局限性,資源還不能在基礎(chǔ)設(shè)施間完全自由流動,在南北用氣季節(jié)性差異較大的情況下,同一時期,有些區(qū)域的接收站即使?jié)M負荷運行也難以滿足當?shù)厥袌鲂枨?,而某些區(qū)域接收站則因為需求不足而利用率偏低,造成資源和基礎(chǔ)設(shè)施局部不平衡。
為促進天然氣產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,支撐“雙碳”目標的實現(xiàn),需要關(guān)注以下3個方面。
資源端:一是要進一步優(yōu)化礦權(quán)制度改革。我國在2011年、2012年和2015年嘗試進行了油氣勘探權(quán)開放,但效果沒有達到預期。2019年出臺政策全面推進礦產(chǎn)資源管理改革[22],但在具體執(zhí)行時,還需要制定相關(guān)配套制度,進一步采取具體有效的措施,鼓勵更多的企業(yè)進入油氣資源領(lǐng)域,努力形成勘探開發(fā)主體多元化格局;二是加大政策支持力度,鼓勵企業(yè)在頁巖氣、煤層氣、深水油氣田領(lǐng)域加大投資。我國非常規(guī)天然氣儲量豐富,但受關(guān)鍵技術(shù)、重大設(shè)備瓶頸等條件的制約,開發(fā)總體經(jīng)濟效益差,需要國家加強政策引導,降低開發(fā)成本,激發(fā)企業(yè)投資熱情;三是積極創(chuàng)造有利的外部環(huán)境,加強與重點資源國的多邊合作,構(gòu)建多元多點多渠道的國際資源供應(yīng)安全體系,利用海外資源保障國內(nèi)需求。消費端:一是要提高天然氣綜合利用效率。2018年,我國一次能源消費總量占全球的23.6%,單位GDP能耗為0.62 tce/萬元(2010年不變價),遠高于全球平均水平0.35 tce/萬元GDP(2010年不變價),降低能耗也是降低天然氣消費總量的有效途徑之一;二是繼續(xù)推動天然氣終端市場的改革,解決好城市燃氣“最后一公里”的問題,提高銷售終端的市場化程度,降低用氣成本。
由于天然氣在能源供應(yīng)中具有更強的民生性質(zhì),尤其是城市燃氣與廣大人民群眾的日常生活息息相關(guān),如果出現(xiàn)斷供情況,容易引起社會異常反應(yīng),因此在天然氣市場化改革中,政府的管控作用絕不可忽視,需要與市場作用做好平衡協(xié)調(diào),共同起到穩(wěn)定天然氣市場的作用。我國油氣體制改革也明確要求“發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用和更好發(fā)揮政府作用”。政府需要發(fā)揮好宏觀調(diào)控作用,從更高的層面上,對全國天然氣供需趨勢做出科學預測,制定好發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃部署,在具體市場管理上,制定市場規(guī)則,創(chuàng)建公平公正的市場環(huán)境。對居民用戶和國家重大項目,要利用行政手段保證供應(yīng)。市場則更多的是通過供需關(guān)系來形成價格,再通過市場對價格的靈敏反應(yīng)來調(diào)節(jié)資源配置,最終形成供需動態(tài)平衡。對于市場化程度較高的工商業(yè)用戶,可以充分發(fā)揮市場作用,讓供需雙方承擔主體責任,通過資源流動平衡市場,最終實現(xiàn)社會效益和企業(yè)效益的雙提升。
一是做好天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè),擴大管網(wǎng)覆蓋范圍及互聯(lián)互通程度,盡快建成完善的“全國一張網(wǎng)”,為天然氣產(chǎn)業(yè)提供良好的基礎(chǔ)支撐;二是統(tǒng)籌規(guī)劃全國LNG接收站建設(shè),圍繞粵港澳大灣區(qū)、長江三角洲和京津冀等主要的天然氣消費中心區(qū)域,在做好充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,集約化、規(guī)?;ㄔO(shè)LNG接收站,避免未來能力過剩造成的資源浪費;三是協(xié)調(diào)全國管網(wǎng)和LNG接收站的建設(shè)運營,努力實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)、統(tǒng)一調(diào)配資源、統(tǒng)一運營管理,彌補現(xiàn)階段基礎(chǔ)設(shè)施與資源局部不均衡的短板;四是加快儲氣能力建設(shè),重點是儲氣庫的建設(shè),建立健全儲氣設(shè)施運營模式,完善終端銷售價格疏導渠道,完善投資回報渠道;五是加強對天然氣基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)濟性、社會性和安全性監(jiān)管,堅持對全社會的公平公正開放,發(fā)揮好社會服務(wù)性質(zhì);六是規(guī)范基礎(chǔ)設(shè)施的使用管理,完善相關(guān)制度,基礎(chǔ)設(shè)施擁有者公開能力、成本、價格等信息,用戶平等競爭,認真履約,做到有獎有罰,創(chuàng)建良好的市場環(huán)境。
我國天然氣產(chǎn)業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已經(jīng)成為能源結(jié)構(gòu)中重要的組成部分,對國民經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)做出了巨大貢獻,并將在實現(xiàn)“雙碳”目標的過程中發(fā)揮更為重要的作用。在新的發(fā)展階段,面對國內(nèi)外嚴峻的能源經(jīng)濟形勢,既要看到國內(nèi)需求持續(xù)增加,又要對國際天然氣供需形勢變化帶來的挑戰(zhàn)提前做出應(yīng)對策略。在國內(nèi)繼續(xù)推動上下游的市場化改革,強化政府的宏觀管控職能,激發(fā)市場的調(diào)節(jié)功能;同時努力營造良好的國際能源環(huán)境,加強與國際資源國的合作,構(gòu)建多元化進口渠道;統(tǒng)籌規(guī)劃全國天然氣基礎(chǔ)設(shè)施,加快儲氣能力建設(shè),統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運營天然氣管網(wǎng)和LNG接收站,規(guī)避地區(qū)間的局部資源和基礎(chǔ)設(shè)施的不平衡。立足當下,著眼長遠,充分利用好國際國內(nèi)“兩個資源”,保障國內(nèi)天然氣供應(yīng)安全,為“雙碳”目標的實現(xiàn)打下堅實基礎(chǔ)。