“未來”未來，天然氣還得等

○ 文／林益楷

天然氣“黃金時代”未到，要大規(guī)模發(fā)展天然氣，最關(guān)鍵的是要脫碳。

作為最清潔的化石能源品類，天然氣被認(rèn)為是通往未來低碳能源世界的重要“橋梁能源”。從近期國際能源署《天然氣報告2019》披露的數(shù)據(jù)看，2018年全球天然氣行業(yè)表現(xiàn)非常突出，生產(chǎn)和消費(fèi)增速均超過5%，創(chuàng)下最近30年來的新高。天然氣消費(fèi)的火爆場景，是否預(yù)示著曾經(jīng)一度熱議的天然氣“黃金時代”已經(jīng)到來？

●各企業(yè)應(yīng)加大創(chuàng)新，把成本降下來，天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間才會更大。供圖/視覺中國

“黃金時代”真的回歸了么？

天然氣“黃金時代”是國際能源署（IEA）在2011年提出的概念，該機(jī)構(gòu)在當(dāng)年出版的一份能源展望報告中，提出了“我們是否將進(jìn)入天然氣‘黃金時代’”的設(shè)想。這一概念出爐后被廣泛傳播，使得人們對天然氣產(chǎn)業(yè)大發(fā)展寄予了厚望。

然而，此后幾年天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展離IEA的預(yù)期卻存在不小差距，與2000-2010年年均2.8%的增速相比，2011-2016年全球天然氣消費(fèi)增速跌落至1.6%左右，2014年甚至一度低于1%。因此在2015年，IEA明顯調(diào)低了對天然氣“黃金時代”的預(yù)期，認(rèn)為過去兩年能源行業(yè)發(fā)展揭示了一個嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)，即天然氣無法與低價的煤炭和成本不斷下降的新能源進(jìn)行競爭。

事情總是出人意料。從2017年開始，受中國、歐洲等多個地區(qū)天然氣消費(fèi)增長影響，全球天然氣市場重現(xiàn)沸騰跡象。根據(jù)國際天然氣聯(lián)盟（IGU）統(tǒng)計，2017年全球天然氣消費(fèi)增速達(dá)到3.7%，是過去五年平均水平的2倍。其中中國新增需求占比達(dá)到1/3；歐洲市場同年消費(fèi)增加300億立方米，較2014年增長830億立方米……一些企業(yè)家因此樂觀地表示，天然氣“黃金時代”不是沒有了，而是姍姍來遲。

2018年全球天然氣消費(fèi)繼續(xù)高歌猛進(jìn)，似乎更加佐證了天然氣“黃金時代”正在回歸的判斷。全年天然氣消費(fèi)增速達(dá)到5.3%，新增天然氣消費(fèi)量占全球能源消費(fèi)增量的45%。與之相比，風(fēng)頭強(qiáng)勁的可再生能源全年增速雖然高達(dá)14.5%，但由于整體規(guī)模偏小，占全球能源消費(fèi)增量僅為20%左右。

但問題在于，過去兩年如此快速的天然氣消費(fèi)增長是否可持續(xù)？綜合多方面信息分析，筆者認(rèn)為，答案很可能是否定的。

第一，美國2018年天然氣消費(fèi)大幅增長780億立方米（增量等于英國一年的天然氣消費(fèi)量），增速高達(dá)10.5%，新增消費(fèi)量相當(dāng)于該國過去6年天然氣增量之和，占全球新增天然氣消費(fèi)量比例高達(dá)40%。但這一現(xiàn)象背后原因是該國去年極端天氣增多（美國去年的酷熱和嚴(yán)寒天氣是20世紀(jì)50年代以來最多的）。從過去10年的周期來看，美國天然氣消費(fèi)增速僅為1.7%，預(yù)計去年的高增長很難持續(xù)。

第二，中國過去兩年天然氣消費(fèi)增速高達(dá)14.5%（310億立方米）和18.1%（430億立方米），是拉動全球天然氣消費(fèi)的重要力量。但受經(jīng)濟(jì)增速放緩、政策調(diào)整等多種因素影響，2019年中國天然氣消費(fèi)已出現(xiàn)明顯放緩。根據(jù)國家發(fā)改委初步統(tǒng)計，今年1-5月，全國天然氣消費(fèi)量1238億立方米，同比增長8.1%，其中5月天然氣消費(fèi)量206億立方米，同比僅增長7%。

第三，傳統(tǒng)歐洲地區(qū)天然氣消費(fèi)基本已經(jīng)達(dá)峰，從2010年高峰時期6200億立方米下降至2014年的5000億立方米，盡管此后三年消費(fèi)逐步回升，但也僅相當(dāng)于2010年的94%左右。2018年歐洲天然氣消費(fèi)同比略有下降，預(yù)計隨著歐洲去碳化深入推進(jìn)和可再生能源規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，該地區(qū)未來天然氣消費(fèi)難有大的增長。

綜上所述，筆者認(rèn)為,2017-2018年全球天然氣消費(fèi)的強(qiáng)勁增長很可能不是常態(tài)。IEA《天然氣報告2019》預(yù)計，2019—2024年全球天然氣消費(fèi)預(yù)計年均增長1.6%，從目前的3.9萬億立方米增長至4.3萬億立方米。如果這一預(yù)測成真，意味著未來5年全球天然氣增速與2011—2016年的增速基本持平，而1.6%的消費(fèi)增速恰恰是當(dāng)年一些機(jī)構(gòu)看淡天然氣“黃金時代”的體現(xiàn)。

因此，僅憑過去兩年的數(shù)據(jù)看，很難做出天然氣“黃金時代”已經(jīng)回歸的判斷。當(dāng)然，沒有所謂的“黃金時代”，并不意味著我們對天然氣發(fā)展就要悲觀。從多家機(jī)構(gòu)的預(yù)計看，2020-2035年全球天然氣年均增速將保持在1.6%～2%，比煤炭消費(fèi)增速（預(yù)計-0.5%）和石油消費(fèi)增速（預(yù)計0.5%～1%）都要快，這意味著天然氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比會越來越大，讓我們有理由對其未來發(fā)展保持相對樂觀的態(tài)度。

●未來幾年，全球天然氣年均增速保持2%左右，比煤炭和石油都會快。 供圖/IC photo

成本是首要挑戰(zhàn)

展望未來，全球天然氣消費(fèi)增長的主力地區(qū)是廣大新興經(jīng)濟(jì)體，預(yù)計2040年全球?qū)⒔话氲男略鲂枨髞碜苑荗ECD亞洲國家，但這些地區(qū)的消費(fèi)能力總體較低。在與低成本煤炭的競爭中，天然氣行業(yè)要想得到更大發(fā)展，成本將成為首要決定因素。

可以拿中國和美國做一個對標(biāo)。因?yàn)轫搸r氣革命的誕生，美國頁巖氣產(chǎn)量過去十年增長了將近3000億立方米，但價格則長期在2～3美元/百萬英熱單位的低位徘徊。較低的氣價使得該國天然氣發(fā)電在與煤電競爭中取得絕對競爭優(yōu)勢。根據(jù)IGU分析，按照5美元/MMBtu的氣價和101美元/噸的煤價，美國天然氣發(fā)電平均成本為65.9美元/兆瓦時，而煤電成本高達(dá)93.8美元/兆瓦時。2018年美國燃?xì)獍l(fā)電占比（35%）已經(jīng)超過煤電（27%），預(yù)計氣電在該國未來數(shù)十年間都將是主力電源。

同期在中國，燃?xì)獍l(fā)電的發(fā)展則是舉步維艱。筆者近期走訪南方某省份，2018年燃?xì)怆姀S上網(wǎng)電價接近0.6元/千瓦時，而該地區(qū)核電上網(wǎng)電價為0.43元/千瓦時，煤電為0.4元/千瓦時，水電約0.2～0.3元/千瓦時，燃?xì)獍l(fā)電競爭力較弱，其作用主要體現(xiàn)在調(diào)峰上。由于氣價較高的原因，氣電調(diào)峰的角色也受到質(zhì)疑。例如國內(nèi)一些專家主張，與未來大規(guī)模的可再生電力相匹配，應(yīng)通過煤電機(jī)組的靈活性改造而非發(fā)展氣電來承擔(dān)調(diào)峰的角色。

在供熱領(lǐng)域，天然氣推廣也受到成本的制約。在上述的南方省份正在推進(jìn)天然氣下鄉(xiāng)工程，然而，天然氣管道及灶具設(shè)備一次性投入將近5千元，加上每立方米3.5元的氣價，用氣成本遠(yuǎn)高于LPG，一些農(nóng)民改氣的意愿并不強(qiáng)烈。而筆者近期走訪華北部分地區(qū)時發(fā)現(xiàn)，華北冬季供熱正涌現(xiàn)出“煤改氣”、“煤改電”、地?zé)?、“光?多能互補(bǔ)”、生物質(zhì)供熱等多種路徑?！懊焊臍狻迸c其他供熱方式相比并不具有明顯的成本競爭優(yōu)勢。

未來華北地區(qū)供熱很可能要發(fā)揮當(dāng)?shù)靥厣茉磧?yōu)勢，走因地制宜、多能互補(bǔ)的道路，這可能也會對天然氣利用 造成影響。

從目前看，天然氣具有相對成本優(yōu)勢的可能主要集中在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，尤其在重卡、船舶運(yùn)輸方面。但交通領(lǐng)域近年來天然氣發(fā)展進(jìn)展較慢。以發(fā)展LNG重卡為例，受LNG重卡車身價格較高、加注站點(diǎn)較少、售后服務(wù)不配套等多種因素影響，一些地區(qū)重卡用戶油改氣的積極性仍不夠高。培育好交通加注這個大市場，既需要政府的政策引導(dǎo)，更需要產(chǎn)業(yè)鏈各方協(xié)同發(fā)力。

應(yīng)該說，中國天然氣行業(yè)發(fā)展中碰到的成本挑戰(zhàn)，同樣也將在亞太多個新興經(jīng)濟(jì)體存在。破解上述難題，一方面需要政府政策的支持、鼓勵和引導(dǎo)，讓天然氣清潔環(huán)保、調(diào)峰等方面的價值得到充分體現(xiàn)。另一方面，企業(yè)界也應(yīng)加大技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，從上游開采、運(yùn)輸、接收等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)入手，千方百計把成本降下來，如此天然氣產(chǎn)業(yè)才能贏得更大發(fā)展空間。

●與天然氣發(fā)電、供熱相比，天然氣應(yīng)用在公交車上，還算有成本優(yōu)勢。供圖/視覺中國

脫碳是發(fā)展的立足點(diǎn)

面對加速推進(jìn)的低碳能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程，在歐洲等地區(qū)，很多人也開始討論，在未來以可再生能源為主體的能源結(jié)構(gòu)中，天然氣是否還有位置？是否會成為曇花一現(xiàn)的“過渡能源”？

目前看好天然氣的人士認(rèn)為，天然氣的一大優(yōu)勢在于它是所有能源品類中最具機(jī)動性、靈活性和適用性的能源，它既可以作為工業(yè)和家庭領(lǐng)域所使用的燃料，也可以作為化學(xué)工業(yè)的原料來源，還可以在電力系統(tǒng)中作為基荷電源、調(diào)峰電源或者分布式發(fā)電電源，同時還可以在交通運(yùn)輸、新能源運(yùn)輸及儲存方面發(fā)揮作用，這將是天然氣在新一輪能源轉(zhuǎn)型中獨(dú)特競爭優(yōu)勢。

這其中，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組快速啟停的優(yōu)勢，和具有間歇性特征的新能源發(fā)電具有很好的耦合性，使得天然氣被視為是可再生能源的“理想伴侶”。隨著可再生能源發(fā)電規(guī)模不斷擴(kuò)大，燃?xì)獍l(fā)電的調(diào)峰價值將更加凸顯。例如在風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)快速增長的美國得州，其往復(fù)式內(nèi)燃燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組裝機(jī)快速增長（累計裝機(jī)規(guī)模達(dá)到910兆瓦，約占美國同類機(jī)組的20%）。而在挪威，一個燃?xì)庹{(diào)峰電廠全年僅發(fā)電200多個小時即可實(shí)現(xiàn)盈利。

●天然氣應(yīng)用主要集中在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，但近幾年該領(lǐng)域的發(fā)展不溫不火。 供圖/IC photo

但是在歐洲等地區(qū)邁向深度脫碳化的進(jìn)程中，天然氣最大的問題在于其不是真正的零碳能源。盡管天然氣排放的CO2較煤炭大幅減少，但燃燒1立方米天然氣仍將產(chǎn)生約1.8公斤二氧化碳。折算下來，2018年全球燃燒天然氣排放的CO2為72.5億噸，約占當(dāng)年全球化石能源碳排放的1/4。

實(shí)際上，IEA在2011年天然氣報告中就曾經(jīng)發(fā)出警告，即使在天然氣“黃金時代”情景中，到2035年全球CO2排放僅比新政策場景下減少35億噸；從長期看溫室氣體濃度大約為650PPM，全球氣溫將在目前基礎(chǔ)上上升3.5攝氏度，無法完成《巴黎協(xié)定》減排目標(biāo)。

因此，天然氣在未來低碳乃至零碳世界中要想得到大規(guī)模發(fā)展，最關(guān)鍵的路徑還是要脫碳。在2018年英國電網(wǎng)公司出版的《天然氣未來》報告中曾經(jīng)提出三種天然氣應(yīng)用情景，在“高電氣化情景”和“2攝氏度情景”中，2050年英國天然氣需求量都將下滑（特別是“高電氣化場景”中，天然氣消費(fèi)需求將下降至目前的1/4）。只有在“天然氣去碳化情景”中，天然氣需求量將較目前有所增長。

從近期德國能源署原署長斯蒂芬·科勒對德國能源轉(zhuǎn)型的反思來看，高電氣化模式未必是可行的。例如，科勒先生認(rèn)為德國能源轉(zhuǎn)型犯下的一個很大的政策錯誤，就是追求全電氣化戰(zhàn)略。他認(rèn)為僅用電力作為工業(yè)、建筑供暖和供冷是不可行的。天然氣、沼氣和未來的氫氣與電力一起構(gòu)成了多種能源的綜合體，可以用更低的成本提供電力、熱量、冷量和機(jī)動車能源。

筆者認(rèn)為，“電氣化”和“天然氣脫碳”都是未來通往零碳世界的能源解決方案，哪種路徑更有前景，關(guān)鍵將取決于技術(shù)、商業(yè)模式的成熟度和經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前，歐洲部分國家在上述領(lǐng)域已經(jīng)開展一些前沿實(shí)踐，從目前看天然氣脫碳可能存在以下幾個路徑：一是在電力領(lǐng)域探索“燃?xì)獍l(fā)電+CCS（碳捕集利用技術(shù)）”，解決燃?xì)獍l(fā)電的碳排放問題。二是供熱領(lǐng)域探索合成天然氣或者氫能，例如英國國家電網(wǎng)提出未來考慮“15%的氫氣+甲烷”的混合供應(yīng)模式（其中氫氣和甲烷均可通過風(fēng)力發(fā)電的剩余電力電解水生成氫氣或合成甲烷）。第三是大力發(fā)展沼氣、生物質(zhì)天然氣等可再生天然氣。

美國能源學(xué)者羅伯特·海夫納在《能源大轉(zhuǎn)型》一書中曾提出世界將朝著氣體能源轉(zhuǎn)型，并預(yù)言氣體能源時代將持續(xù)上千年。預(yù)計隨著脫碳天然氣、生物天然氣以及和氫氣與可再生電力轉(zhuǎn)換技術(shù)的日漸成熟，人類或許真的有可能迎來氣體能源時代。