碳中和目標(biāo)對(duì)我國(guó)天然氣行業(yè)影響分析及對(duì)策思考

隋朝霞 孫曼麗 張 丹

（中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100028）

0 引言

2020年9月我國(guó)提出2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的碳減排總體目標(biāo)，并承諾采取有力的政策和行動(dòng)措施實(shí)現(xiàn)這一長(zhǎng)期氣候目標(biāo)。由于我國(guó)能源需求量大、煤炭占比高，更高的碳減排目標(biāo)下將加快能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和轉(zhuǎn)型。受此影響，煤炭、石油作為高碳化石能源需求量將提前達(dá)峰，而作為公認(rèn)最清潔的低碳化石能源的天然氣，在能源轉(zhuǎn)型中具有重要作用，將同時(shí)面臨機(jī)遇和挑戰(zhàn)。目前我國(guó)天然氣行業(yè)仍處于快速發(fā)展階段，需要認(rèn)真分析天然氣對(duì)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的重要意義，認(rèn)識(shí)天然氣長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)和需求增長(zhǎng)空間，從產(chǎn)業(yè)環(huán)境、資源供應(yīng)、天然氣發(fā)電以及終端應(yīng)用角度系統(tǒng)謀劃天然氣行業(yè)發(fā)展之路。

1 碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型進(jìn)程加快

目前我國(guó)是全球碳排放第一大國(guó)，2019年與能源消費(fèi)相關(guān)的碳排放量近100×108t。我國(guó)能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，2019年煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)占比為57.7%、煤電在電力系統(tǒng)裝機(jī)占比為52%，形成了我國(guó)能源消費(fèi)高碳排放的最主要因素。因此，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)清潔低碳轉(zhuǎn)型是我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的必要環(huán)節(jié)，也意味著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型將是一個(gè)具有長(zhǎng)期性、系統(tǒng)性和復(fù)雜性的艱巨任務(wù)［1-2］。

在碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)約束下，能源結(jié)構(gòu)從高碳向低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程加快，勢(shì)必給化石能源行業(yè)帶來(lái)巨大的沖擊和影響。高碳化石能源中煤炭影響最為直接和深刻，將在2025年左右達(dá)到消費(fèi)峰值，在能源結(jié)構(gòu)中的占比穩(wěn)步下降。石油影響其次，但增長(zhǎng)空間有限并將在2030年左右達(dá)峰。天然氣作為清潔低碳化石能源受到的影響具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，在高比例煤炭退出過(guò)程中天然氣將發(fā)揮重要替代作用，擁有顯著的增長(zhǎng)空間。另一方面在2060年碳中和目標(biāo)約束下，化石能源在能源結(jié)構(gòu)中的空間大幅度收縮，遠(yuǎn)期天然氣的消費(fèi)需求可能會(huì)受到限制。

2 天然氣在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的地位

天然氣是界于煤炭、石油等高碳化石能源和清潔非化石能源之間的清潔低碳化石能源。在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型推動(dòng)下，天然氣行業(yè)發(fā)展提速，為有效推進(jìn)大氣污染治理，全國(guó)開(kāi)展“煤改氣”工程行動(dòng)，推動(dòng)在工業(yè)、取暖等領(lǐng)域天然氣替代煤炭利用。天然氣行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，天然氣已成為我國(guó)能源體系的重要組成部分。

“十三五”期間我國(guó)出臺(tái)《加快推進(jìn)天然氣利用的意見(jiàn)》等一系列促進(jìn)天然氣發(fā)展的政策舉措，明確將天然氣培育成為我國(guó)清潔能源體系的主體能源之一的發(fā)展目標(biāo)［3］。天然氣行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期，天然氣供應(yīng)能力、儲(chǔ)備能力和利用水平顯著提升。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2020年我國(guó)天然氣產(chǎn)量1 888×108m3，較2015年的1 346×108m3增長(zhǎng)40.3%，天然氣消費(fèi)量約為3 250×108m3，較2015年的1932×108m3增長(zhǎng)68.2%。天然氣在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比從2015年的5.8%增長(zhǎng)至8.5%，如圖1所示。天然氣等清潔能源的消費(fèi)規(guī)模增長(zhǎng)、占比上升，推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化［4］。

圖1 我國(guó)天然氣產(chǎn)量及消費(fèi)量（2015-2020）

在我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和的征程中，天然氣將發(fā)揮重要的橋梁作用和平衡作用，以滿足高效的能源供應(yīng)要求并推動(dòng)實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)。天然氣的發(fā)展有助于降低整體能源結(jié)構(gòu)的碳排放，在電力系統(tǒng)天然氣可與可再生能源融合發(fā)展，支撐可再生電力規(guī)?；l(fā)展。在電能化替代難度高的領(lǐng)域，天然氣是低碳高效的燃料選擇［5］。隨著天然氣在電力、工業(yè)以及建筑等領(lǐng)域需求的提高，我國(guó)天然氣消費(fèi)規(guī)模繼續(xù)增長(zhǎng)，天然氣的清潔能源主體地位更加穩(wěn)固。

3 我國(guó)天然氣行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)探析

3.1 天然氣作為清潔高效的化石能源保持長(zhǎng)期增長(zhǎng)趨勢(shì)

天然氣在碳減排進(jìn)程中扮演重要角色，能源結(jié)構(gòu)從高碳向低碳轉(zhuǎn)變推動(dòng)天然氣消費(fèi)規(guī)模不斷增長(zhǎng)。首先在電力供應(yīng)環(huán)節(jié)，煤電裝機(jī)和電煤消費(fèi)先后達(dá)峰，部分落后的煤電裝機(jī)有序退出。天然氣發(fā)電作為清潔電力一方面替代部分煤電裝機(jī)，另一方面匹配可再生能源發(fā)電大規(guī)模發(fā)展的調(diào)峰需求，打開(kāi)新的增長(zhǎng)空間。其次“煤改氣”工程深入推進(jìn)，煤炭在工業(yè)、取暖、商業(yè)和居民燃料各個(gè)領(lǐng)域存量替代逐步深入，加之天然氣管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，各領(lǐng)域用氣需求量持續(xù)增長(zhǎng)［6］。

綠色低碳發(fā)展理念已在全球達(dá)成共識(shí)，發(fā)展天然氣和非化石能源成為能源轉(zhuǎn)型主要方向。天然氣資源豐富、清潔低碳，且具有供應(yīng)穩(wěn)定、靈活經(jīng)濟(jì)的特征，在全球能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位，2019年全球煤炭、石油、天然氣占比分別為27%、33%和24%［7］。目前全球主要經(jīng)濟(jì)體相繼提出凈零排放計(jì)劃，天然氣有助于降低整體碳排放，因此將長(zhǎng)期作為全球主力能源，呈持續(xù)增長(zhǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)［8］。根據(jù)預(yù)測(cè)，到2050年天然氣在全球一次能源中的占比將上升到30%。

我國(guó)天然氣在一次能源結(jié)構(gòu)中的占比明顯低于世界平均水平，人均天然氣消費(fèi)水平僅為世界平均水平的42%［9］，保持我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展并堅(jiān)持長(zhǎng)期增長(zhǎng)趨勢(shì)，既是我國(guó)各行業(yè)用能清潔化助力碳減排的現(xiàn)實(shí)選擇，也符合全球能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的長(zhǎng)期趨勢(shì)。

3.2 可再生能源電力及新能源運(yùn)用擠占部分天然氣需求增長(zhǎng)空間

可再生能源電力占比大幅提高、終端用能被電能替代是需求側(cè)降低碳排放并實(shí)現(xiàn)碳中和的有效路徑。技術(shù)突破、成本下降推動(dòng)可再生能源加快發(fā)展?！笆濉币詠?lái)，我國(guó)可再生能源裝機(jī)年均增長(zhǎng)率約12%。截止到2019年末，我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)分別達(dá)到2.10×108kW、2.0×108kW，可再生能源發(fā)電裝機(jī)在電力總裝機(jī)中約占40%，風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機(jī)約占22%［10］。同時(shí)，風(fēng)電和光伏發(fā)電的成本快速下降，近十年綜合成本分別下降約40%和80%?？稍偕茉蠢^續(xù)快速發(fā)展，將主要壓縮煤炭、石油的需求空間，也會(huì)對(duì)天然氣需求造成部分限制，部分工商業(yè)用戶、城鎮(zhèn)居民用戶天然氣燃料需求由可再生能源電力替代。

儲(chǔ)能技術(shù)、氫能利用等技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)低碳新能源的新模式、新業(yè)態(tài)發(fā)展。儲(chǔ)能技術(shù)可以部分解決風(fēng)電、光伏發(fā)電的間歇性問(wèn)題，推動(dòng)新能源汽車及微網(wǎng)供電系統(tǒng)的發(fā)展，可再生能源制氫為長(zhǎng)距離交通運(yùn)輸、冶金、化工等部分工業(yè)及其他電能化替代難度高的領(lǐng)域提供了新路徑。長(zhǎng)期來(lái)看，儲(chǔ)能、可再生能源制氫及氫能利用等新技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化利用，也將擠占天然氣需求空間，碳捕捉技術(shù)對(duì)天然氣維持發(fā)展空間變得更加重要。

3.3 天然氣發(fā)展空間預(yù)測(cè)

在碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)約束下，我國(guó)繼續(xù)嚴(yán)格落實(shí)能源消費(fèi)總量和強(qiáng)度“雙控”制度，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中非化石能源占比顯著增長(zhǎng)，煤炭占比不斷下降。我國(guó)天然氣行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)階段性特征，根據(jù)分析預(yù)測(cè)：2030年前天然氣需求量保持快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)達(dá)到5 500×108m3～6 000×108m3，在一次能源結(jié)構(gòu)中約占15%；之后進(jìn)入穩(wěn)步增長(zhǎng)階段增速放緩，預(yù)計(jì)2040-2045年間天然氣需求量達(dá)到峰值；此后天然氣需求量進(jìn)入平臺(tái)期呈緩慢下降，主要穩(wěn)定在可實(shí)施碳捕捉的需求領(lǐng)域。

4 我國(guó)天然氣行業(yè)發(fā)展對(duì)策思考

4.1 堅(jiān)持天然氣長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

我國(guó)城鎮(zhèn)化水平提高、天然氣管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施完善、天然氣供應(yīng)能力和經(jīng)濟(jì)性提升以及環(huán)保政策倒逼都將促進(jìn)我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)繼續(xù)快速發(fā)展。因此堅(jiān)持天然氣長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略，加快完善“X+1+X”的市場(chǎng)體系，培育建立統(tǒng)一有序的競(jìng)爭(zhēng)格局，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展尤為重要。首先要優(yōu)化完善天然氣產(chǎn)業(yè)政策體系，圍繞完善市場(chǎng)定價(jià)機(jī)制的核心，打造上游資源供應(yīng)和下游終端消費(fèi)環(huán)節(jié)競(jìng)爭(zhēng)有序的市場(chǎng)環(huán)境，推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施壟斷環(huán)節(jié)公平開(kāi)放，提升產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同水平，形成競(jìng)爭(zhēng)性天然氣市場(chǎng)價(jià)格，有效降低天然氣資源價(jià)格水平提高天然氣經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)［11］。其次，油氣企業(yè)要做好天然氣長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略布局。在國(guó)際低碳轉(zhuǎn)型的實(shí)踐中，美國(guó)、歐洲各國(guó)推動(dòng)以天然氣和可再生能源替代煤炭在電力、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，BP、殼牌、道達(dá)爾等國(guó)際石油公司將天然氣戰(zhàn)略作為其凈零排放目標(biāo)實(shí)現(xiàn)路徑的核心和抓手［12-13］。中國(guó)石油、中國(guó)石化和中國(guó)海油都已啟動(dòng)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的戰(zhàn)略路徑研究，持續(xù)加大天然氣資源獲取力度，融入全國(guó)天然氣市場(chǎng)化體系建設(shè)，拓展天然氣與新能源協(xié)同發(fā)展業(yè)務(wù)，以清潔能源資源保障、技術(shù)和業(yè)務(wù)創(chuàng)新實(shí)踐為我國(guó)能源轉(zhuǎn)型提供驅(qū)動(dòng)力量。

4.2 優(yōu)化多元化天然氣資源供應(yīng)體系，增強(qiáng)資源供應(yīng)保障能力

立足國(guó)產(chǎn)天然氣，推動(dòng)進(jìn)口LNG、進(jìn)口管道氣多元化發(fā)展，持續(xù)加強(qiáng)天然氣安全供應(yīng)能力建設(shè)。繼續(xù)提升國(guó)內(nèi)油氣勘探開(kāi)發(fā)力度，加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，穩(wěn)步提高天然氣資源儲(chǔ)備，支持國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量穩(wěn)定增長(zhǎng)，在非常規(guī)氣和深海油氣等領(lǐng)域取得關(guān)鍵突破，形成更強(qiáng)的自主資源接續(xù)能力。同時(shí)全球天然氣資源充足，LNG供應(yīng)能力、貿(mào)易規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，跨地區(qū)天然氣資源供應(yīng)靈活性不斷提高［14］，有利于我國(guó)持續(xù)拓展進(jìn)口LNG、進(jìn)口管道氣等進(jìn)口氣源。目前我國(guó)已建成LNG接收能力超過(guò)9 000×104t／a，在建和規(guī)劃LNG接收能力約7 000×104t／a，LNG進(jìn)口來(lái)源國(guó)超過(guò)20個(gè)，未來(lái)加強(qiáng)LNG資源組合優(yōu)化布局、提升LNG進(jìn)口話語(yǔ)權(quán)擴(kuò)大LNG資源進(jìn)口，有利于對(duì)我國(guó)天然氣資源安全供應(yīng)形成有力保障。通過(guò)加強(qiáng)國(guó)內(nèi)天然氣儲(chǔ)備設(shè)施和輸配網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，預(yù)計(jì)到2030年全國(guó)儲(chǔ)氣調(diào)峰能力將達(dá)到650×108m3，天然氣管道總里程達(dá)到18×104km［4］34，天然氣資源配置能力全面提高。

4.3 發(fā)展天然氣發(fā)電，為電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型提供可靠支撐

天然氣發(fā)電環(huán)保優(yōu)勢(shì)突出，碳排放量?jī)H為燃煤發(fā)電的50%左右，提高天然氣發(fā)電裝機(jī)比例有助于提升電力系統(tǒng)的碳減排，且天然氣發(fā)電啟?？?、運(yùn)行靈活，具有良好的調(diào)峰性能，是實(shí)現(xiàn)可再生能源高比例發(fā)展的可靠支撐［15］。由于風(fēng)電、光伏發(fā)電具有波動(dòng)性、隨機(jī)性、不穩(wěn)定性等特點(diǎn)，新能源裝機(jī)大規(guī)模增加在電力系統(tǒng)中的比例持續(xù)提高，導(dǎo)致電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型風(fēng)險(xiǎn)增加。電力系統(tǒng)支撐、保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)，聯(lián)合部署天然氣發(fā)電與可再生電力是電力系統(tǒng)中長(zhǎng)期清潔低碳轉(zhuǎn)型的可靠路徑。碳中和目標(biāo)約束下我國(guó)天然氣發(fā)電在中長(zhǎng)期有廣闊空間［16］。隨著電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型推進(jìn)，煤電裝機(jī)將逐步有序退出，增加部署天然氣發(fā)電裝機(jī)，既有利于確保電力裝機(jī)和發(fā)電量滿足能源增長(zhǎng)需求，也能夠確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定。在我國(guó)東部及東南沿海等用電負(fù)荷高、碳減排壓力大的地區(qū)，大力推動(dòng)天然氣發(fā)電與風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源深度融合發(fā)展，支持煤電裝機(jī)加速退役，有利于持續(xù)降低地區(qū)碳排放強(qiáng)度。同時(shí)，積極推動(dòng)電價(jià)改革，通過(guò)市場(chǎng)化電價(jià)反映天然氣發(fā)電調(diào)峰和環(huán)保經(jīng)濟(jì)價(jià)值，促進(jìn)天然氣發(fā)電對(duì)系統(tǒng)支撐和風(fēng)險(xiǎn)防范的成本傳導(dǎo)［17］，有助于天然氣發(fā)電可持續(xù)發(fā)展。

4.4 推動(dòng)需求側(cè)天然氣高效利用，實(shí)現(xiàn)資源價(jià)值最大化

首先，我國(guó)作為工業(yè)制造大國(guó)工業(yè)燃料需求長(zhǎng)期保持較高水平，在工業(yè)轉(zhuǎn)型過(guò)程中，推動(dòng)天然氣替代煤炭利用是工業(yè)領(lǐng)域降低碳排放的有效措施?！洞髿馕廴痉乐涡袆?dòng)計(jì)劃》實(shí)施以來(lái)，我國(guó)在玻璃、陶瓷等行業(yè)的以氣代煤取得重要進(jìn)展，對(duì)京津冀、長(zhǎng)三角和粵港澳大灣區(qū)等主要地區(qū)的大氣治理起到關(guān)鍵作用。在更廣泛的工業(yè)領(lǐng)域，如鋼材、建材、石化、冶金等行業(yè)應(yīng)大力推動(dòng)天然氣對(duì)煤炭的高比例替代，提高天然氣利用效率和經(jīng)濟(jì)性，遠(yuǎn)期可發(fā)展成為天然氣、氫能和可再生電力共同滿足工業(yè)燃料需求，實(shí)現(xiàn)工業(yè)用能清潔化。其次，利用天然氣分布式系統(tǒng)穩(wěn)定性高、靈活性高、低碳的特點(diǎn)，發(fā)展需求側(cè)的分布式低碳能源系統(tǒng)，促進(jìn)終端用能多能互補(bǔ)和能源的階梯利用，能夠?qū)崿F(xiàn)資源利用效率和利用價(jià)值最大化［18］。再次，積極推動(dòng)LNG在重卡和船舶的應(yīng)用，促進(jìn)天然氣對(duì)汽油和柴油的替代，推動(dòng)交通領(lǐng)域綠色轉(zhuǎn)型。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2020年末我國(guó)LNG重卡保有量超過(guò)43萬(wàn)輛，LNG加注站3 100多座。LNG的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)將推動(dòng)天然氣在交通領(lǐng)域需求持續(xù)增長(zhǎng)，有利于我國(guó)綠色交通目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

2030碳達(dá)峰目標(biāo)和2060碳中和愿景推動(dòng)我國(guó)加快能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和建設(shè)清潔低碳能源供應(yīng)體系，天然氣是清潔能源供應(yīng)體系中的重要組成，在能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中發(fā)揮長(zhǎng)期的橋梁與平衡作用。綜上所述，為滿足天然氣需求的長(zhǎng)期增長(zhǎng)趨勢(shì)，天然氣行業(yè)應(yīng)從以下四個(gè)方面主動(dòng)應(yīng)對(duì)：堅(jiān)持天然氣長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略，優(yōu)化完善“X+1+X”的市場(chǎng)體系，推動(dòng)我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展；優(yōu)化多元化天然氣資源供應(yīng)體系，立足國(guó)產(chǎn)天然氣，推動(dòng)進(jìn)口LNG、進(jìn)口管道氣多元化供應(yīng)保障，全面提高天然氣資源配置能力；大力發(fā)展天然氣發(fā)電，為清潔電力供應(yīng)和電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型提供可靠支撐；推動(dòng)需求側(cè)天然氣高效利用，促進(jìn)工業(yè)、交通領(lǐng)域高碳燃料替代，發(fā)展需求側(cè)分布式能源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源價(jià)值最大化。