天然氣與新能源融合發(fā)展路徑研究

張建平，王富平，梅琦，蔣龍，馬英愷

( 中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣經(jīng)濟(jì)研究所）

隨著碳中和以及能源轉(zhuǎn)型研究的深入，天然氣的橋梁作用和替代能源定位逐漸明朗，天然氣與新能源的融合發(fā)展已經(jīng)成為共識(shí)[1-4]。當(dāng)前對(duì)天然氣與新能源融合發(fā)展的研究集中在天然氣調(diào)峰發(fā)電與新能源互補(bǔ)方面，從全產(chǎn)業(yè)鏈角度進(jìn)行系統(tǒng)分析的較少[5，6]。天然氣產(chǎn)業(yè)設(shè)施生命周期長(zhǎng)達(dá)20年以上，必須超前考慮碳達(dá)峰后的能源結(jié)構(gòu)，進(jìn)行相應(yīng)的戰(zhàn)略部署，才能避免鎖定效應(yīng)。

1 對(duì)碳中和背景下能源轉(zhuǎn)型的認(rèn)識(shí)

隨著碳中和成為全球共識(shí)，能源轉(zhuǎn)型成為必然趨勢(shì)，主要體現(xiàn)在能源供應(yīng)側(cè)分散化、能源需求側(cè)電力化、能源供需交互數(shù)字化和能源技術(shù)低碳化。

1.1 能源供應(yīng)側(cè)分散化

能源供應(yīng)側(cè)分散化主要包括兩個(gè)層面的含義：一是能源結(jié)構(gòu)不再由單一能源類型占據(jù)主導(dǎo)地位，而是以風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源為重點(diǎn)，輔以氫能、部分低碳化石能源，形成分散化、多元化的格局；二是能源集中產(chǎn)區(qū)作用弱化，實(shí)現(xiàn)能源的分散化生產(chǎn)。新能源技術(shù)的進(jìn)步，將逐漸提升風(fēng)光技術(shù)適應(yīng)能力，讓產(chǎn)品在低光照強(qiáng)度和低風(fēng)速區(qū)域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)。

1.2 能源需求側(cè)電力化

綜合清華大學(xué)、國(guó)際能源署（IEA）、世界資源研究所、能源互聯(lián)網(wǎng)組織、中國(guó)石油規(guī)劃總院等機(jī)構(gòu)的研究結(jié)論，預(yù)計(jì)2035年左右全球非化石能源總規(guī)模將超過(guò)煤炭，2060年非化石能源占一次能源的比重達(dá)到74%，2030年前后煤炭、石油等高碳能源陸續(xù)達(dá)峰并開始下降，能源終端消費(fèi)中電力的比重將達(dá)到50%～60%，新能源發(fā)電量占比將達(dá)到75%～80%[7]?？傮w而言，能源需求電力化趨勢(shì)不可避免。

1.3 能源供需交互數(shù)字化

隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，將有海量隨機(jī)性、波動(dòng)性電源需要統(tǒng)籌調(diào)度，也將產(chǎn)生新型電力產(chǎn)銷關(guān)系，既要確認(rèn)交易業(yè)務(wù)、選擇交易對(duì)象，通過(guò)能量管理協(xié)調(diào)發(fā)電、用電、儲(chǔ)能多類資源和實(shí)現(xiàn)效用趨優(yōu)，又要接受市場(chǎng)及運(yùn)營(yíng)商下達(dá)的控制信號(hào)并與其他用戶交換交易信息。新型的供需關(guān)系催生新的技術(shù)需求，即能源供需數(shù)字化，只有通過(guò)數(shù)字化技術(shù)手段才能實(shí)現(xiàn)一體化集中管控、智能化高效協(xié)同和可視化高度融合。數(shù)字化還將賦能電力交易市場(chǎng)，推動(dòng)交易對(duì)象從批發(fā)環(huán)節(jié)的電商化到零售環(huán)節(jié)的電商化，為消費(fèi)者帶來(lái)更加高效和便利的服務(wù)。

1.4 能源技術(shù)低碳化

未來(lái)的能源技術(shù)以碳排放為標(biāo)準(zhǔn)可以分為“碳+”“碳-”和“碳=”三類[8]?！疤?”即增加碳排放的煤電、煤炭供熱等技術(shù)，盡管二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)不斷進(jìn)步，但運(yùn)用碳捕集技術(shù)之后的煤炭消費(fèi)成本遠(yuǎn)大于其他能源，且碳匯總量有限，此類技術(shù)將會(huì)被逐漸替代或退出市場(chǎng)?！疤?”即生物質(zhì)能加工、垃圾回收、二氧化碳超臨界發(fā)電等技術(shù)，可以在特定場(chǎng)景下推廣使用。“碳-”技術(shù)，例如風(fēng)電、光伏發(fā)電、地?zé)?、綠氫、海洋和森林碳匯等，將會(huì)吸引越來(lái)越多的投資，得到金融和稅收等政策鼓勵(lì)，形成規(guī)模效應(yīng)，成本持續(xù)下降，形成良性循環(huán)，成為持續(xù)推廣的技術(shù)品類。

2 碳中和目標(biāo)下中國(guó)天然氣行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

在碳中和背景下，中國(guó)天然氣行業(yè)發(fā)展在迎來(lái)新機(jī)遇的同時(shí)，將面對(duì)市場(chǎng)需求早于產(chǎn)能達(dá)峰的挑戰(zhàn)，需要根據(jù)未來(lái)的能源格局開展市場(chǎng)布局。

2.1 碳中和戰(zhàn)略給中國(guó)天然氣行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新機(jī)遇

碳中和戰(zhàn)略給中國(guó)天然氣行業(yè)帶來(lái)的發(fā)展機(jī)遇體現(xiàn)在中短期內(nèi)會(huì)刺激用氣量增長(zhǎng)。能源一直面臨著安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保難以兼得的困境，中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和面臨比西方發(fā)達(dá)國(guó)家更大的困難。第一是經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段不同。西方部分發(fā)達(dá)國(guó)家能源需求已經(jīng)達(dá)峰或處于下降階段，而中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)會(huì)帶來(lái)更大的能源需求。第二是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同。中國(guó)以制造業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)會(huì)比西方以第三產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的結(jié)構(gòu)有更大的能源需求。第三是能源市場(chǎng)化程度不同。西方國(guó)家的能源市場(chǎng)化改革已經(jīng)相對(duì)完善，但中國(guó)在電力和油氣領(lǐng)域的市場(chǎng)化改革依然處于攻堅(jiān)階段，導(dǎo)致能源轉(zhuǎn)型要承擔(dān)更多的制度性壓力[9]。

在可再生能源經(jīng)濟(jì)性不足以形成市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)的前提下，能源轉(zhuǎn)型要兼顧安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保，天然氣成為當(dāng)前最現(xiàn)實(shí)的能源。一方面天然氣發(fā)電的碳排放量?jī)H為煤電的一半左右，另一方面隨著碳排放政策趨嚴(yán)和碳排放權(quán)交易市場(chǎng)完善，煤電和其他用煤領(lǐng)域疊加碳排放交易成本后提升天然氣經(jīng)濟(jì)性。因此碳中和戰(zhàn)略的實(shí)施為中國(guó)天然氣行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇，在可再生能源不能保障安全性的情境下，會(huì)加速天然氣替代煤炭的進(jìn)程。

2.2 天然氣需求早于產(chǎn)能達(dá)峰帶來(lái)新命題

綜合國(guó)家能源局、清華大學(xué)、國(guó)際能源署、世界資源研究所、bp公司的研究結(jié)論，中國(guó)天然氣消費(fèi)將于2035-2045年達(dá)到峰值，年度消費(fèi)量為5000億～6000億立方米，天然氣年產(chǎn)量達(dá)峰將在2050-2060年，峰值為3300億～4600億立方米，加上從國(guó)外進(jìn)口的天然氣，屆時(shí)將進(jìn)入天然氣供大于求的階段。天然氣行業(yè)將面對(duì)抓住機(jī)遇盡快發(fā)展和同步轉(zhuǎn)型的雙重考驗(yàn)。

為了應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)型，必須在當(dāng)前就考慮戰(zhàn)略布局，避免鎖定效應(yīng)。典型案例是煤電行業(yè)，漫長(zhǎng)的資本回收周期占用了大量資源，導(dǎo)致行業(yè)轉(zhuǎn)型資金和動(dòng)力不足。部分行業(yè)的轉(zhuǎn)型探索，可以為天然氣行業(yè)提供借鑒。例如，煤炭行業(yè)研究地下原位開采技術(shù)，探索在沉陷地區(qū)發(fā)展風(fēng)、光與煤炭的耦合發(fā)電，利用廢棄礦井進(jìn)行抽水蓄能，將開采后形成的地下空間用于二氧化碳地下封存等[10]。煉化行業(yè)在“減油增化”（削減成品油、增加化工產(chǎn)品）趨勢(shì)加快的情況下，積極探索乙烷裂解制乙烯，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型[11]。

3 需用逆向思維探索天然氣與新能源融合的路徑

鑒于能源轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)以及未來(lái)新型能源系統(tǒng)的特征，有必要進(jìn)行逆向思考，即先考慮天然氣達(dá)峰后的消費(fèi)需求和具體場(chǎng)景，再考慮當(dāng)前天然氣與新能源融合的發(fā)展路徑。當(dāng)前的能源系統(tǒng)是集中式、可存儲(chǔ)和穩(wěn)定的，而未來(lái)的能源系統(tǒng)是分散式、難以存儲(chǔ)和波動(dòng)的，不僅要構(gòu)建大量的新型能源系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施，而且要有不同于當(dāng)前的商業(yè)模式和數(shù)字化技術(shù)。

未來(lái)交通領(lǐng)域的能源消費(fèi)將由當(dāng)前的“人?車?生活”生態(tài)圈轉(zhuǎn)型為“人?車?生活”和“貨?車?生產(chǎn)”雙圈融合。具體而言，“人?車?生活”生態(tài)圈圍繞生活場(chǎng)景的需要布局，此類站點(diǎn)地理位置多位于城區(qū)或高速路服務(wù)區(qū)；圍繞“貨車生產(chǎn)”場(chǎng)景，地理位置需要布局在工業(yè)園區(qū)、物流園區(qū)、港口碼頭中轉(zhuǎn)區(qū)及高速服務(wù)區(qū)，除了需要提供司機(jī)餐飲、休息的司機(jī)之家等服務(wù)外，還需要貨物供應(yīng)方、車輛供應(yīng)方、金融服務(wù)方和信息服務(wù)方，再加上能源供應(yīng)方，形成五方協(xié)同的格局[12，13]。

未來(lái)能源供應(yīng)商將由當(dāng)前的燃料供應(yīng)商轉(zhuǎn)型為燃料、原料、新材料“三料一體化”綜合供應(yīng)商。具體而言，未來(lái)在電氣化趨勢(shì)下，燃料用氣市場(chǎng)需求將逐漸減少，但是作為電力不能替代的化工原料天然氣將持續(xù)增長(zhǎng)，特別是以天然氣為原料的乙烷制乙烯技術(shù)的發(fā)展，會(huì)給化工原料用氣帶來(lái)更大的市場(chǎng)份額。天然氣可以通過(guò)金屬熔融法生產(chǎn)高強(qiáng)度碳纖維材料，碳纖維材料可以用于氫燃料電池汽車的儲(chǔ)氫瓶，從而實(shí)現(xiàn)天然氣向新材料領(lǐng)域的拓展。天然氣中混有鋰、鈉、鉀、溴、碘、硼、銣、銫等稀有金屬，意味著天然氣在新材料領(lǐng)域可能有新的發(fā)展空間。因此，未來(lái)天然氣可能在燃料、原料和新材料方向開拓更大的生存空間。

未來(lái)在工業(yè)和生活用能領(lǐng)域，可能由當(dāng)前的水、電、氣、熱獨(dú)立計(jì)量轉(zhuǎn)型為以碳為單位的綜合計(jì)量。具體而言，在技術(shù)上可以將水和天然氣的體積計(jì)量、供暖的熱力計(jì)量、電力的數(shù)量計(jì)量以及電視和通訊的流量計(jì)量統(tǒng)一為碳計(jì)量，以此方式直接體現(xiàn)用能的碳排放量，并通過(guò)相應(yīng)的制度構(gòu)架和技術(shù)設(shè)計(jì)來(lái)量化用能排放。還可以此為契機(jī)系統(tǒng)解決電力和天然氣領(lǐng)域市場(chǎng)化改革難以推進(jìn)的難題，例如天然氣價(jià)格交叉補(bǔ)貼問(wèn)題，電力儲(chǔ)能成本疏導(dǎo)問(wèn)題，暢通能源實(shí)施補(bǔ)貼機(jī)制問(wèn)題等，但由于涉及太多的利益主體博弈，構(gòu)想短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。隨著碳排放與生態(tài)環(huán)境矛盾的加深，待多方利益均衡被打破后，碳計(jì)量將有可能實(shí)施。天然氣也將不再以獨(dú)立形態(tài)出現(xiàn)在終端消費(fèi)領(lǐng)域，而是在碳計(jì)量架構(gòu)下按照協(xié)議獲取產(chǎn)品和服務(wù)收益。

總體而言，在天然氣消費(fèi)達(dá)峰后，未來(lái)消費(fèi)主要集中在天然氣化工、調(diào)峰發(fā)電、工業(yè)用氣、氫能生產(chǎn)、液化天然氣（LNG）重型卡車等領(lǐng)域，天然氣在終端環(huán)節(jié)使用的比重下降，但是在調(diào)峰、儲(chǔ)能、原料等領(lǐng)域的市場(chǎng)空間依舊廣闊。屆時(shí)，天然氣消費(fèi)場(chǎng)景將出現(xiàn)極大變化，有必要開展前瞻性研究，提前布局。

4 天然氣與新能源融合發(fā)展路徑

在碳中和背景下，天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，可以分為兩個(gè)層次來(lái)應(yīng)對(duì)。第一層次是天然氣消費(fèi)達(dá)峰前的增儲(chǔ)上產(chǎn)和擴(kuò)銷增效，要同時(shí)抓住工業(yè)領(lǐng)域的“煤改氣”、電力領(lǐng)域的天然氣調(diào)峰發(fā)電、交通領(lǐng)域的“氣代油”以及生活領(lǐng)域的城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速等有利條件，充分挖掘各領(lǐng)域潛力增大用量。第二層次是預(yù)判天然氣消費(fèi)達(dá)峰后的用能場(chǎng)景，從產(chǎn)品鏈融合、產(chǎn)業(yè)鏈融合和生態(tài)鏈融合三個(gè)方面對(duì)天然氣與新能源的融合路徑進(jìn)行研究布局。

4.1 產(chǎn)品鏈融合：實(shí)現(xiàn)多能高效協(xié)同互補(bǔ)

天然氣與新能源在產(chǎn)品鏈層面的融合，是指天然氣與多種能源產(chǎn)品互補(bǔ)，開拓單一能源產(chǎn)品無(wú)法高效開發(fā)的潛在市場(chǎng)，主要集中在電力領(lǐng)域的天然氣調(diào)峰發(fā)電、工業(yè)領(lǐng)域的綜合能源利用、交通領(lǐng)域的“油氣電氫服”綜合能源站建設(shè)和生物質(zhì)能幾個(gè)方面（見(jiàn)表1）。

表1 產(chǎn)品鏈層面的天然氣與新能源融合

在調(diào)峰發(fā)電領(lǐng)域，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電具有間歇性、隨機(jī)性和強(qiáng)烈的波動(dòng)性，天然氣發(fā)電靈活性高，碳排放強(qiáng)度僅為煤電的一半左右，但是當(dāng)前中國(guó)抽水蓄能、燃?xì)獍l(fā)電等靈活電源所占比重僅為6%。未來(lái)，隨著碳排放監(jiān)管日趨嚴(yán)格，氣電和煤電的價(jià)格差距會(huì)逐漸縮小，加上氣電在投資、占地、用水等方面的優(yōu)勢(shì)，氣電發(fā)展有更大的市場(chǎng)空間，因此氣電與新能源電力的融合成為最佳途徑。

在綜合能源利用領(lǐng)域，天然氣企業(yè)掌握著資源優(yōu)勢(shì)，在電力市場(chǎng)高度開放的環(huán)境下可以向電力領(lǐng)域拓展，以此更好地實(shí)現(xiàn)從天然氣的單點(diǎn)盈利到電力、工程、維護(hù)、節(jié)能等多環(huán)節(jié)盈利，實(shí)現(xiàn)盈利模式和商業(yè)模式轉(zhuǎn)型。也可有效消納新能源電力，成為新能源電力重要的應(yīng)用場(chǎng)景[14]。

在交通領(lǐng)域，天然氣企業(yè)擁有一定數(shù)量的加氣站點(diǎn)，同時(shí)具有加氣站運(yùn)營(yíng)的人才儲(chǔ)備優(yōu)勢(shì)，進(jìn)入“油氣氫電服”綜合能源站領(lǐng)域，可以憑借分布式系統(tǒng)降低對(duì)電網(wǎng)的依賴，還可以通過(guò)虛擬電廠或自備儲(chǔ)能系統(tǒng)，參與電力輔助市場(chǎng)。

4.2 產(chǎn)業(yè)鏈融合：實(shí)現(xiàn)綜合效益提升

天然氣與新能源在產(chǎn)業(yè)鏈層面的融合，是指在天然氣生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)與其他能源產(chǎn)品融合，突破天然氣產(chǎn)業(yè)只在終端銷售環(huán)節(jié)價(jià)值變現(xiàn)的局限，拓寬盈利渠道，提升全產(chǎn)業(yè)鏈盈利水平。主要集中在上游勘探開發(fā)環(huán)節(jié)的地?zé)衢_發(fā)，地下原位開采（地下氫氣生產(chǎn)），中間環(huán)節(jié)的余壓余熱資源利用，中間產(chǎn)品利用（硫化氫制氫）、天然氣乙烷分離制乙烯以及閑置資源利用（光伏發(fā)電）等領(lǐng)域（見(jiàn)表2）。

在上游勘探開發(fā)環(huán)節(jié)，可以利用天然氣的技術(shù)和人才優(yōu)勢(shì)，研究地?zé)豳Y源的開發(fā)利用，大量的廢棄礦井和地下空間可以用來(lái)進(jìn)行二氧化碳封存。特別是在干熱巖勘探開發(fā)方面，具備替代當(dāng)前多種能源的潛力。在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，有大量的余壓余熱資源可以利用。LNG接收站和LNG衛(wèi)星站也有大量的冷能可以進(jìn)行回收利用，還可以研究天然氣摻氫或純氫管道的運(yùn)輸工作。在天然氣凈化廠的脫硫脫硝環(huán)節(jié)，有大量硫化氫可以用來(lái)生產(chǎn)氫氣和硫磺等，以提升產(chǎn)品附加值。天然氣生產(chǎn)礦區(qū)有大量的場(chǎng)站、空地和建筑，可以用閑置場(chǎng)地配置光伏設(shè)施。

表2 產(chǎn)業(yè)鏈層面的天然氣與新能源融合

4.3 生態(tài)鏈融合：實(shí)現(xiàn)新業(yè)態(tài)和新動(dòng)能良性互動(dòng)

天然氣與新能源的生態(tài)鏈層面融合，是指天然氣突破現(xiàn)有的商業(yè)生態(tài)和盈利模式，發(fā)掘新的潛力，提供新的產(chǎn)品和服務(wù)，在促進(jìn)碳中和方面發(fā)揮新的作用，主要體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新動(dòng)能、產(chǎn)業(yè)信息交互新模式、商業(yè)模式新業(yè)態(tài)、經(jīng)濟(jì)內(nèi)循環(huán)新模式幾個(gè)方面（見(jiàn)表3）。

4.3.1 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新動(dòng)能

對(duì)于天然氣銷售領(lǐng)域而言，新的增長(zhǎng)空間主要集中在天然氣發(fā)電、“煤改氣”、城鎮(zhèn)化以及交通領(lǐng)域的增長(zhǎng)。天然氣帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新動(dòng)能，不僅要注重天然氣銷量的提升，還要注重企業(yè)效益的提高。直接動(dòng)能是天然氣與新能源領(lǐng)域的合作，例如天然氣化工領(lǐng)域的炭黑產(chǎn)品，天然氣金屬熔融法制氫副產(chǎn)碳纖維材料；間接動(dòng)能是與天然氣相關(guān)產(chǎn)業(yè)的需求，例如中國(guó)石油集團(tuán)、新奧燃?xì)饧瘓F(tuán)具備燃?xì)廨啓C(jī)制造能力，可以通過(guò)壓差發(fā)電、壓縮空氣儲(chǔ)能等融合產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提升需求，間接提升企業(yè)效益。

4.3.2 產(chǎn)業(yè)信息交互新模式區(qū)塊鏈技術(shù)作為新的信息交互模式，可以用于新能源調(diào)度、消納以及供應(yīng)鏈金融等領(lǐng)域。以新能源調(diào)度與消納問(wèn)題為例，新能源供給側(cè)與消費(fèi)側(cè)的信息不對(duì)等，將影響新能源消納水平的提升，構(gòu)建多元利益主體信息共享機(jī)制成為解決問(wèn)題的關(guān)鍵。可基于區(qū)塊鏈分布式記賬、多節(jié)點(diǎn)共享、防篡改、可追溯等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將新能源各環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行上鏈溯源管理，打通數(shù)據(jù)壁壘，保障數(shù)據(jù)真實(shí)有效，對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的質(zhì)效提升，對(duì)外實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的融通發(fā)展。對(duì)于區(qū)塊鏈技術(shù)賦能的供應(yīng)鏈金融，可以最大限度降低天然氣企業(yè)的資金成本和時(shí)間成本，提升企業(yè)運(yùn)行效益和效率。

4.3.3 商業(yè)模式新業(yè)態(tài)商業(yè)模式新業(yè)態(tài)包括交通領(lǐng)域“貨?車?生產(chǎn)”業(yè)態(tài)和新型儲(chǔ)能形態(tài)兩個(gè)領(lǐng)域。對(duì)于交通領(lǐng)域而言，中國(guó)石油、中國(guó)石化等企業(yè)已經(jīng)形成了建設(shè)“人?車?生活”生態(tài)圈的共識(shí)，但是在商用車這一全新賽道，電動(dòng)車難以短期內(nèi)替代柴油車，需要有LNG重型卡車、甲醇重型卡車等共同完成減排任務(wù)，且尚未形成成熟的商業(yè)模式，可充分挖掘天然氣與工業(yè)用戶的合作潛力，建立貨源、用能、產(chǎn)品營(yíng)銷等合作場(chǎng)景，形成新業(yè)態(tài)。綜合能源站加裝光伏發(fā)電和換電系統(tǒng)，可以作為新型儲(chǔ)能的一種，形成新的業(yè)態(tài)。

表3 生態(tài)鏈層面的天然氣與新能源融合

4.3.4 經(jīng)濟(jì)內(nèi)循環(huán)新模式

以天然氣資源豐富的川渝地區(qū)為例，闡釋經(jīng)濟(jì)內(nèi)循環(huán)的兩種新模式。一是川渝地區(qū)乙烯工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，當(dāng)前依靠石腦油等原料制乙烯，產(chǎn)業(yè)鏈鎖定在低端且缺口巨大。通過(guò)乙烷制乙烯相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以在高檔家裝、航空航天、新能源汽車所需先進(jìn)復(fù)合材料、可降解聚合物等方面提升整合產(chǎn)業(yè)生態(tài)水平[15]，間接體現(xiàn)天然氣與新能源的融合發(fā)展。雖然當(dāng)前川渝地區(qū)天然氣中的乙烷含量還不能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性開發(fā)，但未來(lái)可以通過(guò)新區(qū)天然氣乙烷含量達(dá)標(biāo)、技術(shù)進(jìn)步使低乙烷含量天然氣實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性開采來(lái)達(dá)到發(fā)展目標(biāo)。二是隨著川渝地區(qū)天然氣持續(xù)上產(chǎn)，國(guó)內(nèi)天然氣化工產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步向川渝地區(qū)集聚，為大規(guī)模工業(yè)副產(chǎn)制氫提供可能性，由此帶來(lái)氫燃料電池汽車大規(guī)模發(fā)展，成為帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)循環(huán)的新途徑。

綜上，天然氣與新能源的融合思路在經(jīng)濟(jì)可行性、技術(shù)可行性、技術(shù)重要性等方面占據(jù)了一個(gè)或多個(gè)維度，當(dāng)前可以實(shí)施的項(xiàng)目包括天然氣發(fā)電、綜合能源、差壓發(fā)電和分布式光伏發(fā)電，當(dāng)前有必要開展研究進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備的包括地下原位開采、管道輸氫、干熱巖資源開發(fā)、壓縮空氣儲(chǔ)能和虛擬電廠調(diào)度技術(shù)。

5 促進(jìn)天然氣與新能源融合發(fā)展的建議

5.1 以有為的長(zhǎng)期政策提升天然氣跨界儲(chǔ)備能力

跨界儲(chǔ)備指的是將天然氣作為水電、新能源發(fā)電等跨界能源的儲(chǔ)備。在能源領(lǐng)域存在安全、公平、生態(tài)的“三元悖論”現(xiàn)象，即難以同時(shí)滿足能源的經(jīng)濟(jì)性、安全性和環(huán)保性，又稱“能源不可能三角”。自2010年以來(lái)，聯(lián)合國(guó)世界能源理事會(huì)陸續(xù)發(fā)布《世界能源三元悖論指數(shù)》，對(duì)各國(guó)進(jìn)行評(píng)價(jià)。國(guó)家發(fā)改委《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，要求加快抽水蓄能和新型儲(chǔ)能發(fā)展。但是，抽水蓄能存在明顯的自然條件限制，化學(xué)儲(chǔ)能不僅安全性要求極高，其儲(chǔ)能數(shù)量級(jí)也欠佳。雖然當(dāng)前人們認(rèn)為儲(chǔ)能、售配電公司、微電網(wǎng)、虛擬電廠都可以成為電力輔助市場(chǎng)的參與主體，但最能緩解能源“不可能三角”、進(jìn)行大規(guī)?？缃鐑?chǔ)能的依然是天然氣發(fā)電。因此，有必要制定政策，系統(tǒng)研究天然氣跨界儲(chǔ)能的能力，為新型電力系統(tǒng)建設(shè)貢獻(xiàn)更大力量。

5.2 以開放式創(chuàng)新促進(jìn)能源融合相關(guān)技術(shù)的研發(fā)

開放式創(chuàng)新是將企業(yè)傳統(tǒng)封閉的創(chuàng)新模式放開，引入外部創(chuàng)新能力，快速融合新知識(shí)、新技術(shù)、新能力，同時(shí)針對(duì)真實(shí)用戶場(chǎng)景，提升試驗(yàn)效率，縮短調(diào)試周期，提升問(wèn)題反饋效率。開放式創(chuàng)新包括裂變模式和聚變模式兩種不同的體系[16]。裂變模式指創(chuàng)新知識(shí)產(chǎn)權(quán)從高科技源頭流到企業(yè)和市場(chǎng)，要求核心的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)分裂為新的產(chǎn)品和服務(wù)，進(jìn)而占領(lǐng)更細(xì)分市場(chǎng)。例如，天然氣發(fā)電的核心設(shè)備燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，作為“卡脖子”技術(shù)制約著行業(yè)的發(fā)展，目前中國(guó)東方電氣集團(tuán)已經(jīng)成功研發(fā)50兆瓦級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)，可以通過(guò)裂變模式，與電力企業(yè)、燃?xì)馄髽I(yè)共同組成開放式創(chuàng)新聯(lián)盟，以此形成從微型、輕型到重型的全系列的燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品體系。聚變模式是微小的創(chuàng)新個(gè)體聚集并發(fā)生本質(zhì)變化，以此發(fā)揮人力資本、技術(shù)資本和金融資本的協(xié)同效益，吸納更高能的價(jià)值創(chuàng)造。以氫能為例，幾乎各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有大批企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)，通過(guò)聚變模式可以有效整合資源，更高效地促進(jìn)技術(shù)研發(fā)。總之，天然氣行業(yè)可以在天然氣發(fā)電和氫能領(lǐng)域探索發(fā)展新空間，依托當(dāng)前的市場(chǎng)和資源優(yōu)勢(shì)，與相關(guān)行業(yè)以開放式創(chuàng)新方式提升自身技術(shù)儲(chǔ)備，更好地促進(jìn)與新能源的融合發(fā)展。

5.3 以產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為突破口，強(qiáng)化商業(yè)模式研究

天然氣行業(yè)可以在氫能汽車和綜合能源領(lǐng)域以產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為突破口探索新的商業(yè)模式。產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與以淘寶、京東為代表的消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)在鏈接對(duì)象、發(fā)展基礎(chǔ)和用戶屬性方面有著極大不同，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)必須要針對(duì)各自專業(yè)領(lǐng)域待解決的難點(diǎn)和痛點(diǎn)。LNG重型卡車與氫能汽車有諸多相似性，也有很強(qiáng)互補(bǔ)性。當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)在于氫能汽車的經(jīng)濟(jì)性不強(qiáng)，必須依托產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)，尋找到可以有效整合貨源、車源、資金源、平臺(tái)技術(shù)服務(wù)和氫能源多方融合的商業(yè)模式，才能整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，連接多邊群體，追求閉環(huán)回路的最大化生態(tài)系統(tǒng)總體價(jià)值[17]。綜合能源領(lǐng)域已經(jīng)成為當(dāng)前天然氣企業(yè)轉(zhuǎn)型的重要方向，當(dāng)前的難點(diǎn)是能源品類之間的耦合發(fā)展程度不足，有待于通過(guò)數(shù)字化手段，實(shí)現(xiàn)綜合能源服務(wù)的低碳化、智能化和定制化，探索出多方共贏、低碳智能的新模式。

5.4 以生態(tài)鏈建設(shè)為手段，提升全生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)能力

當(dāng)前是按照供應(yīng)端的產(chǎn)品來(lái)劃分業(yè)務(wù)部門，未來(lái)可能按照需求端的服務(wù)來(lái)設(shè)置業(yè)務(wù)部門，例如由交通業(yè)務(wù)部門供應(yīng)油、氣、電、氫和甲醇，工業(yè)服務(wù)部門則供應(yīng)冷能、熱能和天然氣等能源及油氣化工產(chǎn)品，居民服務(wù)部門供應(yīng)冷熱電，金融和工程服務(wù)部門提供工程建設(shè)及資金服務(wù)。由此，在研究不同產(chǎn)品的特性、使用場(chǎng)景和銷售規(guī)律基礎(chǔ)上，通過(guò)能源產(chǎn)消者的深度融合、橫向先進(jìn)制造業(yè)的跨界融通、數(shù)字化平臺(tái)的開放協(xié)同，實(shí)現(xiàn)單一能源品類的產(chǎn)品差價(jià)盈利模式向全生態(tài)鏈多點(diǎn)盈利模式的轉(zhuǎn)變。

6 結(jié)論

“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)將帶來(lái)一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，影響中國(guó)未來(lái)的發(fā)展方向。隨著碳中和成為全球范圍的共識(shí)，能源轉(zhuǎn)型成為必然趨勢(shì)，主要體現(xiàn)在能源供應(yīng)側(cè)的分散化、能源需求側(cè)的電力化、能源供需交互的數(shù)字化和能源技術(shù)的低碳化。

在碳中和背景下，天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展在迎來(lái)新發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，將面對(duì)天然氣作為過(guò)渡能源，其需求早于產(chǎn)能達(dá)峰的挑戰(zhàn)，需要在加大天然氣市場(chǎng)增長(zhǎng)的同時(shí)考慮未來(lái)的布局。未來(lái)天然氣消費(fèi)可能出現(xiàn)新消費(fèi)場(chǎng)景，即交通領(lǐng)域呈現(xiàn)“人·車·生活”和“貨·車·生產(chǎn)”雙生態(tài)圈融合態(tài)勢(shì)，工業(yè)領(lǐng)域呈現(xiàn)原料、燃料、新材料“三料一體化”方向發(fā)展態(tài)勢(shì)，用能領(lǐng)域呈現(xiàn)從多單位獨(dú)立計(jì)量到碳單位綜合計(jì)量態(tài)勢(shì)。

為應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)型，可以從產(chǎn)品鏈融合、產(chǎn)業(yè)鏈融合和生態(tài)鏈融合三個(gè)領(lǐng)域?qū)μ烊粴馀c新能源的融合路徑進(jìn)行研究，爭(zhēng)取有利的戰(zhàn)略位置。應(yīng)以有為的長(zhǎng)期政策提升天然氣跨界儲(chǔ)備能力，以開放式創(chuàng)新促進(jìn)能源融合相關(guān)技術(shù)研發(fā)，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為突破口強(qiáng)化商業(yè)模式研究和以生態(tài)鏈建設(shè)為手段提升全生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)能力，促進(jìn)天然氣與新能源的融合。