天然氣在城市能源低碳轉(zhuǎn)型中的作用研究

車明

北京作為首都，近年來踐行綠色發(fā)展戰(zhàn)略，深化落實城市功能定位，切實推動能源清潔低碳轉(zhuǎn)型，經(jīng)過第一能源清潔化的轉(zhuǎn)型，已經(jīng)成為全國清潔能源占比最高的城市，體現(xiàn)了責任與擔當。面對以實現(xiàn)碳中和為目標的能源轉(zhuǎn)型，北京將充分把握時代機遇，繼續(xù)發(fā)揮天然氣在未來能源低碳轉(zhuǎn)型中的作用，爭做“碳中和”先鋒城市，為實現(xiàn)碳中和貢獻北京力量。

一、北京燃氣行業(yè)的發(fā)展歷程

（一）發(fā)展成績

經(jīng)過60余年發(fā)展，北京已經(jīng)成為全球第二、全國最大的天然氣消費城市。在資源供應(yīng)方面，構(gòu)建了國產(chǎn)氣與進口氣、海上氣與內(nèi)陸氣、常規(guī)氣與非常規(guī)氣并存的供氣格局，是國內(nèi)天然氣供氣格局最完善、資源最充足、保障度最高的城市。在管網(wǎng)布局方面，建立“五環(huán)六級七放射 ”的天然氣配氣體系，是全國配氣能力最強的城市。在市場發(fā)展方面，不斷推進能源清潔化轉(zhuǎn)型，天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比重達到33%，達到世界發(fā)達國家平均水平。天然氣已成為北京城市運行的重要保障之一。

（二）發(fā)展歷程

自1987年引入天然氣后，北京燃氣事業(yè)進入黃金發(fā)展期，天然氣市場從培育到發(fā)展，主要經(jīng)歷了四個階段（圖1）。

圖1 北京天然氣發(fā)展歷程

一是起步期（1987—1996年）。華北油田至北京的第一條天然氣長輸管線建成投產(chǎn)，開啟了北京使用天然氣的歷史。此時，人工煤氣和天然氣并存發(fā)展，天然氣主要用來滿足炊事、餐飲等基本用氣需求，每年發(fā)展10萬戶，需要等待2～3年才能通氣。1996年消費量僅有1.3億立方米，天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比重為1%。

二是培育期（1997—2009年）。政策引導(dǎo)方面，市政府制定了《環(huán)境污染防治目標和對策》，天然氣被賦予了“調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、替代燃煤、治理大氣污染”的戰(zhàn)略任務(wù)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，實施了“陜氣進京”工程。用戶發(fā)展方面，完成了近百萬煤氣用戶置換天然氣工作。發(fā)展路徑方面，按照“從小到大、從城區(qū)到郊區(qū)”的方式實施“煤改氣”。發(fā)展成績方面，2009年北京市天然氣年消費量增長到68億立方米，在能源消費結(jié)構(gòu)中的占比提升到13%，煤炭占比下降到32%。

三是高速發(fā)展期（2010—2018年）。政策引導(dǎo)方面，政府先后出臺“北京市打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃”等相關(guān)政策，推動能源清潔化?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，陜京三線、陜京四線等項目相繼投產(chǎn)，還建設(shè)了六環(huán)路天然氣管線。市場發(fā)展方面，發(fā)展了大型燃煤鍋爐、四大熱電中心、農(nóng)村“煤改氣”、分布式能源項目等。

四是高質(zhì)量發(fā)展期（2019年至今）。政策引導(dǎo)方面，2020年實施《北京市優(yōu)化營商環(huán)境條例》，要求燃氣企業(yè)提升服務(wù)品質(zhì)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，新建曹妃甸和天津南港LNG應(yīng)急儲氣設(shè)施，進一步完善首都配氣管網(wǎng)，保障能源供應(yīng)安全。市場發(fā)展方面，拓展LNG點供及綜合能源項目，提升用氣的廣度和深度。發(fā)展成績方面，2020年天然氣年消費量增長到188億立方米，能源消費結(jié)構(gòu)中的占比提升到37%，煤炭下降到1.8%，取代煤炭成為北京主體能源。

二、北京天然氣發(fā)展經(jīng)驗及作用

（一）經(jīng)驗總結(jié)

一是旗幟鮮明支持天然氣發(fā)展。在政策推動方面，通過一系列政策措施，壓減燃煤消費量，擴大天然氣的使用范圍。天然氣基礎(chǔ)設(shè)施迅速提升。旗幟鮮明支持天然氣發(fā)展是北京實現(xiàn)從煤炭到天然氣轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

二是維護市場的統(tǒng)一和完整。城市燃氣行業(yè)是典型的自然壟斷行業(yè)，具有區(qū)域獨占性特征，需要統(tǒng)一經(jīng)營、統(tǒng)一管理，實現(xiàn)規(guī)模效益。北京燃氣集團在發(fā)揮城市供應(yīng)主渠道作用的同時，還積極做好農(nóng)村“煤改氣”工作，實現(xiàn)“同網(wǎng)、同價、同服務(wù)”。市場的統(tǒng)一和完整是北京天然氣的發(fā)展經(jīng)驗之一。

三是良好的順價機制。通過順價機制，當上游氣源采購價格變動時，下游氣價能夠順出，企業(yè)按照市場規(guī)律辦事，有利于企業(yè)良性發(fā)展，實現(xiàn)了社會責任和經(jīng)濟責任的雙落實、雙到位。

（二）天然氣在能源清潔化中的作用

北京市主體能源的消費結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型思路是能源清潔化，在此過程中天然氣發(fā)揮了重要作用。

一是空氣質(zhì)量得到改善。2000—2021年，SO2濃度從71毫克/立方米下降到3毫克/立方米，降低96%；PM2.5從2013年的89毫克/立方米下降到33毫克/立方米，降低63%。反之，天然氣在能源消費結(jié)構(gòu)中的比重從4%提升到33%（圖2）。

圖2 北京市天然氣消費量與空氣質(zhì)量對比圖

二是能源利用效率獲得提高。天然氣相比煤炭具有更高的利用效率，北京萬元GDP能耗從1988年的6.369噸標準煤下降到現(xiàn)在的0.21噸標準煤，降低97%（圖3）。

圖3 北京市天然氣消費量與GDP能耗對比圖

三是能源供應(yīng)更加安全可靠。天然氣既可以通過管道輸送，又可以通過液化天然氣（LNG）配送，極大地提高了能源供應(yīng)的安全性與可靠性。

三、天然氣對碳中和的作用分析

（一）全球能源轉(zhuǎn)型規(guī)律

一是漸進的過程。從全球范圍看，能源轉(zhuǎn)型涉及范圍廣泛，影響因素眾多、過程復(fù)雜多變。在新的能源廣泛應(yīng)用之前，需配套建設(shè)大量基礎(chǔ)設(shè)施，通常需要數(shù)十年甚至上百年的積累。煤炭時代持續(xù)了75年，油氣時代也將持續(xù)80年，未來低碳能源轉(zhuǎn)型也是一個漸進的過程。要充分認識能源轉(zhuǎn)型的難度，低碳能源轉(zhuǎn)型不可能一蹴而就，要保持足夠的定力和推進力，避免急躁冒進。

二是先清潔后低碳的過程。全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展是一部不斷高效化、清潔化、低碳化的歷史。在薪柴時代，提升生產(chǎn)力的需求促進了低效的薪柴向較高效的煤炭轉(zhuǎn)型，本質(zhì)是高效化；在煤炭時代，治理空氣污染推動了向油氣時代轉(zhuǎn)型，本質(zhì)是清潔化；目前，氣候變化問題正在推動以碳中和為目標的能源轉(zhuǎn)型，低碳能源正是解決氣候變化問題的可行途徑。

三是從資源依賴到技術(shù)驅(qū)動的過程。油氣對煤炭的轉(zhuǎn)型只是完成了一種不可再生的能源資源對另外一種不可再生資源的替代。而以碳中和為目標的能源轉(zhuǎn)型則是以技術(shù)為導(dǎo)向，通過技術(shù)進步降低成本，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

（二）天然氣對碳中和的作用

北京市在能源轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中，減少煤炭消費和擴大天然氣應(yīng)用同時進行。天然氣在改善大氣環(huán)境、提升居民生活品質(zhì)、保障能源供應(yīng)安全等方面發(fā)揮了重要作用。在能源中和化轉(zhuǎn)型過程中，天然氣將轉(zhuǎn)變角色定位，從主力能源轉(zhuǎn)變?yōu)椤皦号撌薄敖K生伴侶”、可再生能源的“調(diào)節(jié)器”。

一是轉(zhuǎn)型過程中的“壓艙石”。能源低碳化轉(zhuǎn)型的前提是供應(yīng)安全，能源供應(yīng)多元化、多樣化和多渠道是確保安全的有效途徑，單一能源品種不利于供應(yīng)安全。天然氣是傳統(tǒng)化石能源向清潔可再生能源過渡的重要橋梁，已成為世界各國能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、低碳化的戰(zhàn)略選擇，在未來將發(fā)揮能源轉(zhuǎn)型“壓艙石”的作用。

二是轉(zhuǎn)型過程中的“終身伴侶”?？稍偕茉春吞烊粴鈶?yīng)是協(xié)作關(guān)系。天然氣與可再生能源耦合的分布式能源系統(tǒng)，可以彌補可再生能源不穩(wěn)定、不連續(xù)、靈活性差等缺點，還可以提高效率、減少排放、實現(xiàn)成本可控。

三是轉(zhuǎn)型過程中的“調(diào)節(jié)器”。在當前技術(shù)條件下，可再生能源用得越多，天然氣的作用越突出。例如，在英國能源轉(zhuǎn)型過程中，非化石能源電力占比越來越高，天然氣發(fā)電的占比也越來越高。

四、結(jié)論

天然氣是最為清潔的化石能源，在北京實現(xiàn)能源清潔化過程中起到舉足輕重的作用，在能源中和化轉(zhuǎn)型中仍然可以發(fā)揮重要作用。

（一）天然氣在北京經(jīng)過四個階段的發(fā)展，已成為城市運行的重要保障之一。北京是國內(nèi)供氣格局最完善、資源保障度最高、配氣能力最強、市場發(fā)展最為成熟的城市，天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比重達到世界發(fā)達國家平均水平。

（二）旗幟鮮明支持天然氣發(fā)展，維護市場的統(tǒng)一和完整，構(gòu)建良好的順價機制是北京實現(xiàn)天然氣高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。

（三）天然氣在北京的成功發(fā)展，使空氣質(zhì)量獲得改善，PM2.5、SO2等主要污染物濃度均大幅下降；能源利用效率獲得提高，萬元GDP能耗下降96%，同時還提高了能源供應(yīng)的安全性與可靠性。

（四）在北京能源中和化轉(zhuǎn)型過程中，天然氣將轉(zhuǎn)變角色定位，進一步發(fā)揮天然氣在保障能源供應(yīng)安全和彌補可再生能源不穩(wěn)定、不連續(xù)等方面的優(yōu)勢，從主力能源轉(zhuǎn)變?yōu)椤皦号撌薄敖K生伴侶”和可再生能源的“調(diào)節(jié)器”。

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（責任編輯：榮榮）