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文/华贲 华南理工大学天然气利用研究中心 原文刊登于《世界石油工业》2016年1期，27-30页
引言：看待天然气产业的两个视角 在当今“十二五”规划和“十三五”规划交接之际，如何审视和天然气产业的发展？从两个不同的视角看待所得出的两种不同的见解几乎是“冰火两重天”。目前舆论主流所反映的观点是：我国能源禀赋是富煤缺油少气，天然气价格远高于煤，近年来市场低迷、供过于求；“十三五”期间难有前十年那样的快速发展；“十二五”规划2300亿m3/a的耗量都达不到，“十三五”能有3000m3/a就不错了。 另一个视角是把视野拓展到人类社会工业化以来150年发展历程和今后100年的预期，以及中国前30年和后30年的发展的时空尺度。往后看，人类使用的一次能源从薪柴--煤--到石油和天然气的转型，是工业化发展的需求和环境的约束所决定的，与“能源禀赋”无关。中国近30多年工业化快速走过了OECD国家150年的历程，但是由于种种原因，未能遵循历史规律及时进行能源，特别是天然气的转型；导致了高能耗、高污染、高碳排放和低效益的现状。往前看，世纪末实现零碳排放，控制地表温升不超过2oC是人类命运共同体的要求，也是35年后伟大复兴的中国梦的重要目标。当今时代是人类历史上空前绝后的大转型、大变革的时代。必须抛弃线性外推的思维定式，从大转型大变革的视角才能厘清天然气所扮演的角色[1]。
一、 中国能源转型大势和天然气的关键作用 在今后30年彻底改变“三高一低”的状况、完成能源转型的历史任务，要求中国不能亦步亦趋地追踪发达国家走过的路，模仿它们现在的能源构成。中国必须从实际出发，审时度势、发挥“后发优势”，实行“跨越式发展”策略。从一次能源的角度说，其要点是： 中国的一次能源构成仍处在第一次工业革命时期，燃煤40多亿t/a占世界一半多，其中一半用于大机组发电，另一半即近世界1/4的煤是在中国用于锅炉燃料、炼铁和水泥等终端利用的。这是中国能效低、环境污染、严重雾霾和CO2排放的主要根源。同时也须看到迄今煤仍是中国终端用能的主体；不能落实终端燃料用煤的替代方案，“控煤”、“限煤”就会“限、控”中国经济的发展。解决这个问题已经成了中国能源转型和能源革命的首要任务。 有人提出“电供暖”、“电锅炉生产热水和蒸汽”。可是由煤产、供电的效率只有30%几，用电来供热比直接用煤供量减少一半多，成本将成倍增加；且不说以电供热需要增加多少电力，目前中国75%的电还是煤电。“采用热泵技术供能量可以加倍”。但是加上投资折旧的成本，供能费用也会倍增，经不起算细账的推敲。 能源转型最终将以可再生能源为主是毫无疑议的。近年来中国新增水电、风电、光伏装机领先于世界，但是它们只能通过发电来利用。而况迄今其总量只占一次能源10%左右，远不够替代占总能耗30%的终端燃料用煤。 其实，答案就在历史中：世界主要经济体早在1980年代就已经在恢复环境的压力下完成了终端燃煤（油）向天然气的转型；并同时大幅度提供了能效。种种原因却使中国错失了这次历史的机遇。但在过了30年之后科技进步新成果和能源-环境新局面之下，中国要做的决不是简单的“烧煤改烧气”。当前中国能源革命中向天然气转型有五大关键点：⑴、在占总能耗80%多的工业和建筑物终端用能领域采用分布式冷热电联供DES/CCHP，使中国能效由37%提高10多个百分点到目前世均的50%，以较少的天然气保障过去靠更多的煤提供的能源需求；⑵、以天然气CCHP替代终端燃煤，而不是较大锅炉取代小锅炉，可有效地消除40%以上雾霾和环境污染；⑶、天然气DES/ CCHP协同电力调峰、保障负荷中心供电；变负荷燃气发电协同可再生能源发电均衡入网；⑷、L/CNGV替代汽柴油，特别是LNG替代柴油用作交通运输燃料、减少尾气所致雾霾；⑸、供应同样终端冷热电汽天然气DES/ CCHP碳排放比燃煤减半，加快碳减排 [2]。 至于自第二次工业革命以来发达国家占一次能源消耗三成多的石油，其中70-80% 构成交通运输能源的主力，20%多用作工业燃料和有机化工原料。由于中国的第二次工业革命还在进行中，有机化工工业和私人交通都还在快速增长期间，中国的石油消耗占一次能源的17—18%左右；但来自进口的已占60%。中国显然不可能重复发达国家“以油代煤”的历史故事让石油占到30%，因为新的能源转型已经开始。中国能够、也必须“跨越式发展”，即部分跨越“石油世纪”，直接发展电力和氢气燃料电池驱动的乘用车，即EV和FCV；采用LNGV来替代运输车船的柴油。至少在近15—20年中用它们满足交通运输燃料的增量需求。其实这就是各国都在采取的策略，中国有着“后发优势”而已。至于石油化工，则尽快采用煤、油生物质三种原料协同的有机化工工业来取代[3]。
二、 “十三五”时期中国天然气需求分析 按上述“倒逼”思路分析2020/2035年天然气需求总量估算如下: 1、利用失不再来的城镇化和工业化的历史机遇，作为替代终端燃煤、提高能效、保障供应和消除雾霾的主要战场，建成200多个大型、1000多个中型区域型天然气DES/CCHP，加上上万个小型DES，到2020--2025年装机容量达到200GW，按年运行4800h/a、平均负荷70%计，将耗用天然气1800亿m3/a；2035增加到3300亿m3/a[2]。 1800亿m3/a按热值折合2.3亿tce/a标煤。但是由于能效可以提高近一倍，所以能够替代至少4亿tce/a的煤；到2035年3300亿m3/a用于DES/CCHP的天然气替代8亿tce/a燃煤。靠提高能效保供能。 2、协同可再生能源发电调峰的天然气。按照风电和光伏发电上网总发电量5000亿kWh/a，以1/4的天然气调峰电使风光风电成为均衡负荷，并参与全国范围内电力供需平衡计，发电量1500亿kWh/a，耗天然气400亿m3/a；2035年1000亿m3/a。 3、用于冶金、建材、炼油等高温加热，难以采用CCHP的工业燃料2020年需700亿m3/a；2035年1000亿m3/a。民用和商用气分别为600亿m3/a和900亿m3/a.。考虑高耗能工业发展减速、DES/CCHP加速等因素2020--2035年的增幅减小。 4、替代汽柴油用于车船运输的L/CNGV燃料2020年700 亿m3/a；2035年1400亿m3/a。LNGV替代汽柴油直接减少石油的消耗和进口。到2020年可以替代近一半的石油增量需求。在政策和立法的支持下加快LNGV的发展速度， 2035年可以实现新增交通运输燃料完全不再增加石油消耗[4]。 几项合计，并考虑少量就地用作原料的天然气，2020年总共需求约为4200--4500亿m3/a。在当年总能耗48亿tce/a或者44亿tce/a情况下，天然气占一次能源总量11.5%或12.5%。 2035年增加到约8200亿m3/a。由下表1可见，下游用户比率也将发生很大变化：一是4成的天然气乘着中国工业化和城镇化的机遇直接采用区域DES/CCHP模式最高效利用。这使得直接发电、用作工业燃料和民、商用气所占比率大幅度降低。二是近两成用于LNGV替代车船燃料，显著减少石油消耗。这种消耗量和用户分布的巨大变化，是按照到2050年中国能源转型大势“倒逼” 所需推算出来的。是不可能与从目前现状出发线性外推的数据相印证的。也是只有实行能源革命，让天然气利用方式发生根本性的变化才有可能实现的。
表1 2020年和2035年中国天然气下游各个领域用户分布，%
历史是最好的镜子。上述预期中国天然气2015—2035 的20年间从2000亿m3/a增加大8200亿m3/a、增长4.1倍的高速度一点也不奇怪。图1 所示的美国能源转型的历史数据表明，60多年前美国天然气开始大发展的1951 到1971年20年间，耗量从1400亿m3/a暴增到6000亿m3/a，增长4.3倍；当时美国的人口还不到2亿。
三、 “十三五”期间中国天然气供应保障 上述能源转型大势倒逼的天然气消耗的跨越式增长的估算，是建立在确认中国的资源、地缘政治经济和技术条件完全能够保障天然气的供应这个前提之下的。分析如下： 1、 国内天然气资源丰富，已为大发展做好了准备 国土资源部2015年发布的数据表明，我国仅常规天然气地质资源量68 tcm，可采资源量40 tcm，历年已经采出总共2 tcm，剩余可采38 tcm。也就是说还有95%可采。即使年产3000亿m3/a也可供开采100多年。煤层气、页岩气等非常规天然气更为丰富，均居于世界前列 [6、7]。中国“少气”论，包括一直唱衰非常规天然气“不可能像美国那样发展”的论调，部分是由于思维定式，部分是集团利益需要所制造的舆论。而“留给子孙后代”之说完全是小农经济思维的伪命题。本世纪后期世界就将进入可再生能源居主的时代，后代不需要我们“留”给他们探明可采的化石能源；何况他们开发利用任何资源的技术会远比我们这一代高得多。“好钢用在刀刃上”。现在就是我国天然气资源发挥作用的最好时期。 2、 国际贸易转向买方市场，供应充足，价格低廉 到2014年底世界天然气可采储量达187.1万亿m3, 比1994年增加了68万亿m3 ，比这20年内消耗掉的多得多[8]。目前的耗量是3.38万亿m3/a，其中30%即约1万亿m3/a通过国际贸易，管输20%，LNG 10%。到2035年耗量将达5万亿m3/a。LNG是洲际、远程贸易的主要形式，今后占比还会增加[9]。 中国的地理和地缘政治条件对进口管输气和LNG都极为有利。已签约和在建的项目能够保障1600亿m3/a的进口量。这包括自俄、土、缅进口的920亿m3/a管输气和沿海将近20个总能力6000千万t/a的LNG接受站，折合700多亿m3/a；还没有算上正在快速发展的、以FSRU 和FLNG模式进口的LNG。1600亿m3/a占2020年天然气总消耗量的37.2%，应当足以补充国内产量增长的供应缺口。何况“一带一路”还将促成一些新的进口项目。 目前>5年的长协占69%，2—5年协议的占4%； 2年以内的协议和现货占27%。今后世界LNG贸易协议时间趋向缩短。世界LNG市场正在向买方市场转变。今明两年将有10个项目，总共4600万t/a LNG中，现货和不限定目的地（Flexible Destination）的占一半以上[9]。需求疲软使低迷的亚洲 $6-8/MMBTU的现货价格仍将持续。持续居于低位的油价使同油价挂钩的长协项目趋向于重议价格条款。短期合同增加。这些都将利好近五年中国进口LNG价格保持低廉。 3、 终端需求变化将改变中国LNG贸易和物流格局 在交通运输燃料低碳替代中，小型乘用车采用EV和FCV替代汽油发展迅猛，但采用Diesel发动机及柴油等中间馏分燃料的车船如何低碳替代尚无定论。近年来世界NG车船的年增速为17%，中国则为200%。2014年中国L/CNG车达495.5万辆，耗天然气324亿m3，占总耗量的18%；均居世界第一位。预计到2020年和2035年运输燃料LNG需求量将分别达到700亿m3/ a和1400亿m3/ a；。加上中国管网天然气昼夜峰谷差巨大，需要用白天气化LNG调峰的总量也很大；两者加起来到2020年和2035年以LNG形式终端耗用的天然气量将分别达到1400亿m3/ a和2200亿m3/ a；占天然气耗量的25%和27%；将形成世界最大的陆地LNG物流市场[4]。 这种前景将使中国引领世界LNG物流和商业模式的创新。快速发展的FLNG将冲破液化生产线---LNG船---气化终端站的一统模式；到岸LNG将更多采用LNG集装箱多式联运直达数万个LNGV加注站和上千个城市门站，颠覆以往在多级中间储罐之间装卸的模式。并与互联网结合建立起高效的LNG物联网。这将使得LNG成本降低、终端供应需求得到最快的响应和充分的保障 [10] 。 4、 深化改革，依法治国，生产关系促进生产力大发展 当前中国天然气产业基本上仍沿袭计划经济、行政管理的模式；实质上就是生产关系滞后于生产力的发展，上层建筑不适应快速变化的基础的要求。表现为：1）、行政定价制约上游开采的积极性。2）、多层垄断大幅度推高中游的输配成本。3）、利益博弈和行政干预推高终端消费价格。下表2给出了中美两国天然气从井口到最终消费价格变化的对比。可见，美国门站价仅比井口价高出了14%，中国则高出100%--150%；美国发电和工业用天然气与井口价之比不到1.2，而中国则达到4--5。实际上中国大部分天然气的井口或出厂价格并不高。 表2 中美两国天然气从井口到最终消费价格变化的对比
只要按照目前呼之欲出的 “管住中间，放开两头”的天然气定价机制市场化改革思路，按照市场经济所要求的法制化管理的要求，以人大立法，政府执法监督的模式，理顺天然气产业的生产关系，中国天然气产业实现上述的大发展是指日可待的。 当前需要立法的内容包括：1）、天然气勘探开发立法-----有时限的区块开发许可和收回机制；2）、放开上游行政定价，建立资源税调节机制；3）、下游消费价格完全回归市场主导机制，彻底废除“交叉补贴”；4）、天然气输配法：包括落实进一步完善已有的天然气基础设施投资规范和建立天然气管网法，天然气储备法；5）、修改完善城市燃气特许经营法；6）、建立天然气交易和税收法（包括管网气、LNG）；7）、建立区域能源规划法，促进天然气高效利用；8）、建立LNGV法，助推中国引领世界替代中间馏分交通运输燃料低碳转型的历史机遇[11]。
四、 中国天然气产业发展的长远前景 1、20年后中国天然气产业情景 迄今的十年中国天然气产业已经做好了资源、输配、市场开拓等各种准备；憋足了劲，只待“十三五”开锣，乘经济转型、深化改革、碳减排约束落实的东风振翅起飞。充当能源革命的先锋军。 到2035年中国将成为世界第一大天然气消费国，但仍需要部分进口。在管输气和LNG两个国际贸易市场上，中国都将纵横捭阖、左右逢源，对国际贸易价格发挥更大的、主动性影响。中国引领的LNG新商业模式将使终端市场上的LNG价格与管输气差价大幅度缩小，从而提高天然气全价值链的效率。 2、天然气带动系列低碳产业、投资、就业和经济转型 在中国经济转型的历史时刻，天然气产业及其所带动的一系列低碳产业，包括：1）、区域能源和大小DES/CCHP建设配套的天然气发动机、余热锅炉、供冷暖热水设施和管网等装备制造业、安装工程和管理服务业；2）、LNG产业，包括LNGV用天然气发动机、燃料箱、整车船、加注站配套设施，LNG集装箱、FLNG等运输车船的系列装备制造业；LNGV 运营业；LNG物联网全产业链的运营服务业；3）、数十万公里各级天然气管网和输送动力设施的制造、敷设、运营管理业；4）、常规、非常规各类大小天然气资源的开发，包括钻井、压裂、净化加工、输运或液化等产业链，等等。 以上都是现在所没有的或规模有限的、新兴的低碳产业。发展这些产业，不仅需要数十万亿人民币的投资和金融资本运作，成为推动国民经济发展的新动力和新战线；而且将创造数以千万计的就业岗位。是消纳煤炭、钢铁等等产能过剩领域从业人员的积极举措。 3、未来智慧能源网络IEN的重要组成部分 三个需要使天然气将不仅仅是向未来可再生能源时代过度的手段，而将成为未来的智慧能源网络（Intelligent Energy Network, IEN）的重要组成部分：1）、热力学规律决定天然气DES/CCHP将成为IEN终端用能的基本单元或细胞；2）、配合智能电网(Smart Grid, SG)的智慧天然气网络(Smart Gas Grid, SGG),助力天然气与电力相互转换、将是与储能一起实现IEN宏观供需平衡的重要手段[12]。3）、丰富的资源和开采手段的技术进步有可能使100年内直接开采自然的天然气资源仍具有相对于用其它一次能源，例如生物质，制天然气的经济优势。所以说20世纪“石油时代”是可以部分跨越的，但21世纪的“天然气时代”是不能被跨越的。20年后的中国不仅充分补上了30年前错失的机遇，而且将引领世界建设以SGG辅助的SG为骨干的IEN的潮流，与世界携手共同迈进低碳时代。
参考文献： [1]、华贲，天然气与中国能源低碳转型战略，华南理工大学出版社，2015.3广州 [2]、华贲，从战略高度审视天然气发电，CHP和CCHP,南方能源建设，2（2）1-8,2015.6 [3]、华贲，低碳时代石油化工产业资源与能源走势[J]化工学报，2012（12） [4]、华贲，中国LNG产业发展策略刍议，[J]天然气工业，2014年第8期 [5]、美国能源信息署EIA网站公布的资料，http://lt.cjdby.net/ [6]、范珊珊. 我国天然气资源潜力大于石油 [EB/OL]. 2015[2015-05-06] http://www./cn/News_Show.asp?pid=8986. [7]、戴金星，中国非常规油气发展的方向[EB/OL]. 2014[2014-04-17] http://www./brilliant-opinion/article/592 [8]、bp世界能源统计年鉴，2015.6， bp.com/statisticalreview [9]、国际LNG市场：过剩已成定局，但是…，2015-10-25 http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MjQyMDUzNA==&mid=400186270&idx=1&sn=a1b4d0c2efc9012bdd4b8c524ac55997&scene=5&srcid=1026j9RjUsZVdBeWEcda6diL#rd [10]、华贲，技术进步推进LNG商业模式创新，国际 LNG 技术大会，2015.8.26，上海 [11]、华贲，转变体制与机制，加速中国天然气产业发展《 中国能源报 》2015.11.23,04 版 [12]、华贲，智慧能源网络的物理架构，（即将发表） |
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