大力提高天然气在能源构成中比例的意义和可能性

摘 要

摘要:天然气属于清洁能源,其二氧化碳排放量比煤炭和石油都低,在中国能源需求量快速增长和降低温室气体排放量、改善能源结构的大前提下,提高天然气在能源构成中的比重,是我国近期

摘要:天然气属于清洁能源,其二氧化碳排放量比煤炭和石油都低,在中国能源需求量快速增长和降低温室气体排放量、改善能源结构的大前提下,提高天然气在能源构成中的比重,是我国近期内迈向低碳经济的桥梁。截至目前,世界天然气的资源潜力已超过先前的认识,全球至今仍具有丰富的天然气资源。分析预测结果认为,2030年中国理想的天然气消费量目标为5000×108m3,而届时国内产量大致为2500×108m3,除常规天然气外,煤层气和页岩气是最现实的非常规天然气来源;此外还需从国外进口天然气2500×108m3,世界金融危机使全球天然气需求量下降,美国页岩气的高速发展和全球范围内LNG大量投产造就了大规模利用国外天然气资源的大好时机,制约进口国外天然气的主要问题是气价,只有解决了气价问题,进口国外天然气的方针才能得到较好的实施。
关键词:中国;提高;天然气;能源构成;比例;低碳经济;引进海外天然气;气价
    目前,应对全球气候变化,节能减排、发展低碳经济已成为世界各国的共识。我国提出了到2020年单位GDP的C02排放量比2005年降低40%~45%的目标。为减少C02排放,全世界提倡非化石能源的呼声最为响亮,然而非化石能源的起点很低,其发展需要一个较长的过程。能源界的预测普遍认为,直到2050年化石能源仍将是能源的主体,我们必须面对这个现实。石油、天然气和煤炭这3种化石能源的C02排放量有着较大的差别,天然气排放量最低,故提高天然气在能源构成中的比重是迈向低碳经济的桥梁。
1 世界能源面临两方面挑战,中国的形势更加严峻
1.1 世界能源需求量逐年提高
世界一次能源消费量除2009年的金融危机造成下降外,其他各年均逐渐上升,10年总计上升了12.4%。中国的一次能源消费量,一直处于上升状态,金融危机也没有影响其上升的势头(表1),10年总计上升了133%。中国的一次能源消费量从1999年占世界的10.3%提高到2009年的19.5%,共提高了9.2个百分点,成为全球一次能源消费量增长最快的国家。中国正处于工业化和城市化发展阶段,未来一次能源消费量仍将快速增长,对中国能源供给能力产生了巨大的压力,化石能源消费量在相当长的时间内仍将增长。
 
1.2 降低碳排放要求改善能源结构
    与世界相比,中国一次能源消费结构更不合理(表2),单位能耗的C02排放量较大。中国化石能源占总量的92.8%,而世界为87.89%;中国化石能源的主体是煤炭,占70.62%,而世界为29.36%。化石能源中C02排放量相对较低的天然气,在中国能源构成中仅占3.66%,而世界为23.6%;非化石能源中水电的比例中国与世界相近,但核能仅为0.73%,而世界为5.47%(表2)。由此可见,中国降低C02排放、改善能源结构的任务更加艰巨。
 
2 大力发展天然气在中国改善能源结构、降低二氧化碳排放中的作用
2.1 中国政府对节能减排、改善能源结构、降低C02的排放十分重视
    中国政府提出了两个指标:①2020年,非化石能源要达到一次能源消费量的15%;②单位GDP的C02排放量,2020年要比2005年降低40%~45%。
    要完成上述指标的任务十分艰巨。一次能源总需求量仍在高速增长,预计完成工业化在2030年左右,这段时间内化石能源总产量不仅不可能下降,反而仍将继续上升。可再生能源和核能在2009年占总能源消费的7.13%,要达到2020年的目标,需要提高7.87%。目前来看核电最为现实,而太阳能和风能的间歇性、不容易控制和难以储存等问题在技术上尚未得到圆满解决,成本也较高。如风能近几年发展十分迅速,2009年装机总容量已达25805MW[2](图1),但发电量却仅为装机容量的12%(269×108kWh)。太阳能热发电比燃煤发电的用水量多68%。仅仅依靠核能和可再生能源实现一次能源总量增长和C02减排,也存在相当大的困难。
2.2 发挥天然气在减少C02排放和优化能源结构中的作用
    根据2008年日本能源统计年鉴的计算,煤、石油和天然气的C02排放系数各不相同,煤为2.66t C02/t标准煤,石油为2.02t C02/t标准煤,天然气仅为1.47t C02/t标准煤[3]。天然气的C02排放量明显低于煤炭,提高天然气在能源构成中的比例,非常有利于减少C02的排放。如果用天然气替代4×108t标准煤的消费,就可以减少C02排放量4.76×108t,还可以减少S02和氮氧化物的排放量。如果利用天然气发电,发挥天然气发电机起停迅速的特点,用于对电网的调峰,可以大大提高风电设备的利用率。
    国家能源局提出,到2015年将天然气在一次能源中的比例提高到8.3%,2020年提高到12%。中国能源消费基数很大,天然气在能源构成中要如此大幅度提高,是一项艰巨的任务,必须深入研究其可能性和实施的条件。
3 天然气的资源潜力超过先前的认识
    对天然气已探明储量的认识大家比较一致,对于已知气田的储量增长量、待发现天然气的常规资源量和非常规资源量有许多机构和学者做过预测。在此基础上国际能源署(IEA)在2008年对世界天然气产量进行了预测(表3)。
    这个预测结果表明,俄罗斯的天然气产量将以0.7%的速度持续增长,长期保持世界第一产气国的地位;美国天然气以0.5%的速度增长,长期保持第二产气国的位置;世界产气量以1.5%的速度增长,产量将会从2007年的30420×108m3提高到2030年的43130×108m3。然而,2009年的天然气年产量美国反超俄罗斯成为世界第一产气大国。
    表4表明,2009年美国的天然气储量为6.93×1012m3,而俄罗斯为44.38×1012m3,美国的储量仅为俄罗斯的15.6%。如果从储量和产量的相关性而言,很难理解美国的产量超过俄罗斯这个事实。其根本原因是,由于非常规天然气的特殊性,虽已有很高产量,但仍未计入储量数据统计。2009年美国的非常规天然气的产量几乎与常规气相当。根据剑桥能源的预测[5],未来的美国和整个北美(包括加拿大)的非常规天然气产量将超过常规气,其中页岩气将起到重要作用(图2)。

    美国对页岩气的评价技术和开采技术已经比较成熟,而且采气的成本也较低,有可能在全球推广。从而可以得出一个重要的推论:世界页岩气分布广泛,开采技术成熟,使全世界有商业价值的天然气资源量大幅度增加,未来全世界的天然气产量也可能大幅度增加,其增长速度可能大于IEA预测的1.5%。据BP预测,全球2030年天然气在一次能源构成中的比例将与石油接近(图3)。
4 2030年中国天然气年消费量的理想目标为5000×108m3
    前边已经讨论了提高天然气消费量在一次能源构成中的重要性和全球天然气的潜力,中国应该将天然气消费量定在一个比较高的目标,结合到实现的可能性,应将2030年天然气消费量目标定在5000×108m3,是IEA预测值2420×108m3的1倍以上,与能源研究机构Wood Mackenzie新预测的中国2030年天然气需求量5400×108m3基本相当[6]。要达到这个目标必须做到2个结合:即常规气与非常规天然气相结合,国内天然气和利用国外天然气相结合。
4.1 国内天然气产量将达2500×108m3
    IEA预测中国天然气产量2030年为1250×108m3,我们将目标值提高1倍(即2500×108m3)。中国的天然气在21世纪进入了储量高速增长期,每年的新增地质储量在4000×108m3左右,至2008年底剩余可采储量为3.46×1012m3,2009年新增地质储量预计超过9000×108m3。与石油相比,中国天然气储量丰富、储采比高。因此近10年来产量也快速上升,如图4所示。
 

    中国陆地的塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地和中国南海天然气资源潜力大,勘探形势好,仍可能有较大的气田被发现。预计中国天然气储量高速增长期还将持续一段时间,相应的天然气产量也将持续高速增长。如果按照5.4%的速度上升,至2030年,即可达到年产2500×108m3。中国天然气的供应除常规天然气外,煤层气和页岩气是最现实的非常规天然气来源。中国第3次资源评价结论认为煤层气远景资源量为36.8×1012m3,可采资源量为10.87×1012m3[7]。而斯伦贝谢公司将中国列为世界4大煤层气资源国之一,达1307×1012ft3[8]。虽然煤层气现在的产量还不高,但前景很好。
    页岩气起步更晚,与美国的页岩气类比,以四川盆地为中心的上扬子地区最为现实,目前有多个区块正在进行评价,并且过了采气关。Wood Mackenzie公司预测2030年中国页岩气产量将达1.84×108m3/d,煤层气将达1.13×108m3/d,非常规气年产量将达到1000×108m3的规模[9]。因此可以说中国常规天然气和非常规天然气合计年产2500×108m3的预测值有较大的可靠性。据中石油的一个课题组预测,中国天然气将从2010年的年产量988×108m3,增长至2030年3220×108m3 (按6.1%的速度),商品气量将达2910×108m3。此外中国的煤资源丰富,目前煤制气的产量发展速度也比较快,将对天然气的供应起到补充作用。
4.2 每年引进国外天然气2500×108m3
    世界金融危机使全球天然气需求量下降,美国页岩气的高速发展和全球范围内LNG大量投产造就了大规模利用国外天然气的大好时机。主要有以下特点:
    1) 世界天然气剩余可采储量为187.49×1012m3,储采比达62.8。2000年美国联邦地质调查局预测的已知气田储量增长量为3660×1012ft3,待发现天然气为5296×1012ft3,资源潜力巨大。
    2) 世界天然气剩余可采储量处于高速增长期,近20年来增长53%,而同期石油仅增长32%。这种情景预计还将继续。
    3) 美国页岩气异军突起,使美国成为世界天然气产量第一大国,进口量大幅减小,同时带动了全球页岩气的勘探开发热潮。
    4) 在天然气高需求时投资建设的LNG产能在2009—2010年先后投产,产量大幅增加,LNG的价格优势,使俄罗斯的管道天然气(与油价挂钩)的销售受到制约,俄罗斯2009年的天然气产量下降了12.1%,减少了从中亚进口天然气,俄罗斯天然气急于寻找东亚市场。
    5) 中东在建的LNG项目在未来几年还将投入生产。澳大利亚煤层气液化的LNG将有大的发展,正建或待建的项目共有8个,产能超过5000×104t/a。据IHS(Information Handling Service)公司的资料,2009—2012年新增的LNG产能将达到8660×104t/a(表5)。
    中国公司已与外企签订的LNG供气项目有12个,年供LNG 2815×104t(约400×108m3),签订管道气协议年供气能力440×108m3,框架协议(830~880)×108m3
    中国公司在若干海外项目中成为股东之一,如中石油与澳洲壳牌公司收购了Arrow公司的2个煤层气项目。
    从全球天然气的供需形势和中国公司在海外掌握的天然气资源分析,引进海外天然气的基础条件好,进口2500×108m3/a的可能性大。
 

5 引进海外天然气的制约条件主要是气价
    天然气的利用主要有4个方面,即城市燃气、工业燃料、化工原料和发电。它与其他能源之间都有互相替代作用,所以天然气的利用与气价密切相关,当其他能源的价格低于天然气的价格时,天然气的发展就受到了制约,最直接是煤的竞争。从减少以)。排放的角度,应该降低煤在能源构成中的比例,但目前中国煤价要比气价低很多,天然气很难与煤竞争。在天然气的用途中最能与煤竞争的是城市用气。城市燃气的优势与煤相比是明显的,在气价高一些的城市,居民也愿意承担,而不会选择用煤,但对发电等其他用途,在现今的气价条件下,就可能选择用煤。
    现在国内的气价基本上是由政府定价,地区之间有差别,比较复杂,但总体上价格偏低。而进口气价又大幅度高于目前国内的气价,如中亚天然气价格与油价挂钩,当国际油价为80美元/桶时,每立方米到岸价为2.12元人民币,输送至消费城市还要再加上运费,如到北京的气价每立方米经过最近的加价后售价为1.78元,这样每立方米进口气成本与售价之间的差价在1元以上。这种差价现在由石油公司负担,如果每年进口400×108m3天然气,亏损将超过400亿元人民币,如果进口量达到2500×108m3,亏损也将超过2500亿元。所以气价问题不解决,引进国外天然气的方针就很难实施。
    有人可能会说美国的天然气价格比中国还低,这也是事实。这是因为天然气不同于石油,没有形成世界统一的价格,全球大致形成了亚太、欧洲、北美3大市场,亚太地区价格最高,欧洲较低,北美最低(表6)。不可能因为中国的生活水平低,就能得到廉价的天然气,气价是由市场决定的。
 

    随着LNG产量的增加,有可能在若干年后形成全球统一的气价,但何时形成还不好估计。俄罗斯天然气进入中国目前的主要障碍就是气价双方很难取得一致。
    要进行气价调整,一个重要因素是合理、科学的确定煤价。目前的煤价偏低是因为没有考虑煤的开采和使用对环境造成的影响。中国年产30×108t以上煤的产量过大,对环境的破坏作用也很大,已达到不科学、不可持续的程度,代价是很大的。如果考虑这一因素,并把它计入成本,煤价应该会提高。这样做就会使气价与煤价的差距缩小,为利用天然气提供条件。
6 结论
    中国一次能源需求仍处于高速增长期。能源结构极不合理,煤的比重过大,气的比重过小,核能和可再生能源基数小,需要一个发展的过程。提高天然气的比重极其重要,一方面要大力开发国内的常规气和非常规气资源,同时还要大力利用国外天然气资源,调整气价是实施这一措施的关键。
参考文献
[1] BP公司.BP能源统计2010[R/OL].http:www.bp.com.
[2] 中国可再生能源学会风能专业委员会.风能统计资料[EB/OL].http:∥WWW.ewea.org.cn/download/display_list.asp?cid=2.
[3] 日本公务省统计局.日本统计年鉴2008[R/OL].东京:日本公务省统计局,2009.
[4] IEA.World Energy Outlook 2008[EB/OL].http:∥www.worldenergyoutlook.org.
[5] CERA(剑桥能源).North American Natural Gas Watch—A Brave New WorId:Shale Production Redefines North American Natural Gas Landscape[R].波士顿:IHS剑桥能源,2010.
[6] Wood Mackenzie公司.中国液化天然气需求将在2020年达到峰值[EB/OL].http:∥cn.reuters.com/article/chinaNews/idCNCHINA-2720920100726.
[7] 国土资源部.新一轮全国油气资源评价结果表明,我国石油可采资源量212亿吨[EB/OL].http:∥WWW.mlr.gov.cn/xwdt/jrxw/200808/t20080818_679413.htm.
[8] 斯伦贝谢公司.煤层气藏评价与开采技术新进展[R].巴黎:斯伦贝谢公司,2009夏季季刊:5.
[9] Wood Mackenzie公司.中国非常规天然气展望[R].伦敦:Wood Mackenzie公司,2010:7.
 
(本文作者:童晓光 中国石油海外勘探开发公司)