引言:看待天然氣產(chǎn)業(yè)的兩個視角
在當(dāng)今“十二五”規(guī)劃和“十三五”規(guī)劃交接之際,如何審視和天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?從兩個不同的視角看待所得出的兩種不同的見解幾乎是“冰火兩重天”。目前輿論主流所反映的觀點是:我國能源稟賦是富煤缺油少氣,天然氣價格遠高于煤,近年來市場低迷、供過于求;“十三五”期間難有前十年那樣的快速發(fā)展;“十二五”規(guī)劃2300億m3/a的耗量都達不到,“十三五”能有3000m3/a就不錯了。
另一個視角是把視野拓展到人類社會工業(yè)化以來150年發(fā)展歷程和今后100年的預(yù)期,以及中國前30年和后30年的發(fā)展的時空尺度。往后看,人類使用的一次能源從薪柴--煤--到石油和天然氣的轉(zhuǎn)型,是工業(yè)化發(fā)展的需求和環(huán)境的約束所決定的,與“能源稟賦”無關(guān)。中國近30多年工業(yè)化快速走過了OECD國家150年的歷程,但是由于種種原因,未能遵循歷史規(guī)律及時進行能源,特別是天然氣的轉(zhuǎn)型;導(dǎo)致了高能耗、高污染、高碳排放和低效益的現(xiàn)狀。往前看,世紀(jì)末實現(xiàn)零碳排放,控制地表溫升不超過2oC是人類命運共同體的要求,也是35年后偉大復(fù)興的中國夢的重要目標(biāo)。當(dāng)今時代是人類歷史上空前絕后的大轉(zhuǎn)型、大變革的時代。必須拋棄線性外推的思維定式,從大轉(zhuǎn)型大變革的視角才能厘清天然氣所扮演的角色[1]。
一、 中國能源轉(zhuǎn)型大勢和天然氣的關(guān)鍵作用
在今后30年徹底改變“三高一低”的狀況、完成能源轉(zhuǎn)型的歷史任務(wù),要求中國不能亦步亦趨地追蹤發(fā)達國家走過的路,模仿它們現(xiàn)在的能源構(gòu)成。中國必須從實際出發(fā),審時度勢、發(fā)揮“后發(fā)優(yōu)勢”,實行“跨越式發(fā)展”策略。從一次能源的角度說,其要點是:
中國的一次能源構(gòu)成仍處在第一次工業(yè)革命時期,燃煤40多億t/a占世界一半多,其中一半用于大機組發(fā)電,另一半即近世界1/4的煤是在中國用于鍋爐燃料、煉鐵和水泥等終端利用的。這是中國能效低、環(huán)境污染、嚴(yán)重霧霾和CO2排放的主要根源。同時也須看到迄今煤仍是中國終端用能的主體;不能落實終端燃料用煤的替代方案,“控煤”、“限煤”就會“限、控”中國經(jīng)濟的發(fā)展。解決這個問題已經(jīng)成了中國能源轉(zhuǎn)型和能源革命的首要任務(wù)。
有人提出“電供暖”、“電鍋爐生產(chǎn)熱水和蒸汽”。可是由煤產(chǎn)、供電的效率只有30%幾,用電來供熱比直接用煤供量減少一半多,成本將成倍增加;且不說以電供熱需要增加多少電力,目前中國75%的電還是煤電。“采用熱泵技術(shù)供能量可以加倍”。但是加上投資折舊的成本,供能費用也會倍增,經(jīng)不起算細賬的推敲。
能源轉(zhuǎn)型最終將以可再生能源為主是毫無疑議的。近年來中國新增水電、風(fēng)電、光伏裝機領(lǐng)先于世界,但是它們只能通過發(fā)電來利用。而況迄今其總量只占一次能源10%左右,遠不夠替代占總能耗30%的終端燃料用煤。
其實,答案就在歷史中:世界主要經(jīng)濟體早在1980年代就已經(jīng)在恢復(fù)環(huán)境的壓力下完成了終端燃煤(油)向天然氣的轉(zhuǎn)型;并同時大幅度提供了能效。種種原因卻使中國錯失了這次歷史的機遇。但在過了30年之后科技進步新成果和能源-環(huán)境新局面之下,中國要做的決不是簡單的“燒煤改燒氣”。當(dāng)前中國能源革命中向天然氣轉(zhuǎn)型有五大關(guān)鍵點:⑴、在占總能耗80%多的工業(yè)和建筑物終端用能領(lǐng)域采用分布式冷熱電聯(lián)供DES/CCHP,使中國能效由37%提高10多個百分點到目前世均的50%,以較少的天然氣保障過去靠更多的煤提供的能源需求;⑵、以天然氣CCHP替代終端燃煤,而不是較大鍋爐取代小鍋爐,可有效地消除40%以上霧霾和環(huán)境污染;⑶、天然氣DES/ CCHP協(xié)同電力調(diào)峰、保障負荷中心供電;變負荷燃氣發(fā)電協(xié)同可再生能源發(fā)電均衡入網(wǎng);⑷、L/CNGV替代汽柴油,特別是LNG替代柴油用作交通運輸燃料、減少尾氣所致霧霾;⑸、供應(yīng)同樣終端冷熱電汽天然氣DES/ CCHP碳排放比燃煤減半,加快碳減排 [2]。
至于自第二次工業(yè)革命以來發(fā)達國家占一次能源消耗三成多的石油,其中70-80% 構(gòu)成交通運輸能源的主力,20%多用作工業(yè)燃料和有機化工原料。由于中國的第二次工業(yè)革命還在進行中,有機化工工業(yè)和私人交通都還在快速增長期間,中國的石油消耗占一次能源的17—18%左右;但來自進口的已占60%。中國顯然不可能重復(fù)發(fā)達國家“以油代煤”的歷史故事讓石油占到30%,因為新的能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)開始。中國能夠、也必須“跨越式發(fā)展”,即部分跨越“石油世紀(jì)”,直接發(fā)展電力和氫氣燃料電池驅(qū)動的乘用車,即EV和FCV;采用LNGV來替代運輸車船的柴油。至少在近15—20年中用它們滿足交通運輸燃料的增量需求。其實這就是各國都在采取的策略,中國有著“后發(fā)優(yōu)勢”而已。至于石油化工,則盡快采用煤、油生物質(zhì)三種原料協(xié)同的有機化工工業(yè)來取代[3]。
二、 “十三五”時期中國天然氣需求分析
按上述“倒逼”思路分析2020/2035年天然氣需求總量估算如下:
1、利用失不再來的城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的歷史機遇,作為替代終端燃煤、提高能效、保障供應(yīng)和消除霧霾的主要戰(zhàn)場,建成200多個大型、1000多個中型區(qū)域型天然氣DES/CCHP,加上上萬個小型DES,到2020--2025年裝機容量達到200GW,按年運行4800h/a、平均負荷70%計,將耗用天然氣1800億m3/a;2035增加到3300億m3/a[2]。
1800億m3/a按熱值折合2.3億tce/a標(biāo)煤。但是由于能效可以提高近一倍,所以能夠替代至少4億tce/a的煤;到2035年3300億m3/a用于DES/CCHP的天然氣替代8億tce/a燃煤。靠提高能效保供能。
2、協(xié)同可再生能源發(fā)電調(diào)峰的天然氣。按照風(fēng)電和光伏發(fā)電上網(wǎng)總發(fā)電量5000億kWh/a,以1/4的天然氣調(diào)峰電使風(fēng)光風(fēng)電成為均衡負荷,并參與全國范圍內(nèi)電力供需平衡計,發(fā)電量1500億kWh/a,耗天然氣400億m3/a;2035年1000億m3/a。
3、用于冶金、建材、煉油等高溫加熱,難以采用CCHP的工業(yè)燃料2020年需700億m3/a;2035年1000億m3/a。民用和商用氣分別為600億m3/a和900億m3/a.。考慮高耗能工業(yè)發(fā)展減速、DES/CCHP加速等因素2020--2035年的增幅減小。
4、替代汽柴油用于車船運輸?shù)腖/CNGV燃料2020年700 億m3/a;2035年1400億m3/a。LNGV替代汽柴油直接減少石油的消耗和進口。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的發(fā)展速度, 2035年可以實現(xiàn)新增交通運輸燃料完全不再增加石油消耗[4]。
幾項合計,并考慮少量就地用作原料的天然氣,2020年總共需求約為4200--4500億m3/a。在當(dāng)年總能耗48億tce/a或者44億tce/a情況下,天然氣占一次能源總量11.5%或12.5%。 2035年增加到約8200億m3/a。由下表1可見,下游用戶比率也將發(fā)生很大變化:一是4成的天然氣乘著中國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的機遇直接采用區(qū)域DES/CCHP模式最高效利用。這使得直接發(fā)電、用作工業(yè)燃料和民、商用氣所占比率大幅度降低。二是近兩成用于LNGV替代車船燃料,顯著減少石油消耗。這種消耗量和用戶分布的巨大變化,是按照到2050年中國能源轉(zhuǎn)型大勢“倒逼” 所需推算出來的。是不可能與從目前現(xiàn)狀出發(fā)線性外推的數(shù)據(jù)相印證的。也是只有實行能源革命,讓天然氣利用方式發(fā)生根本性的變化才有可能實現(xiàn)的。
表1 2020年和2035年中國天然氣下游各個領(lǐng)域用戶分布,%

*注:數(shù)據(jù)來自國家統(tǒng)計年鑒。
歷史是最好的鏡子。上述預(yù)期中國天然氣2015—2035 的20年間從2000億m3/a增加大8200億m3/a、增長4.1倍的高速度一點也不奇怪。圖1 所示的美國能源轉(zhuǎn)型的歷史數(shù)據(jù)表明,60多年前美國天然氣開始大發(fā)展的1951 到1971年20年間,耗量從1400億m3/a暴增到6000億m3/a,增長4.3倍;當(dāng)時美國的人口還不到2億。

圖 1 美國一次能源消耗構(gòu)成變化的歷史數(shù)據(jù)(引自IEA網(wǎng)頁[5])
三、 “十三五”期間中國天然氣供應(yīng)保障
上述能源轉(zhuǎn)型大勢倒逼的天然氣消耗的跨越式增長的估算,是建立在確認(rèn)中國的資源、地緣政治經(jīng)濟和技術(shù)條件完全能夠保障天然氣的供應(yīng)這個前提之下的。分析如下:
1、 國內(nèi)天然氣資源豐富,已為大發(fā)展做好了準(zhǔn)備
國土資源部2015年發(fā)布的數(shù)據(jù)表明,我國僅常規(guī)天然氣地質(zhì)資源量68 tcm,可采資源量40 tcm,歷年已經(jīng)采出總共2 tcm,剩余可采38 tcm。也就是說還有95%可采。即使年產(chǎn)3000億m3/a也可供開采100多年。煤層氣、頁巖氣等非常規(guī)天然氣更為豐富,均居于世界前列 [6、7]。中國“少氣”論,包括一直唱衰非常規(guī)天然氣“不可能像美國那樣發(fā)展”的論調(diào),部分是由于思維定式,部分是集團利益需要所制造的輿論。而“留給子孫后代”之說完全是小農(nóng)經(jīng)濟思維的偽命題。本世紀(jì)后期世界就將進入可再生能源居主的時代,后代不需要我們“留”給他們探明可采的化石能源;何況他們開發(fā)利用任何資源的技術(shù)會遠比我們這一代高得多。“好鋼用在刀刃上”。現(xiàn)在就是我國天然氣資源發(fā)揮作用的最好時期。
2、 國際貿(mào)易轉(zhuǎn)向買方市場,供應(yīng)充足,價格低廉
到2014年底世界天然氣可采儲量達187.1萬億m3, 比1994年增加了68萬億m3 ,比這20年內(nèi)消耗掉的多得多[8]。目前的耗量是3.38萬億m3/a,其中30%即約1萬億m3/a通過國際貿(mào)易,管輸20%,LNG 10%。到2035年耗量將達5萬億m3/a。LNG是洲際、遠程貿(mào)易的主要形式,今后占比還會增加[9]。
中國的地理和地緣政治條件對進口管輸氣和LNG都極為有利。已簽約和在建的項目能夠保障1600億m3/a的進口量。這包括自俄、土、緬進口的920億m3/a管輸氣和沿海將近20個總能力6000千萬t/a的LNG接受站,折合700多億m3/a;還沒有算上正在快速發(fā)展的、以FSRU 和FLNG模式進口的LNG。1600億m3/a占2020年天然氣總消耗量的37.2%,應(yīng)當(dāng)足以補充國內(nèi)產(chǎn)量增長的供應(yīng)缺口。何況“一帶一路”還將促成一些新的進口項目。
目前>5年的長協(xié)占69%,2—5年協(xié)議的占4%; 2年以內(nèi)的協(xié)議和現(xiàn)貨占27%。今后世界LNG貿(mào)易協(xié)議時間趨向縮短。世界LNG市場正在向買方市場轉(zhuǎn)變。今明兩年將有10個項目,總共4600萬t/a LNG中,現(xiàn)貨和不限定目的地(Flexible Destination)的占一半以上[9]。需求疲軟使低迷的亞洲 $6-8/MMBTU的現(xiàn)貨價格仍將持續(xù)。持續(xù)居于低位的油價使同油價掛鉤的長協(xié)項目趨向于重議價格條款。短期合同增加。這些都將利好近五年中國進口LNG價格保持低廉。
3、 終端需求變化將改變中國LNG貿(mào)易和物流格局
在交通運輸燃料低碳替代中,小型乘用車采用EV和FCV替代汽油發(fā)展迅猛,但采用Diesel發(fā)動機及柴油等中間餾分燃料的車船如何低碳替代尚無定論。近年來世界NG車船的年增速為17%,中國則為200%。2014年中國L/CNG車達495.5萬輛,耗天然氣324億m3,占總耗量的18%;均居世界第一位。預(yù)計到2020年和2035年運輸燃料LNG需求量將分別達到700億m3/ a和1400億m3/ a;。加上中國管網(wǎng)天然氣晝夜峰谷差巨大,需要用白天氣化LNG調(diào)峰的總量也很大;兩者加起來到2020年和2035年以LNG形式終端耗用的天然氣量將分別達到1400億m3/ a和2200億m3/ a;占天然氣耗量的25%和27%;將形成世界最大的陸地LNG物流市場[4]。
這種前景將使中國引領(lǐng)世界LNG物流和商業(yè)模式的創(chuàng)新。快速發(fā)展的FLNG將沖破液化生產(chǎn)線---LNG船---氣化終端站的一統(tǒng)模式;到岸LNG將更多采用LNG集裝箱多式聯(lián)運直達數(shù)萬個LNGV加注站和上千個城市門站,顛覆以往在多級中間儲罐之間裝卸的模式。并與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合建立起高效的LNG物聯(lián)網(wǎng)。這將使得LNG成本降低、終端供應(yīng)需求得到最快的響應(yīng)和充分的保障 [10] 。
4、 深化改革,依法治國,生產(chǎn)關(guān)系促進生產(chǎn)力大發(fā)展
當(dāng)前中國天然氣產(chǎn)業(yè)基本上仍沿襲計劃經(jīng)濟、行政管理的模式;實質(zhì)上就是生產(chǎn)關(guān)系滯后于生產(chǎn)力的發(fā)展,上層建筑不適應(yīng)快速變化的基礎(chǔ)的要求。表現(xiàn)為:1)、行政定價制約上游開采的積極性。2)、多層壟斷大幅度推高中游的輸配成本。3)、利益博弈和行政干預(yù)推高終端消費價格。下表2給出了中美兩國天然氣從井口到最終消費價格變化的對比。可見,美國門站價僅比井口價高出了14%,中國則高出100%--150%;美國發(fā)電和工業(yè)用天然氣與井口價之比不到1.2,而中國則達到4--5。實際上中國大部分天然氣的井口或出廠價格并不高。
表2 中美兩國天然氣從井口到最終消費價格變化的對比

只要按照目前呼之欲出的 “管住中間,放開兩頭”的天然氣定價機制市場化改革思路,按照市場經(jīng)濟所要求的法制化管理的要求,以人大立法,政府執(zhí)法監(jiān)督的模式,理順天然氣產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)關(guān)系,中國天然氣產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)上述的大發(fā)展是指日可待的。
當(dāng)前需要立法的內(nèi)容包括:1)、天然氣勘探開發(fā)立法-----有時限的區(qū)塊開發(fā)許可和收回機制;2)、放開上游行政定價,建立資源稅調(diào)節(jié)機制;3)、下游消費價格完全回歸市場主導(dǎo)機制,徹底廢除“交叉補貼”;4)、天然氣輸配法:包括落實進一步完善已有的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施投資規(guī)范和建立天然氣管網(wǎng)法,天然氣儲備法;5)、修改完善城市燃氣特許經(jīng)營法;6)、建立天然氣交易和稅收法(包括管網(wǎng)氣、LNG);7)、建立區(qū)域能源規(guī)劃法,促進天然氣高效利用;8)、建立LNGV法,助推中國引領(lǐng)世界替代中間餾分交通運輸燃料低碳轉(zhuǎn)型的歷史機遇[11]。
四、 中國天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長遠前景
1、20年后中國天然氣產(chǎn)業(yè)情景
迄今的十年中國天然氣產(chǎn)業(yè)已經(jīng)做好了資源、輸配、市場開拓等各種準(zhǔn)備;憋足了勁,只待“十三五”開鑼,乘經(jīng)濟轉(zhuǎn)型、深化改革、碳減排約束落實的東風(fēng)振翅起飛。充當(dāng)能源革命的先鋒軍。
到2035年中國將成為世界第一大天然氣消費國,但仍需要部分進口。在管輸氣和LNG兩個國際貿(mào)易市場上,中國都將縱橫捭闔、左右逢源,對國際貿(mào)易價格發(fā)揮更大的、主動性影響。中國引領(lǐng)的LNG新商業(yè)模式將使終端市場上的LNG價格與管輸氣差價大幅度縮小,從而提高天然氣全價值鏈的效率。
2、天然氣帶動系列低碳產(chǎn)業(yè)、投資、就業(yè)和經(jīng)濟轉(zhuǎn)型
在中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的歷史時刻,天然氣產(chǎn)業(yè)及其所帶動的一系列低碳產(chǎn)業(yè),包括:1)、區(qū)域能源和大小DES/CCHP建設(shè)配套的天然氣發(fā)動機、余熱鍋爐、供冷暖熱水設(shè)施和管網(wǎng)等裝備制造業(yè)、安裝工程和管理服務(wù)業(yè);2)、LNG產(chǎn)業(yè),包括LNGV用天然氣發(fā)動機、燃料箱、整車船、加注站配套設(shè)施,LNG集裝箱、FLNG等運輸車船的系列裝備制造業(yè);LNGV 運營業(yè);LNG物聯(lián)網(wǎng)全產(chǎn)業(yè)鏈的運營服務(wù)業(yè);3)、數(shù)十萬公里各級天然氣管網(wǎng)和輸送動力設(shè)施的制造、敷設(shè)、運營管理業(yè);4)、常規(guī)、非常規(guī)各類大小天然氣資源的開發(fā),包括鉆井、壓裂、凈化加工、輸運或液化等產(chǎn)業(yè)鏈,等等。
以上都是現(xiàn)在所沒有的或規(guī)模有限的、新興的低碳產(chǎn)業(yè)。發(fā)展這些產(chǎn)業(yè),不僅需要數(shù)十萬億人民幣的投資和金融資本運作,成為推動國民經(jīng)濟發(fā)展的新動力和新戰(zhàn)線;而且將創(chuàng)造數(shù)以千萬計的就業(yè)崗位。是消納煤炭、鋼鐵等等產(chǎn)能過剩領(lǐng)域從業(yè)人員的積極舉措。
3、未來智慧能源網(wǎng)絡(luò)IEN的重要組成部分
三個需要使天然氣將不僅僅是向未來可再生能源時代過度的手段,而將成為未來的智慧能源網(wǎng)絡(luò)(Intelligent Energy Network, IEN)的重要組成部分:1)、熱力學(xué)規(guī)律決定天然氣DES/CCHP將成為IEN終端用能的基本單元或細胞;2)、配合智能電網(wǎng)(Smart Grid, SG)的智慧天然氣網(wǎng)絡(luò)(Smart Gas Grid, SGG),助力天然氣與電力相互轉(zhuǎn)換、將是與儲能一起實現(xiàn)IEN宏觀供需平衡的重要手段[12]。3)、豐富的資源和開采手段的技術(shù)進步有可能使100年內(nèi)直接開采自然的天然氣資源仍具有相對于用其它一次能源,例如生物質(zhì),制天然氣的經(jīng)濟優(yōu)勢。所以說20世紀(jì)“石油時代”是可以部分跨越的,但21世紀(jì)的“天然氣時代”是不能被跨越的。20年后的中國不僅充分補上了30年前錯失的機遇,而且將引領(lǐng)世界建設(shè)以SGG輔助的SG為骨干的IEN的潮流,與世界攜手共同邁進低碳時代。
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[10]、華賁,技術(shù)進步推進LNG商業(yè)模式創(chuàng)新,國際 LNG 技術(shù)大會,2015.8.26,上海
[11]、華賁,轉(zhuǎn)變體制與機制,加速中國天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展《 中國能源報 》2015.11.23,04 版
[12]、華賁,智慧能源網(wǎng)絡(luò)的物理架構(gòu),(即將發(fā)表)
文/華賁華南理工大學(xué)天然氣利用研究中心
原文刊登于《世界石油工業(yè)》
責(zé)任編輯: 李穎