中國科學院院士鄒才能:中國天然氣發展態勢及戰略預判
北美非常規天然氣產量的增長改變了全球供給格局,使天然氣供應總體寬松,貿易中心東移。
來源:天然氣工業
作者:鄒才能、趙群、陳建軍、李劍、楊智、孫欽平、陸家亮、張剛雄
在分析國內外能源發展態勢的基礎上,結合世界天然氣大市場發展態勢分析了中國天然氣發展的大形勢,多方位、多角度研判了中國天然氣的發展狀況:①天然氣需求增長強勁,2050年需求量將達到6500×10^8~7000×10^8m^3;②2030年天然氣產量可能的高、中、低3種峰值情景分別為1800×10^8m^3、2000×10^8m^3、2200×10^8m^3;③陸上管道氣極限供給能力在1600×10^8m^3左右;④LNG將成為填補天然氣需求量缺口的主要途徑;⑤在國產氣、管道氣峰值基本明確的前提下,未來LNG、儲氣庫氣將在我國整個天然氣工業產業鏈中發揮極其重要的作用。
進而從中國的基本國情出發,提出了對未來天然氣發展戰略的初步思考:①提速國內油氣生產能力、管道輸送能力、LNG與儲油氣庫能力等“三個能力”建設;②在人工智能和大數據的基礎上分析油氣供給和消費特征,建立中國油氣“安全消費峰值”預警體系;③從我國“富煤、貧油、少氣”的能源資源國情出發,急速推進煤炭清潔化工業技術和新能源主體工業技術的提前突破;④把握國內外能源發展形勢,全方位戰略布局國家能源安全格局,加快煤炭、油氣和新能源“三足鼎立”新時代的到來。
引言
全球天然氣資源充足,能源發展正進入天然氣時代,當前全球能源發展已形成石油、天然氣、煤炭和新能源“四分天下”的新格局。研究中國天然氣發展態勢,一是離不開中國能源發展的大勢,即在加強環境治理、建設美麗中國的大形勢下,能源結構調整加快,天然氣需求量將高速增長;二是離不開中國天然氣發展的大勢,即中國14億人口且生活水平不斷提高,從而形成巨量的天然氣消費需求,盡管國內天然氣產量保持快速增長,但未來天然氣供氣結構仍將由目前的國產氣占主體地位轉變為進口氣占主體地位;三是離不開世界天然氣大市場發展的大勢,即隨著北美頁巖氣產量巨量增長,中東、中亞、深海天然氣產量快速增長,世界天然氣有望長期進入供應寬松態勢,為中國天然氣進口帶來有利的機遇;四是需加強產供能力建設,提高供氣保障,隨著國內產氣能力、進口LNG能力、儲氣能力和管輸能力等建設的提速,中國天然氣快速發展,正在進入第二次高潮;五是以能源消費革命為指導,建立天然氣“安全消費峰值”,通過合理確定天然氣消費峰值,加大煤炭清潔利用(如煤地下氣化、煤制氣)規模,推動天然氣水合物有效開發,加快新能源發展,優化中國能源結構,保障天然氣供應安全。
本文基于上述5個方面的分析,多方位、多角度研判中國天然氣發展大勢,提出了關于中國天然氣發展戰略的幾點思考。
1、世界能源發展進入天然氣時代
1.1天然氣作為能源的三大特性
天然氣是最優質的化石能源,具有清潔性、民生性和過渡性等三大特性。
1)天然氣低碳環保,是最清潔的化石能源,具有清潔性。天然氣具有無色、無味、無毒,易散發,熱值高的特征。1m^3天然氣燃燒熱值相當于10kW˙h電和1.25kg標準煤的熱值。等熱值下燃燒天然氣,CO2、NOx、SO2、粉塵的排放量分別是煤的50%~60%、10%、1/682、1/1479,分別是石油的70%~75%、20%、1/389、1/140。
2)天然氣可以滿足人類最基本的生活需求,具有民生性。與煤炭和石油相比,天然氣具有潔凈、方便和安全等特征,可作為居民生活烹飪和取暖的能源,與居民生活更加密切相關。但由于居民用戶很難單獨儲存天然氣,一般都需要通過管道輸送。因此天然氣的穩定供應,關系到居民的基本生活需求,具有很強的民生性。
3)天然氣是化石能源向新能源過渡的橋梁,具有過渡性。在社會文明發展和科學技術進步兩大動力的推動下,能源發展從固態(木材+煤炭)、液態(石油)向氣態(天然氣)轉換,天然氣成為化石能源向新能源跨越中不可逾越的橋梁,將最終推動人類能源消費與生態環境的和諧發展。
1.2理論技術進步持續推動天然氣大發展
天然氣地質理論技術在世界天然氣工業建立、發展、壯大的過程中,發揮了至關重要的作用。早在1885年,White就以“天然氣地質”為題提出了著名的“背斜學說”,但近代石油工業興起以后相當長的歷史時期內,僅將天然氣作為成油過程的伴生物,天然氣藏的被發現也僅僅是找油的副產品,一直未能對其獨立開展勘探和開發。直至20世紀40年代到70年代末,天然氣理論技術快速發展,有力地推動了天然氣工業迅速崛起。這一時期,天然氣地質地球化學研究取得了重大進展,如德國學者提出了煤成氣理論,碳、氫同位素分析逐步被引入天然氣研究,《天然氣地質學原理》等一系列重要天然氣地質地球化學論著問世等等,推動了新類型非伴生氣大氣田的不斷發現,以著名的北海南部格羅寧根煤成大氣田(1959)、西西伯利亞北部烏連戈伊煤成大氣田(1966)等的發現為重要標志,世界天然氣工業成為獨立工業巨擘。20世紀末,致密氣、煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣工業實踐活躍,非常規天然氣地質理論技術研究規模展開,以1995年美國聯邦地質調查局提出“連續氣聚集”理念、2002年頁巖氣水平井多段壓裂技術試驗成功為標志,非常規天然氣產量快速躍升,在全球范圍內掀起了“非常規油氣革命”,深遠影響了未來天然氣工業的發展。
1.3全球天然氣供應寬松
全球天然氣資源充足,產量和消費量持續快速增長,但總體上產量增速快于消費量增速,表現為供氣形勢寬松態勢,天然氣產業進入跨越式發展的“黃金時期”。據BP的數據,截至2016年底全球探明天然氣可采儲量為185.4×10^12m^3,2016年產量為3.5306×10^12m^3,儲采比高達52.2,即在當前產量下可開采52年。全球已經形成中東、亞太和北美3個天然氣產量增長中心和天然氣產量消費量增長中心。2007—2017年,全球天然氣產量比消費量多增長2.5%,表現為天然氣供應總體寬松的狀態。
2017年全球天然氣產量3.6400×10^12m^3,比2007年的2.9475×1012^m^3增長了23.49%。隨著中東地區北方—南帕斯氣田開發提速、亞太地區天然氣開發加速和北美地區頁巖氣產量持續高速增長,使中東、亞太和北美的天然氣產量分別貢獻了全球天然氣產量增長量的41.2%、31.1%和24.6%。
1.4全球天然氣貿易中心東移
亞太地區中國、印度等新興經濟體的發展,使天然氣需求量大幅增加,受資源限制,天然氣產量增長遠低于消費量增長,天然氣貿易在亞太地區表現活躍,全球天然氣貿易中心向東轉移。2007—2017年,亞太地區天然氣消費量比產量增長量多出1007×10^8m^3;而中東和北美地區卻恰好相反,天然氣產量比消費量增長量分別多出817×10^8m^3和135×10^8m^3。
據BP的數據,北美、亞太和歐洲是全球天然氣貿易的3個中心,其中北美和歐洲天然氣進口量基本穩定,而亞太則是全球天然氣貿易量增長的主要地區。2007—2016年,全球天然氣貿易量由0.7761×10^12m^3增長至1.0841×10^12m^3,增長了39.7%。其中,管道氣由5497×10^8m^3增長至7375×10^8m^3,增長了34.2%;LNG由2264×10^8m^3增長至3466×10^8m^3,增長了53.1%(表1)。預計2017年全球管道氣貿易量約為7630×10^8m^3,比上年增長3.5%;LNG貿易量為3900×10^8m^3,比上年增長12.5%。
LNG技術的突破使得天然氣貿易擺脫了距離的限制,亞太地區成為天然氣貿易量增長最主要的地區。2007年全球LNG貿易量為2264×10^8m^3,占天然氣貿易總量的29.2%;2016年全球LNG貿易量達3466×10^8m^3,占天然氣貿易總量的19.2%。2007年北美、歐洲和亞太天然氣貿易量分別為1549×10^8m^3、4291×10^8m^3和1651×10^8m^3,LNG分別占其貿易量的15.5%、12.4%和65.6%;2016年北美、歐洲和亞太天然氣貿易量分別為1515×10^8m^3、5330×10^8m^3和3072×10^8m^3(表1),LNG分別占其貿易量的5.7%、48.0%和78.6%。
天然氣產量和貿易量的增加,推動了儲氣庫的建設,以實現規模儲備。據國際天然氣聯盟(International Gas Union,簡稱IGU)2015年的數據,從1915年加拿大首次儲氣實驗到目前,全球共建有儲氣庫715座,其中北美占37%、歐洲占28%、獨聯體占30%,總工作氣量為3930×10^8m^3,其中北美占67%、歐洲占20%、獨聯體占6%。
責任編輯:售電小陳