“双碳”目标下中国天然气发展定位与政策建议
黄辉1，刘明明2，3，4，王建良2，3，4
1. 自然资源保护协会；2. 中国石油大学（北京）经济管理学院；3. 中国石油大学（北京）中国油气产业发展研究中心；4. 中国石油大学（北京）碳中和与创新能源发展研究院
摘自《城市燃气》2023年第六期
摘要：本文在梳理我国天然气市场发展现状基础上，结合“双碳”目标对能源系统、能源安全、环境保护等多方面的要求，综合政策、机构、文献视角，提出“双碳”目标下中国天然气发展的总体定位，并根据未来天然气发展存在的挑战，提出中国天然气发展的政策建议，这对于深入理解天然气在中国“双碳”进程中的作用具有十分重要的意义。
关键词：“双碳”目标；天然气；能源转型；发展定位
2020年9月20日，习近平主席在第七十五届联合国大会上提出，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现“碳中和”。在此之后，习近平主席在“联合国生物多样性峰会”、金砖国家领导人会晤、二十国集团领导人峰会、中央经济工作会议等多个重要会议重申“双碳”目标，坚定推动绿色低碳发展。天然气作为最清洁的化石能源，理应在我国“双碳”进程中发挥重要的作用，但受制于资源禀赋、天然气价格、能源安全等多重因素，现阶段关于天然气在“双碳”目标中的作用、天然气产储供销体系建设等方面仍存在较大的争议。为此，本文将综合机构视角、文献视角、政策视角等，全面考量能源系统、资源特征、经济成本、能源安全等多重因素，系统提出“双碳”目标下中国天然气总体定位，进而提出天然气发展的政策建议。
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我国天然气发展现状
过去十年，我国天然气行业快速发展，取得了系列成就，已经成为全球第四大产气国、第四大消费国、第一大天然气进口国和第一大液化天然气进口国，天然气管道历程突破11.6万km。
（1）天然气产量持续增长，建成常规气为主、非常规气为辅、多主体的生产体系。2021年，我国天然气年产量上升至2 075.8亿m³，较2021年增长117%。其中，常规气产量1 742亿m³，占比84%，主要来自长庆油田、塔里木油田等；页岩气230亿m³，占比11%，保持高速增长，2015年以来年均增速超20%；煤层气103亿m³，占比5%；中石油占据主导，占比69%，中石化、中海油分别占比17%和11%。
（2）天然气进口稳步增长，建成LNG为主、管道气为辅的多元进口体系。2021年，天然气进口1 680亿m³，较2010年增长911%。其中，LNG进口1 091亿m³，占比65%；管道气进口591亿m³，占比35%。进口通道方面，建成东北中俄、西北中亚、西南中缅管道气进口通道和东部海上LNG进口通道，进口国家覆盖土库曼斯坦、乌兹比克斯坦、俄罗斯、澳大利亚、美国、卡塔尔等多个主体。
（3）天然气消费高速增长，建成工业与城燃为主、发电与化工为辅的消费体系。2021年天然气消费3 690亿m³，较2010年增长245%，其中工业用气占比40%、城市燃气占比32%、发电用气占比18%、化工化肥用气占比10%。地域上，以东部省份为主，广东、江苏均超300亿m³，四川、山东、河北均超200亿m³。同时，天然气普及率和治污成效显著，全国性城燃气化率从2015年51.7%上升至62%，北方地区“减煤、增气”，环境明显改善。
（4）天然气基础设施建设加快推进，主干互联、区域成网、储气成群。2021年主干天然气管道总里程11.6万km，干线运力2064亿m³/a，一批管道正在推进和建设；投产LNG接收站22个，2021年底LNG进口接收能力超过1亿t/a；全国共有储气库28座，地下储气库工作气量增至210亿m³。
（5）天然气政策体系更加完善，体制机制顶层设计基本形成。2015年以来，国家出台超过50项政策推动我国天然气市场整体持续发展，主要涉及天然气市场化改革、天然气储备设施建设、构建多元化供应体系等议题。随着国内天然气基础设施开放、国内天然气消费量快速增长等影响，民营、港资和外资企业积极延伸业务链，参与LNG进口、城镇燃气等业务，天然气产业链更具活力。
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“双碳”目标下中国天然气发展定位
“双碳”目标下能源系统的转型是一个复杂的系统工程，需要综合考量能源系统、资源特征、资源禀赋、经济成本、能源安全、环境保护等多重目标。王震等认为，能源转型原则首要是确保能源供给安全，关键是要稳妥有序推进，核心是要节能减排增汇。对天然气来讲，其低碳仍含碳的属性、燃料兼原料的用途，在能源系统转型不同阶段发挥的作用存在不同的侧重点，短期低碳属性为主、替代其它燃料和原料，长期含碳属性居上，燃料侧被可再生能源替代，原料侧可发挥基础纽带作用。
2.1 政策视角下天然气的发展机遇
2021年10月24日，我国发布《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，作为碳达峰碳中和“1+N”政策体系中的“1”，开始发挥纲领性作用；10月26日，发布《2030年前碳达峰行动方案》，随后，《工业领域碳达峰实施方案》《减污降碳协同增效实施方案》《城乡建设领域碳达峰实施方案》等分领域实施方案陆续出台，“N”系列政策逐渐完善。此外，《“十四五”现代能源体系规划》《绿色交通“十四五”发展规划》《“十四五”可再生能源规划》等对能源发展作出了具体部署。这些政策为理解我国短期内天然气发展的方向提供了借鉴。总结来看，发电部门大力推动天然气与多种能源融合发展，因地制宜建设天然气调峰电站；工业领域提高天然气应用比重，有序推进工业燃煤天然气替代；化工部门引导化工原料用气增长，增强天然气原料供应能力，鼓励天然气替代煤炭；建筑部门天然气优先用于居民生活需要和北方地区冬季清洁取暖；交通部门扩大天然气在交通领域应用，支持车船使用LNG作为燃料。
2.2 机构视角下天然气的发展空间
与政策视角不同，国际能源署、中国石油经济技术研究院、清华大学等不同结构，借助多种中长期预测模型，给出了我国天然气未来不同情境下的发展空间。例如，国际能源署（IEA）《世界能源展望（2022）》认为，中国天然气消费未来20年仍然持续增长，在既定政策情景下，2030年、2050年需求量分别为4 430m³、4 420亿m³；中国石油经济技术研究院《2060年世界与中国能源展望》认为，天然气在新型能源体系建设中可发挥关键作用，2040年峰值突破6 000亿m³，2060年降至3 700亿m³。笔者通过总结BP、IEA、清华大学、中国石油等多个机构预测结果发现，2030年天然气消费量不同机构预测结果趋于一致，消费量水平约5 000亿m³；2050年，不同消费结果按照高、中、低划分，消费水平均值分别约为5 500m³、4 000m³、3 000亿m³。
2.3 文献视角下天然气的发展方向
“双碳”下中国天然气的发展定位，也是我国专家和学者关注的热点。马新华等认为天然气清洁低碳，兼顾稳定性、灵活性、经济性特征，有望逐步发展成为我国主体能源之一；王震等提出与其他低碳或无碳能源相比，我国天然气大规模稳定供应的基础最为扎实，是替代煤炭、实现“低碳化”最现实的选择；朱兴珊等认为“双碳”目标下天然气在能源转型中起关键支撑作用，构建新型电力系统过程中充当主要调峰资源，补位和替代高碳高污染燃料，充当基础能源，在氢能发展过程中充当“孵化器”和“助推器”。未来天然气发展的空间非常广阔，周淑慧等认为在碳中和情景下中国天然气消费量在2035 年左右达到峰值6 200m³~6 500亿m³；朱兴珊等认为2030年—2050年平台期达到6 500~7 000亿m³；王建良等提出2035年前后峰值约为5 000亿m³；洪涛等认为2040年天然气峰值6 000亿m³。
2.4 “双碳”目标下中国天然气总体定位
“双碳”背景下，中国天然气发展定位可以归纳为“一大三小”。“一大”是指，从整体上看，天然气是我国“双碳”进程下具有关键支撑作用的能源。“三小”分别对应着三个具体的角色定位，包括：低碳能源转型的现实能源、系统稳定的首选能源、产业升级的基础能源。
天然气是低碳能源转型的现实能源。能源转型目标是从高碳的化石能源向零碳的可再生能源转化。因为能源系统的庞大和复杂性，这种转化目标难以一蹴而就，需要逐步实现。因此，“高碳→零碳”的转变事实上对应着“高碳→低碳→零碳”的路径。与煤炭和石油相比，天然气是低碳的化石能源，且具备较好的利用基础，因此是能源转型的现实能源。
天然气是系统稳定的首选能源。能源系统中，电力系统占据着非常重要的地位，尤其是考虑到电力化的能源转型策略。电力系统的稳定，很大程度就是能源系统的稳定。电力系统的稳定要求系统内要配置足够的调峰资源和技术。与煤电、水电、储能等调峰方式相比，气电在技术、经济、环保等方面具有独特优势，因而成为系统稳定的首选能源。
天然气是产业升级的基础能源。长期来看，天然气产业的发展，不应当局限于天然气自身，而是向“天然气+”大气体能源工业体系迈进。新的工业体系，不仅涵盖天然气自身，还包括氢气等多种可再生燃气。在这个过程中，天然气可发挥基础能源作用，一方面推动天然气制氢发展，加快氢能发展进程，另一方面也可以利用天然气工业体系，与氢能等气体在运输、应用等方面实现系统发展。
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“双碳”目标下中国天然气发展面临的挑战
我国天然气系统的发展，需要兼顾可获得、运得到、用的稳、买得起、有责任的要求。在这些要求下，实现“双碳”目标下天然气的发展定位，仍面临多方面的挑战。
3.1 消费增量下的供应安全
2021年，中国天然气消费总量3 690亿m³，年增长率高达12.5%，预计未来天然气仍将保持较高速度增长，2030年—2040年进入峰值平台期，消费量在5 000亿m³左右，由此带来的供应安全不容小觑。一是内部供应安全，国内生产增速跟不上消费增速，增储上产越来越困难；二是外部供应安全，2021年中国天然气对外依存度增至46%，未来仍将继续攀升，天然气进口存在较大的不确定性风险；三是价格供应安全，中国在国际天然气定价话语权方面力量偏弱，进口天然气的成本面临较大的波动。
3.2 产消分离下的管网运能
2021年，中国天然气产量主要来自长庆油田、西南油田、塔里木油田、青海油田等西部地区油气田，而天然气消费主要分布于广东、江苏、山东、河北等东部省份，天然气主要气源地和主要消费地之间距离较远，需要建设长距离天然气运输管道实现天然气的跨省调配。目前，国家级干线管道建设相对滞后，区域管道互联互通程度较低，严重影响了管网系统之间的联通和整体的管输效率。
3.3 消费弹性下的储气调峰
2021年，中国天然气月度消费量最高至435亿m³，天然气月度消费最低至273亿m³，峰谷差超过160亿m³。截止2021年底，中国综合储气调峰能力仅占天然气消费量的6.6%，与欧美等地区典型国家10%~15%的比例差距较大；美国拥有近400座地下储气库，而中国仅有28座，储气能力不足成为产储供销体系建设的短板。未来，天然气消费的峰谷差或将进一步加大，天然气储气调峰能力的长短，将直接影响新型电力系统的稳定型和灵活性。
3.4 价格波动下的风险共担
近年来，国家密集出台相关政策文件，天然气定价机制从政府定价到双轨制再到指导价格，天然气价格市场化改革进展迅速，但是价格波动下产业链主体间的风险共担机制仍不顺畅。例如，上游气价波动向下游市场传导不通畅，城燃企业购气高气价难以疏导，天然气发电成本向电价的传递不通畅等。
3.5 能源竞争下的替与被替
在“双碳”目标实现过程中，天然气发展将面临多种替代能源的竞争，既可以发挥低碳属性替代部分能源实现规模进一步扩大，又将直面含碳属性下被其它更低碳能源替代的挑战。例如，在新型电力系统建设中，天然气发电面对煤炭清洁高效利用、光伏风电等可再生能源大规模利用、核能、水电等的竞争，天然气调峰也将面临煤电灵活性改造、储能等多种调节性电源的强有力竞争。
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中国天然气行业未来发展的政策建议
4.1 明确天然气在我国“双碳”进程中关键支撑作用的地位，引导天然气行业有序高质量发展
在当前条件下，要充分认识到天然气是实现低碳转型的现实能源、实现系统稳定的首选能源、实现产业升级的基础能源，通过持续优化天然气利用政策体系，引导天然气极好又快发展。一是依托国家碳达峰碳中和“1+N”政策体系，明确天然气在关键部门的发展方向和推进路径；二是优化天然气行业政策体系，引导更多主体参与上游天然气勘探开发、引导社会资本参与储气库等基础设施建设、引导居民用气和用电习惯；三是加强天然气全生命周期的甲烷排放监控，推进天然气+CCUS的联合应用;四是狠抓政策落实，推动天然气行业行稳致远。
4.2 充分发挥国内、国外两种资源在多元供应保障体系中得作用，提高天然气供应安全韧性
要充分认识到天然气供应安全在天然气行业可持续发展中的重要作用，立足国内、拓展国外，打造有安全、有韧性的天然气供应保障体系。一是继续加大国内天然气勘探开发，依托“七年行动计划”，力争勘探发现一批、建设投产一批，通过国内增储上产有效控制天然气对外依存度的过快增长；二是优化多元进口体系，提高进口天然气供应韧性，以管道气为基、以LNG动态调整，均衡配置管道气长期供应、LNG长期供应和LNG短期及现货供应，同时加强与重点资源国的多边合作，鼓励国内企业积极获取国外优质天然气资源。
4.3 抓住天然气发展的机遇期、窗口期，强化储气调峰能力建设确保供应灵活稳定
要充分认识到“双碳”目标为天然气行业带来的发展机遇，鼓励天然气产业链上中下游企业加强合作、主动作为，提高应急调峰能力。一是严格落实国家发展改革委、国务院《关于加快储气设施建设和完善储气调峰辅助服务市场机制的意见》中对储气能力的要求，即供气商与国家管网年销售量10%、城市燃气企业年用气量5%、地方政府3天需求量，力争完成《“十四五”现代能源体系规划》提出的2025年全国储气能力达到550亿m³～600亿m³的目标要求；二是中游企业全力推进“全国一张网”，提高天然气气源地和消费地之间的跨区资源配置，加强现有区域管道互联互通。
4.4 全面建设全国天然气统一大市场，发挥市场在资源配置中的作用，确保天然气多重价值的实现
要充分认识到市场在天然气资源配置中起决定性的作用，全面建设全国天然气统一大市场，确保天然气多重价值实现。一是商品价值实现，加快推进天然气市场交易中心和天然气期货市场建设，强化天然气交易平台功能；二是调峰价值实现，理顺气电发电成本波动向电价的传导，提高发展气电的积极性；三是低碳价值实现，加快建设全国统一碳市场，扩大行业覆盖范围，利用市场力量放大天然气在低碳环保方面的价值。
4.5 谋划布局天然气和多种能源协同互补与渐替机制，推动天然气产业向大气体工业发展
要充分认识到天然气资源与光伏、风电、煤炭、石油等多种能源之间的竞争优势和竞争弱势，立足发展阶段推进天然气与多种能源之间的互补与协同。一是天然气与传统能源的融合发展，如在居民供暖等领域与煤炭等协同，在新型电力系统中与煤炭灵活性改造协同来实现电力的应急调峰等；二是天然气与光伏、风电等可再生能源的融合发展，充分发挥天然气灵活性电源作用，在新型电力、新型供暖等多种应用场景中实现“天然气+可再生能源”深度互补；三是天然气与可再生燃气的融合，可发挥天然气在氢气等可再生燃气发展“孵化器”的作用，构建以天然气为主、可再生燃气为辅的多气协同互补供应体系，充分利用天然气发展过程中的输配、储运等基础设施，构建“天然气+”大气体产业发展格局。
来源：《城市燃气》2023年第六期
作者：城市燃气杂志
通过我国在“双碳”的目标下，天然气的快速发展无疑给了国内燃气设备带来更广阔的市场空间，对于我们蓝焰高科来说也是一次千载难逢的机会。
蓝焰高科主要经营产品：空气源燃气机热泵（GEHP)、螺杆式燃气机热泵机组、全预混低氮冷凝铸硅铝换热器和全预混低氮冷凝燃气锅炉（OEM）；同时也是国内专门从事设计、开发、生产、销售、服务于一体的燃气机热泵（GEHP）冷热水机组的制造商，是燃气热泵行业中最具潜力的专业技术研发能力的智力密集型公司。
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空气源燃气机热泵其实在国外技术已经十分成熟，市场也十分稳定。在国内燃气热泵的应用已超过10年，因燃气热泵机组单机功率较大，多应用于大中型公共建筑。在热负荷占优的北方地区，燃气热泵制热工况下可以较高的部分负荷率运行，机组效率高。
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