沈　鑫，涂遠(yuǎn)東，王　軍，陳進(jìn)殿

（ 1.中國石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院；2.中國石油西部管道公司 ）

中國天然氣利用的戰(zhàn)略方向選擇及政策建議

沈鑫1，涂遠(yuǎn)東2，王軍1，陳進(jìn)殿1

（ 1.中國石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院；2.中國石油西部管道公司 ）

世界能源發(fā)展已跨過煤炭進(jìn)入了“油氣時代”。世界典型國家的發(fā)展經(jīng)驗表明，未來天然氣將在世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中扮演重要角色，發(fā)電和工業(yè)用能是天然氣消費(fèi)增長的主要方向。與世界典型國家相比，中國能源消費(fèi)總量大，結(jié)構(gòu)不合理，天然氣利用水平較低，大氣環(huán)境亟需改善。鑒于此，中國應(yīng)大幅減少煤炭利用，大力提高可再生能源和天然氣的利用水平。隨著國產(chǎn)氣多元化、進(jìn)口氣多渠道格局的形成，未來中國的天然氣利用具備了快速發(fā)展的資源基礎(chǔ)。在能源消費(fèi)總量和大氣環(huán)境改善的約束條件下，預(yù)計到2030年全國天然氣需求潛力為5800億立方米，主要集中在天然氣發(fā)電和以氣代煤領(lǐng)域。為實現(xiàn)此目標(biāo)，需要國家出臺相關(guān)政策提高天然氣戰(zhàn)略地位，明確天然氣發(fā)展定位，落實《大氣污染防治行動計劃》，減少天然氣供應(yīng)中間環(huán)節(jié)，加快重型燃機(jī)等裝備國產(chǎn)化，促進(jìn)天然氣市場健康可持續(xù)發(fā)展。

天然氣；戰(zhàn)略地位；環(huán)境改善；發(fā)電；煤改氣

1　世界典型國家天然氣利用的戰(zhàn)略地位與發(fā)展方向

1.1天然氣在世界能源中的地位

世界典型國家的能源發(fā)展經(jīng)歷了主體能源由高碳向低碳的演變過程，目前已演變到“油氣時代”，油氣占能源消費(fèi)總量的比例達(dá)到60%左右[1]。在此過程中，能源結(jié)構(gòu)持續(xù)調(diào)整和轉(zhuǎn)型，“煤降氣升”趨勢明顯（見表1）。以日本為例，經(jīng)歷了兩次能源轉(zhuǎn)型：第一次在1955－1973年，能源結(jié)構(gòu)從以煤炭為主向以石油為主轉(zhuǎn)變；第二次在1973－2003年，兩次石油危機(jī)促使日本尋求能源多元化，鼓勵天然氣利用，到2003年，石油占比下降至48%，天然氣占比上升到13%[2]。

為推動天然氣的利用，各國政府通過頒布一系列法律法規(guī)提高天然氣的戰(zhàn)略地位，鼓勵或強(qiáng)制社會各行各業(yè)使用天然氣。美國在1938－1993年先后頒布了《天然氣法》、《清潔空氣法》、《氣候變化活動計劃》等[3]，2015年發(fā)布《清潔電力計劃》，規(guī)定到2030年之前電廠污染物排放量較2005年減少32%。美國能源信息署（EIA）預(yù)計，2016年美國的天然氣在電力燃料結(jié)構(gòu)中將首次超過煤炭，達(dá)到33%。英國先后頒布《清潔空氣法》、《污染控制法》、《天然氣法》，設(shè)立“禁煤區(qū)”等[4]。日本頒布《煙煤控制法》、《環(huán)境污染控制基本法》、《大氣污染防治法》等，并在貸款和稅收上給予一定的優(yōu)惠政策，促進(jìn)了天然氣的快速發(fā)展[5]。2015年，美國、英國和日本的天然氣消費(fèi)量在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比分別達(dá)到31%、32%和23%，戰(zhàn)略地位高于煤炭或基本相當(dāng)（見表2）。

1.2世界天然氣發(fā)展方向

世界天然氣發(fā)展基本遵循啟動期、快速發(fā)展期和成熟期的自然成長規(guī)律。在啟動期和快速發(fā)展期的初期，天然氣的主要利用方向是城市燃?xì)夂凸I(yè)用能，例如美國在1945年二者天然氣消費(fèi)占比達(dá)到80%。在快速發(fā)展后期，發(fā)電成為天然氣的主要利用方向。美國1970年發(fā)電在天然氣消費(fèi)中占比19%，2015年超過38%；英國在2015年發(fā)電占比達(dá)到36%，日本達(dá)到60%?？梢姡绹挠脷饨Y(jié)構(gòu)呈均衡型，歐洲國家以城市燃?xì)夂桶l(fā)電為主，日本以發(fā)電為主。

表1　世界典型國家能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)演變歷程

表2　2015年世界典型國家能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)

在工業(yè)用能領(lǐng)域，歐美國家及日本等賦予了天然氣與電力相同的能源地位。美國的工業(yè)用能結(jié)構(gòu)中天然氣占比超過30%，電力接近15%，而煤炭低于6%；英國的天然氣與電力占比達(dá)到51%，煤炭占比僅為5%；日本資源匱乏，但在工業(yè)領(lǐng)域也主要選擇以天然氣、電力和重油為主要能源，幾乎沒有燃煤。鼓勵天然氣在工業(yè)燃料領(lǐng)域中大規(guī)?！耙詺獯骸保⑼ㄟ^法律法規(guī)強(qiáng)制約束，在歐美國家及日本的大氣污染治理過程中發(fā)揮了十分重要的作用。

在城市燃?xì)忸I(lǐng)域，發(fā)達(dá)國家的天然氣早已超過煤炭、人工煤氣、LPG等成為主導(dǎo)燃料。例如，美國、英國和日本的城鎮(zhèn)居民使用天然氣的氣化率均超過85%，中國目前為40%；就人均年用氣量而言，美國達(dá)到428立方米，英國為752立方米，日本為83立方米，中國目前僅為23立方米，差距明顯。

根據(jù)《BP 2035世界能源展望》，預(yù)計到2030年，全世界的天然氣消費(fèi)量將達(dá)4.3萬億立方米，其中工業(yè)燃料和發(fā)電為天然氣的主要利用方向，消費(fèi)占比將分別達(dá)到40.2%和38.5%；城市燃?xì)庹急扔兴陆?，而交通運(yùn)輸占比略有上升，2030年二者消費(fèi)占比分別為18.4%和3.0%[6]。

1.3國外天然氣發(fā)展的啟示

1）通過擴(kuò)大天然氣利用，世界典型國家實現(xiàn)了主體能源從煤炭向油氣的演變，能源結(jié)構(gòu)演變過程中“煤降氣升”趨勢明顯。

2）在能源戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中，通過制定一系列限制高污染燃料使用的環(huán)保政策，擴(kuò)大了天然氣的利用規(guī)模。

3）在資源供應(yīng)保障、燃機(jī)技術(shù)進(jìn)步、環(huán)保要求高等多重因素促進(jìn)下，天然氣發(fā)電成為天然氣利用的主要方向和電源燃料結(jié)構(gòu)的重要組成部分，在天然氣利用結(jié)構(gòu)中占有重要地位。

4）在工業(yè)用能結(jié)構(gòu)中，天然氣和電力等清潔能源的占比高于50%，煤炭占比低于15%，推動工業(yè)用能清潔化利用的做法是提高天然氣在用能結(jié)構(gòu)中的占比。

5）未來世界天然氣供應(yīng)充足，天然氣將在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中繼續(xù)扮演重要角色，其中發(fā)電和工業(yè)用能將是天然氣消費(fèi)增長的主要方向。

2　中國天然氣的發(fā)展現(xiàn)狀及利用水平

2.1中國的天然氣發(fā)展現(xiàn)狀

2004年，西氣東輸一線管道建成正式投入商業(yè)運(yùn)營，標(biāo)志著中國的天然氣市場進(jìn)入了快速發(fā)展期。2005－2013年，天然氣的絕對消費(fèi)量年均增長148億立方米，年均增速17.1%；2013－2015年，受國內(nèi)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)、可替代能源價格低廉等因素影響，中國的天然氣市場處于快速發(fā)展期的波動階段，絕對消費(fèi)量年均增長有所下滑。根據(jù)國家能源局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015年全國天然氣表觀消費(fèi)量為1907億立方米，同比增長僅5.5%。

中國的天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)主要集中在工業(yè)燃料和城市燃?xì)忸I(lǐng)域。2015年，工業(yè)燃料消費(fèi)天然氣量738億立方米，占比38.2%；城市燃?xì)庀M(fèi)量628億立方米，占比32.5%；發(fā)電和化工消費(fèi)量較少，分別為284億立方米和282億立方米，占比14.7%和14.6%。

天然氣消費(fèi)區(qū)域已擴(kuò)展至全國31個省市自治區(qū)，2015年全國337個地級及以上城市中有315個城市已不同程度地使用上天然氣，城市覆蓋率超過90%。其中，年消費(fèi)量超過100億立方米的省市區(qū)有5個，分別為四川、新疆、江蘇、廣東和北京。隨著全國的長距離、大管徑高壓天然氣管網(wǎng)初具規(guī)模，天然氣的消費(fèi)重心已從過去的西部地區(qū)，不斷向東部沿海地區(qū)轉(zhuǎn)移。四川、新疆、青海、陜西、內(nèi)蒙古、重慶的天然氣消費(fèi)量在全國總量的占比，已從2006年的42.5%下降至2015年的29.4%；北京、江蘇、浙江、廣東、福建、山東、上海的天然氣消費(fèi)量在全國總量中的占比，已從2006年的27.6%上升至2015年的36.8%。

中國的天然氣資源供應(yīng)實現(xiàn)了“國產(chǎn)多元化、進(jìn)口多渠道”的格局，保障能力逐年增強(qiáng)，有力地支撐了國內(nèi)天然氣市場的快速發(fā)展。近十年來，國產(chǎn)氣年均增量87億立方米，年均增速12.0%，2015年已達(dá)到1350億立方米；國外進(jìn)口管道氣與LNG并舉，自2006年開始進(jìn)口天然氣以來，年均增量67億立方米，年均增速59.9%，2015年已達(dá)614億立方米。2015年全國資源總供應(yīng)量達(dá)到1964億立方米。

天然氣資源的有效供應(yīng)離不開輸配管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。截至2015年底，中國的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施主體框架已基本形成，西氣東輸系統(tǒng)、陜京線系統(tǒng)、川氣東送等天然氣長輸管道里程已達(dá)到7.3萬千米，全國天然氣管道網(wǎng)初具規(guī)模；深圳大鵬、福建莆田、江蘇如東等沿海LNG接收站已投產(chǎn)12座，總接收能力達(dá)到4860萬噸/年，基本覆蓋沿海各??；大港儲氣庫群、華北儲氣庫群、江蘇金壇、新疆呼圖壁、重慶相國寺等地下儲氣庫已建成18座，形成有效工作氣量55億立方米，極大地提高了下游市場的安全保供水平。

2.2中國的天然氣利用水平

2010年中國的經(jīng)濟(jì)總量超過日本，成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，但中國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中天然氣的占比仍遠(yuǎn)低于世界典型國家，天然氣的利用規(guī)模與中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不匹配。中國相繼發(fā)布了《天然氣利用政策》、《關(guān)于理順非居民天然氣價格的通知》、《天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與運(yùn)營管理辦法》等一系列天然氣產(chǎn)業(yè)政策，促進(jìn)中國天然氣消費(fèi)快速增加。從國內(nèi)分品種能源的消費(fèi)增速來看，天然氣消費(fèi)增速處于領(lǐng)先地位，年均增速達(dá)到16.0%，天然氣在能源消費(fèi)總量中的占比從2005年的2.4%提高到2015年的5.9%，但天然氣消費(fèi)占比遠(yuǎn)低于世界平均水平24%。由于過去資源不足、基礎(chǔ)設(shè)施不完善等歷史原因，《天然氣利用政策》鼓勵優(yōu)先發(fā)展城市燃?xì)?，允許發(fā)展工業(yè)燃料用戶，限制大規(guī)模天然氣發(fā)電，因此目前城市燃?xì)夂凸I(yè)燃料中用氣比重相對過大，而天然氣發(fā)電所占比重相對較小，2015年僅14.7%，與世界平均水平37.3%差距較大。

此外，從城鎮(zhèn)居民氣化率、人均用氣量、天然氣在工業(yè)燃料能源消費(fèi)總量中的占比、氣電在全國總發(fā)電量的占比等具體用氣指標(biāo)來看，中國與國外典型國家也存在相當(dāng)差距?；?、化肥等附加值低的產(chǎn)業(yè)用氣比例較高，原因在于天然氣被產(chǎn)地周邊化工及化肥廠就近利用?？上驳氖牵袊煌ㄟ\(yùn)輸領(lǐng)域的天然氣利用走在世界前列，2015年已氣化公交車、出租車、重型卡車等420萬輛，氣化漁船、拖船、散貨船等60余艘，用氣量約200億立方米，消費(fèi)占比11%，遠(yuǎn)高于國外（見表3）。

2.3中國天然氣市場發(fā)展存在的主要問題

1）國家相關(guān)政策對天然氣利用的定位不統(tǒng)一，鼓勵不到位，配套不完善。例如，《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》對天然氣發(fā)電項目的定位是“有序發(fā)展”：在天然氣來源可靠的東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城區(qū)，合理建設(shè)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)調(diào)峰電站；在電價承受能力強(qiáng)、熱負(fù)荷需求大的中心城市，優(yōu)先發(fā)展大型燃?xì)饴?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)項目；積極推廣天然氣熱電冷聯(lián)供，支持利用煤層氣發(fā)電。而《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014－2020年）》對天然氣發(fā)電項目的定位為“適度發(fā)展”：在京津冀魯、長三角、珠三角等大氣污染重點(diǎn)防控區(qū)，有序發(fā)展天然氣調(diào)峰電站，結(jié)合熱負(fù)荷需求適度發(fā)展燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)?！洞髿馕廴痉乐涡袆佑媱潯穭t對天然氣發(fā)電項目“限制發(fā)展”：原則上不再新建天然氣發(fā)電項目，新增天然氣應(yīng)優(yōu)先保障居民生活或用于替代燃煤，僅對天然氣分布式能源等高效利用項目鼓勵發(fā)展，天然氣調(diào)峰電站有序發(fā)展。

2）天然氣與替代能源掛鉤的新定價機(jī)制未能實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整，不能及時反映天然氣市場價格與供需關(guān)系的變化。目前，中國的天然氣定價采用的是市場凈回值法，2014年以來國際油價迅速下降，由于天然氣價格未能實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整，供應(yīng)價格偏高。天然氣價格對應(yīng)的布倫特原油價格約為55美元/桶，而燃料油、LPG等替代能源價格對應(yīng)的原油價格僅為26～46美元/桶，導(dǎo)致市場對天然氣的需求放緩。以上海為例，天然氣與可替代能源終端價格的對比見圖1。

表3　2015年中國與世界典型國家天然氣消費(fèi)水平對比

圖1　上海天然氣與可替代能源（折成天然氣）終端價格對比

3）部分地區(qū)供氣中間環(huán)節(jié)多，終端用氣價格過高。以某省玻璃用戶為例，2016年用氣價格為2.84元/立方米，其中省門站價1.98元/立方米，省網(wǎng)管輸費(fèi)0.25元/立方米，城市燃?xì)廨斉滟M(fèi)0.61元/立方米，省網(wǎng)管輸費(fèi)和城市燃?xì)廨斉滟M(fèi)占終端用氣價格的30%。此外，中間環(huán)節(jié)過多使上下游聯(lián)動機(jī)制難以有效形成，上游價格的調(diào)整難以有效地傳導(dǎo)至終端用戶。

4）地下儲氣庫等調(diào)峰設(shè)施能力嚴(yán)重不足，天然氣供應(yīng)的安全風(fēng)險大，影響下游用戶的發(fā)展。隨著采暖負(fù)荷的逐年增長和煤改氣工程的實施，中國的天然氣峰谷差逐年走高，從2010年的1.36倍提高至2015年的1.72倍。由于地質(zhì)條件不利、調(diào)峰責(zé)任不明等因素影響，中國的地下儲氣庫等調(diào)峰設(shè)施建設(shè)滯后，截至2015年底，儲氣庫形成的有效工作氣量只有55億立方米，僅占天然氣消費(fèi)總量的3.0%。在冬季調(diào)峰能力不足的情況下，往往需壓減發(fā)電和工業(yè)燃料用戶的供氣量，嚴(yán)重影響了發(fā)電和工業(yè)用戶的用氣積極性[7]。

3　未來中國天然氣利用的戰(zhàn)略方向選擇

3.1未來中國能源總量和結(jié)構(gòu)預(yù)測

2016－2030年，隨著經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、能源利用技術(shù)的進(jìn)步和企業(yè)管理水平的提高，中國的單位GDP能耗將不斷下降。根據(jù)中國能源研究會、國家發(fā)改委能源所和中國工程院等機(jī)構(gòu)的預(yù)測，2030年中國的能源需求總量為53億～56億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。本文選取中間值55億噸標(biāo)準(zhǔn)煤作為測算依據(jù)。

中國“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦決定了在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭一直占據(jù)主導(dǎo)地位，但燃煤對環(huán)境造成極大破壞，導(dǎo)致中國很多城市霧霾天氣頻發(fā)，溫室氣體超標(biāo)排放。治理大氣污染和降低CO2排放已經(jīng)成為刻不容緩的問題。2015年中國發(fā)布了《強(qiáng)化應(yīng)對氣候變化行動——中國國家自主貢獻(xiàn)》，確定CO2排放量在2030年左右達(dá)到峰值并爭取盡早達(dá)峰；單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的CO2排放量比2005年下降60%～65%，非化石能源占一次能源的占比達(dá)到20%左右。國家發(fā)改委能源研究所在《2050年中國能源需求預(yù)測研究》等相關(guān)報告中提出2030年之前能源消耗CO2排放量將達(dá)到峰值110億噸。環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院和清華大學(xué)在研究報告中提出了具體的PM2.5改善目標(biāo)：2030年全國地級以上城市PM2.5排放濃度達(dá)到國家空氣質(zhì)量優(yōu)級標(biāo)準(zhǔn)35微克/立方米以下。

綜合考慮上述數(shù)據(jù)，結(jié)合中國能源研究會、環(huán)保部環(huán)境規(guī)劃的研究成果，經(jīng)測算2030年中國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭占比必須降至49%以下才能達(dá)到CO2減排和大氣環(huán)境改善的目標(biāo)。為保證《強(qiáng)化應(yīng)對氣候變化行動——中國國家自主貢獻(xiàn)》中提出的2030年非化石能源占比達(dá)到20%的目標(biāo)，在2030年石油達(dá)到峰值的前提下，為滿足全社會發(fā)展的能源需求，2030年天然氣占比需要達(dá)到14%，需求總量達(dá)到5800億立方米（見表4）。

3.2未來中國天然氣的主要利用方向

在大氣環(huán)境和能源總量的約束條件下，2030年中國的煤炭消費(fèi)占比降至49%，屆時煤炭需求總量為37.7億噸，同時必須提高煤炭的集中利用度水平和優(yōu)化利用效率[8]。中國的煤炭用途可大致分為以下四類：發(fā)電、化工、工業(yè)燃料與供熱、損耗及其他。中國的煤炭集中利用度太低，2014年發(fā)電消費(fèi)量為18.5億噸，占煤炭消費(fèi)總量的45%，而美國為93%、德國80%、韓國70%。未來中國將逐步提高發(fā)電用煤的比例，預(yù)計2030年提高到55%左右，煤炭消費(fèi)量20.8億噸（見圖2）。未來化工用煤不會發(fā)生太大改變，2030年保持在7.5億噸左右。煤炭的精細(xì)化利用也將大大減少煤炭在開采、運(yùn)輸、利用過程中的損耗，預(yù)測2030年損耗及其他用煤將由2014年的4.5億噸下降至2.1億噸。在控制煤炭消費(fèi)總量37.7億噸的基礎(chǔ)上，剩余可用于工業(yè)燃料與供熱的煤炭量為7.4億噸，比2014年的10.9億噸下降3.5億噸，若全部以氣代煤，天然氣新增需求潛力為1884億立方米。

表4　2030年中國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和天然氣消費(fèi)規(guī)模

根據(jù)中國電力聯(lián)合會等機(jī)構(gòu)的預(yù)測，中國全社會用電量峰值將在2030年左右，屆時用電量將達(dá)到9.0萬億千瓦時。大氣環(huán)境的治理和能源總量的控制離不開電源燃料的升級，2030年全國電煤用量20.8億噸，發(fā)電量預(yù)計為4.8萬億千瓦時，占全社會用電量的53%。水電、風(fēng)電、太陽能等可再生能源發(fā)電屬于清潔電力，必須優(yōu)先保障利用，根據(jù)《中國非化石能源發(fā)展目標(biāo)及其發(fā)展路徑》預(yù)測，2030年非化石能源裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到10.8億千瓦，發(fā)電量3.4萬億千瓦時，占全社會用電量的38%。在煤電和非化石發(fā)電量確定的前提下，天然氣發(fā)電的剩余空間為0.8萬億千瓦時，占全社會用電量的9%，屆時天然氣發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到2.6億千瓦，天然氣需求量1820億立方米。

通過對天然氣發(fā)展?jié)摿屠梅较蜓信?，“以氣代煤、天然氣發(fā)電”是中國未來天然氣消費(fèi)增長的主要方向。此外，天然氣在“城市燃?xì)?、交通、化工”等行業(yè)的利用也將保持一定的利用規(guī)模（見圖3）。

圖2　中國的煤炭發(fā)展方向

3.3未來中國天然氣供應(yīng)的資源保障

2015年中國的天然氣表觀消費(fèi)量是1907億立方米，在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比僅5.9%，經(jīng)過15年的發(fā)展，預(yù)計2030年天然氣消費(fèi)規(guī)模為5800億立方米，相當(dāng)于美國1965年的水平。中國的天然氣已經(jīng)形成國產(chǎn)多元化、進(jìn)口多渠道的供應(yīng)格局，2030年總供應(yīng)能力將達(dá)6500億立方米，供應(yīng)能力的增強(qiáng)和氣價的低位運(yùn)行為天然氣的大規(guī)模發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。

國產(chǎn)氣方面：國內(nèi)天然氣市場已經(jīng)實現(xiàn)了常規(guī)天然氣、非常規(guī)天然氣（頁巖氣、煤層氣）、煤制氣等多元供應(yīng)格局，國產(chǎn)氣穩(wěn)步增長，供應(yīng)能力逐步增強(qiáng)。根據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心、中國工程院的研究成果，2030年國產(chǎn)氣生產(chǎn)能力有望達(dá)到4000億立方米，其中常規(guī)氣2500億立方米、頁巖氣500億立方米、煤層氣500億立方米、煤制氣500億立方米。

進(jìn)口氣方面：IEA預(yù)測未來世界天然氣需求增速放緩，2020年世界天然氣需求量為3.93萬億立方米，年均增長僅2.0%，低于過去10年2.3%的增長速度。隨著非常規(guī)天然氣技術(shù)的突破，全球天然氣供應(yīng)能力進(jìn)一步增強(qiáng)，供需形勢整體寬松。根據(jù)IEA、EIA、高盛等多家機(jī)構(gòu)預(yù)測，中國“十三五”期間，國際油氣價格將持續(xù)低位運(yùn)行（原油50～70美元/桶、亞太地區(qū)LNG價格6～9美元/百萬英熱單位）。結(jié)合規(guī)劃建設(shè)LNG接收站規(guī)模和進(jìn)口管道氣規(guī)劃，2030年中國進(jìn)口氣將達(dá)2500億立方米，其中進(jìn)口管道氣1500億立方米，進(jìn)口LNG1000億立方米。

圖3　未來中國的天然氣利用方向

4　未來中國天然氣的五大利用領(lǐng)域

4.1以氣代煤

以氣代煤符合國家制定的《天然氣利用政策》，《大氣污染防治行動計劃》和中國政府的碳排放相關(guān)承諾?！短烊粴饫谜摺吩试S“建材、機(jī)電、輕紡、石化、冶金等工業(yè)領(lǐng)域中環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益較好的以天然氣代煤項目”和“城鎮(zhèn)（尤其是特大、大型城市）中心城區(qū)的工業(yè)鍋爐燃料天然氣置換項目”；《大氣污染防治行動計劃》要求加快推進(jìn)集中供熱、“煤改氣”和“以電代煤”工程；2015年中國在巴黎氣候大會承諾2030年左右中國碳排放達(dá)到峰值，并爭取盡早實現(xiàn)。

天然氣鍋爐和窯爐技術(shù)成熟，與燃煤相比熱效率可提高10%左右，產(chǎn)品成品率提高3%以上。同時單位投資、占地面積、操作定員、維修保養(yǎng)等方面天然氣同樣具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。與燃煤相比，在獲得相同熱值能量的條件下，天然氣可減排CO2約57%，減排SO2接近100%，減少顆粒物排放量60%以上。天然氣的價格競爭力低于煤炭。以江蘇為例，生產(chǎn)1噸蒸汽所需天然氣燃料費(fèi)達(dá)到165.7元，而燃煤只需要58.6元，僅為天然氣的35%。

以氣代煤發(fā)展方向符合國家支持政策，同時在技術(shù)和環(huán)保方面天然氣也具有明顯優(yōu)勢，價格是制約以氣代煤發(fā)展的主要原因。但如果能夠有效執(zhí)行《大氣污染防治行動計劃》，嚴(yán)格控制煤炭總量；建立統(tǒng)一的碳稅交易市場，并適當(dāng)提高碳稅征收標(biāo)準(zhǔn)；減少天然氣供應(yīng)中間環(huán)節(jié)，降低終端用戶用氣價格等，將逐步縮小天然氣與煤炭之間的價格劣勢，未來以氣代煤將在燃煤鍋爐和窯爐改造方面空間廣闊。

根據(jù)《大氣污染防治行動計劃》，未來燃煤鍋爐改造的重點(diǎn)是，將淘汰10蒸噸/小時及以下的燃煤鍋爐，禁止新建20蒸噸/小時以下的燃煤鍋爐。目前全國燃煤鍋爐共計53萬臺左右，其中20蒸噸/小時以下的鍋爐45萬臺，規(guī)模95萬蒸噸。全國各省市已分別制定了各自的“煤改氣”改造計劃，預(yù)計到2030年燃煤鍋爐改造及新建燃?xì)忮仩t規(guī)模將達(dá)到50萬蒸噸，新增天然氣需求1100億立方米。

燃煤窯爐改造主要集中在玻璃、陶瓷、金屬冶煉、耐火材料以及裝備制造等行業(yè)。2014年全國各式窯爐共計10萬余座，主要集中在河北、湖北、廣東、山東、江西等地。由于天然氣具有清潔高效的特性，相比燃煤窯爐，不僅能夠降低污染物排放，而且能夠有效提高產(chǎn)品合格率，各地窯爐企業(yè)對煤改氣態(tài)度積極，預(yù)計到2030年玻璃行業(yè)產(chǎn)能改造及新建產(chǎn)能可達(dá)到3500萬噸，陶瓷生產(chǎn)線改造及新建2000條，新增天然氣需求預(yù)計可達(dá)到460億立方米。

2014年全國以氣代煤用氣量為391億立方米，到2030年預(yù)計將新增1560億立方米，總需求達(dá)到1951億立方米。

4.2天然氣發(fā)電

天然氣發(fā)電符合國家《天然氣利用政策》和《大氣污染防治行動計劃》。《天然氣利用政策》將天然氣分布式能源和燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)作為優(yōu)先類發(fā)展項目，燃?xì)庹{(diào)峰電廠作為允許類發(fā)展項目?！洞髿馕廴痉乐涡袆佑媱潯饭膭畎l(fā)展天然氣分布式能源，有序發(fā)展天然氣調(diào)峰電站。

天然氣發(fā)電技術(shù)成熟。燃?xì)庹{(diào)峰電廠相比燃煤純凝機(jī)組熱效率高10%以上，熱電聯(lián)產(chǎn)和分布式能源熱效率高20%以上[9]。無論是與普通燃煤機(jī)組相比還是與“超低排放”機(jī)組相比，燃?xì)怆姀S在排放方面均具有明顯優(yōu)勢，其中煙塵可減排14%～80%，SO2可減排100%，CO2可減排45%～62%（見表5）。由于中國燃?xì)鈾C(jī)組的核心設(shè)備需要進(jìn)口，并且整機(jī)檢修維護(hù)、改造升級、部件更換等均必須通過廠家服務(wù)協(xié)議模式管理，費(fèi)用高昂，其中維護(hù)費(fèi)用和折舊費(fèi)高達(dá)燃?xì)獍l(fā)電總成本的7%，造成氣電成本與煤電成本相比高出0.307元/千瓦時，競爭能力被大幅削弱。

表5　燃?xì)鈾C(jī)組與普通燃煤機(jī)組、“超低排放”燃煤機(jī)組排放對比

天然氣發(fā)電特別是熱電聯(lián)產(chǎn)、分布式能源符合國家天然氣利用政策，在技術(shù)和環(huán)保方面也具有明顯優(yōu)勢，但價格是制約天然氣發(fā)電發(fā)展的主要原因。如果國內(nèi)能夠嚴(yán)格控制煤炭消費(fèi)，在京津冀魯、長三角、中南等大氣污染重點(diǎn)防控區(qū)淘汰30萬千瓦以下的小型燃煤機(jī)組和10蒸噸以下的燃煤鍋爐，支持建設(shè)天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)和分布式能源；在甘肅、內(nèi)蒙、東北等地為消納風(fēng)電、光電、水電等可再生能源發(fā)電，支持配套建設(shè)天然氣調(diào)峰電廠；加快重型燃機(jī)的科研攻關(guān)并盡快實現(xiàn)國產(chǎn)化，降低設(shè)備投資和運(yùn)維費(fèi)用，則未來中國的天然氣在發(fā)電領(lǐng)域的利用潛力巨大。

按照大氣環(huán)境約束和能源總量控制的要求，為實現(xiàn)2030年燃?xì)獍l(fā)電在全國總發(fā)電量的占比達(dá)到9%，天然氣消費(fèi)量5800億立方米的目標(biāo)，天然氣發(fā)電裝機(jī)需要在目前0.66億千瓦的基礎(chǔ)上，新增1.94億千瓦，總規(guī)模達(dá)到2.6億千瓦，主要可通過以下三個途徑實現(xiàn)。

1）配套消納新能源，建設(shè)燃?xì)庹{(diào)峰電廠。通過積極推進(jìn)天然氣發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電和水力發(fā)電等可再生能源發(fā)電的融合發(fā)展，支持在風(fēng)電、光電和水電基地配套建設(shè)燃?xì)庹{(diào)峰電廠，提升電網(wǎng)消納可再生能源發(fā)電量的能力，降低棄風(fēng)、棄光、棄水率。在甘肅、內(nèi)蒙古、吉林、寧夏、云南、四川、廣西等風(fēng)電、光電、水電集中區(qū)域，配套建設(shè)總裝機(jī)容量0.5億千瓦的天然氣調(diào)峰電廠。

2）新建天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)和分布式能源項目。在環(huán)渤海、長三角、東南沿海、中南等大氣污染重點(diǎn)防治地區(qū)的產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、工業(yè)園區(qū)、燃煤鍋爐改造達(dá)到一定市場規(guī)模的區(qū)域，支持發(fā)展帶穩(wěn)定熱負(fù)荷的熱電聯(lián)產(chǎn)項目，在采暖地區(qū)，適度發(fā)展帶采暖的熱電聯(lián)產(chǎn)項目。在具有穩(wěn)定冷熱電需求的產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、工業(yè)園區(qū)、商業(yè)中心和醫(yī)院等，推廣建設(shè)天然氣分布式能源站。到2030年新建熱電聯(lián)產(chǎn)和分布式能源機(jī)組裝機(jī)規(guī)模達(dá)到0.64億千瓦。

3）對小型燃煤機(jī)組進(jìn)行燃?xì)飧脑?。在燃煤機(jī)組“上大壓小”的基礎(chǔ)上，在環(huán)渤海、長三角、東南沿海以及中南等環(huán)境敏感地區(qū)，對30萬千瓦以下燃煤發(fā)電機(jī)組進(jìn)行燃?xì)飧脑?，包括建設(shè)燃?xì)庹{(diào)峰電廠、熱電聯(lián)產(chǎn)和基荷電廠。預(yù)計到2030年改造機(jī)組裝機(jī)規(guī)模達(dá)到0.8億千瓦，其中東部地區(qū)改造規(guī)模0.65億千瓦，中南地區(qū)改造規(guī)模0.15億千瓦。

4.3交通

天然氣在交通領(lǐng)域的主要利用方向是城市公交、城際載客車、載貨車、內(nèi)河及沿海船舶等，主要替代的是汽油、柴油和燃料油等油品。目前，國家已出臺多個文件鼓勵發(fā)展天然氣車船。其中國務(wù)院《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014－2020年）》明確提出，“加快天然氣加氣站設(shè)施建設(shè)，以城市出租車、公交車為重點(diǎn)，積極有序發(fā)展液化天然氣汽車和壓縮天然氣汽車，穩(wěn)妥發(fā)展天然氣家庭轎車、城際客車、重型卡車等”。交通部《關(guān)于推進(jìn)水運(yùn)行業(yè)應(yīng)用液化天然氣的指標(biāo)意見》明確LNG在水運(yùn)行業(yè)的發(fā)展路徑、目標(biāo)、原則、任務(wù)和保障措施等。

從能源利用的全生命周期進(jìn)行比較，天然氣汽車的能源綜合利用率為14.6%，高于汽柴油的綜合利用率（9.3%）。環(huán)保方面，天然氣優(yōu)勢明顯。與汽柴油相比，在獲得相同熱值的條件下，天然氣可減排CO2達(dá)20%，減排SO2接近100%，減少顆粒物排放接近100%。天然氣價格低于汽柴油20%～30%。因此，天然氣汽車的綜合成本比汽柴油車低3%左右，具備經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

目前中國的天然氣汽車保有量為400萬輛左右，年用氣量185億立方米；氣化船舶60余艘，年用氣量14萬立方米。預(yù)計到2030年，中國的天然氣公交車、出租車50萬輛左右，總數(shù)達(dá)到城市公交車輛的75%，新增用氣需求62億立方米；改造及新增載客、載貨汽車70萬輛，總數(shù)占載客、載貨車輛的10%左右，新增用氣需求235億立方米；改造及新增私家轎車1000萬輛，其中原廠車占比超過50%，新增用氣需求80億立方米；在內(nèi)河及沿海改造及新增船舶8.6萬艘，新增用氣需求95億立方米。2030年中國的交通運(yùn)輸行業(yè)天然氣總需求量為657億立方米。

4.4城市燃?xì)?/p>

城市燃?xì)馐翘烊粴饫脙?yōu)先保障供應(yīng)的利用方向，2015年中國城鎮(zhèn)居民氣化率為40%，氣化人口3.0億人。隨著“新型城鎮(zhèn)化”持續(xù)推進(jìn)，配套設(shè)施逐步完善，城市燃?xì)鈱⒈３址€(wěn)定增長，預(yù)計到2030年城鎮(zhèn)居民氣化率達(dá)到70%，氣化人口7.2億人，總用氣量達(dá)到648億立方米。

4.5化工及其他

化工不是天然氣未來利用的主要發(fā)展方向，世界化工用氣比例僅維持在5%左右，且主要集中在俄羅斯、中東等資源產(chǎn)地。中國的天然氣化工市場總體萎縮，其中化肥、甲醇等行業(yè)受煤價下降、氣價上漲等因素影響，部分企業(yè)已“氣轉(zhuǎn)煤”或停產(chǎn)封存；石油煉廠過去主要以市場價格較高的輕油、重油和石腦油制取氫氣，隨著管道天然氣的連通，以價格相對低廉的天然氣制氫經(jīng)濟(jì)性更好，煉廠積極性更高。預(yù)計到2030年化工用氣需求為233億立方米。

其他用氣行業(yè)主要集中在玻璃、陶瓷、金屬冶煉、管道加熱、油氣開采等高耗能行業(yè)以氣代油，預(yù)計2030年需求量為429億立方米。

5　加快中國天然氣利用的政策建議

5.1提高天然氣能源戰(zhàn)略地位，明確能源規(guī)劃指標(biāo)

在“十三五”及未來的能源發(fā)展規(guī)劃中，應(yīng)將大力發(fā)展天然氣作為主要基調(diào)之一，同時明確能源消費(fèi)主要指標(biāo)。例如，明確到2030年能源消費(fèi)總量控制在55億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，煤炭占比下降到49%，天然氣在能源中的占比提高到14%，天然氣發(fā)電占總發(fā)電量的9%；在天然氣發(fā)展專項規(guī)劃中，明確到2030年天然氣發(fā)電裝機(jī)2.6億千瓦，占總裝機(jī)規(guī)模的10%；在以氣代煤領(lǐng)域，天然氣占工業(yè)用能總量的20%；在交通領(lǐng)域，城市公交燃料中天然氣占比達(dá)到75%；在城市燃?xì)忸I(lǐng)域，城鎮(zhèn)居民氣化率70%以上。

5.2嚴(yán)格遵守《大氣污染防治法》，全面落實《大氣污染防治行動計劃》

1）擴(kuò)大禁煤區(qū)范圍。在2017年前在東部發(fā)達(dá)地區(qū)省會城市及計劃單列市的中心城區(qū)設(shè)立“禁煤區(qū)”；到2020年省會城市中心城區(qū)、東部發(fā)達(dá)地區(qū)地級及以上城市建成區(qū)設(shè)立“禁煤區(qū)”，并逐漸向近效區(qū)擴(kuò)展；到2030年，全國鋼鐵、建材等行業(yè)全面實施燃料升級和清潔化。在以氣代煤利用方向，以2030年天然氣在工業(yè)燃料中占比20%為目標(biāo)，通過政策引導(dǎo)等手段，建議嚴(yán)格實施煤炭總量控制和“禁煤區(qū)”政策，按照《大氣污染防治行動計劃》逐級落實，并將各省市煤炭消費(fèi)減量替代和工業(yè)燃料升級納入考核體系，并賦予天然氣利用與以電代煤相同的考核地位。

2）落實碳稅政策。在全國建立統(tǒng)一的碳稅交易市場，提高碳稅征收標(biāo)準(zhǔn)。加快碳排放和碳稅政策立法工作，在工業(yè)燃料和發(fā)電領(lǐng)域中對燃煤、燃油及天然氣采取同一標(biāo)準(zhǔn)安排碳排放配額，盡快建立全國統(tǒng)一的碳排放交易市場，發(fā)布實施碳稅征收標(biāo)準(zhǔn)。碳稅政策的出臺可提高高碳燃料的使用成本，從而縮短天然氣與煤炭的價格劣勢。

3）控制污染物排放。在環(huán)境敏感的環(huán)渤海、長三角、珠三角等地區(qū)制訂特別排放標(biāo)準(zhǔn)；將現(xiàn)行的《珠三角、長三角、環(huán)渤海（京津冀）水域船舶排放控制區(qū)實施方案》中排放控制區(qū)范圍擴(kuò)大至長江、珠江、京杭運(yùn)河等內(nèi)河流域和所有沿海地區(qū)。建議該方案提升至法律法規(guī)層面，由國家出臺重點(diǎn)地區(qū)水域控制區(qū)船舶排放管理規(guī)定或立法。

5.3積極推進(jìn)天然氣發(fā)電方向的應(yīng)用

1）支持天然氣調(diào)峰電站建設(shè)。積極推進(jìn)天然氣發(fā)電與風(fēng)力、太陽能和水力發(fā)電等可再生能源發(fā)電的融合發(fā)展，支持風(fēng)電、光電項目配套建設(shè)燃?xì)庹{(diào)峰電廠，提升電源輸出的穩(wěn)定性，降低棄風(fēng)、棄光率；鼓勵在環(huán)渤海、長三角和珠三角等用電負(fù)荷中心地區(qū)發(fā)展調(diào)峰電廠；鼓勵30萬千瓦以下燃煤機(jī)組淘汰中由天然氣調(diào)峰電廠替代。

2）支持熱電聯(lián)產(chǎn)電站建設(shè)。在京津冀魯、長三角、中南等大氣污染重點(diǎn)防控區(qū)支持發(fā)展具有穩(wěn)定熱負(fù)荷的天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目，適度發(fā)展帶居民采暖的熱電聯(lián)產(chǎn)項目。

3）鼓勵分布式能源電站建設(shè)。在具有穩(wěn)定冷、熱、電需求的大中城市的大型商業(yè)區(qū)及新型產(chǎn)業(yè)區(qū)加快發(fā)展天然氣分布式能源。

5.4加強(qiáng)財稅政策支持，降低終端用戶用氣成本

建議國家盡快出臺以氣代煤和天然氣發(fā)電相關(guān)財稅支持政策，向天然氣發(fā)電、以氣代煤用戶提供低息貸款，燃料改造節(jié)約的土地收益返還企業(yè)，加大財政補(bǔ)貼和地方財政支持力度，并保障補(bǔ)貼到位。此外，要向天然氣利用設(shè)備裝備國產(chǎn)化提供財政支持，加快燃?xì)廨啓C(jī)、車用第五代高壓直噴發(fā)動機(jī)、大型LNG船用單燃料發(fā)動機(jī)等科技攻關(guān)，盡快實現(xiàn)設(shè)備裝備的國產(chǎn)化，降低企業(yè)投資和運(yùn)維的成本。

在天然氣價格方面，樹立天然氣用戶的市場主體地位，尊重用戶自主選擇供氣路徑的權(quán)利。建議在長輸管道附近建設(shè)的燃?xì)怆姀S和工業(yè)大用戶推行直供模式；在遠(yuǎn)離長輸管道的燃?xì)怆姀S和工業(yè)大用戶利用現(xiàn)有管網(wǎng)，由上游企業(yè)直銷，區(qū)域管道企業(yè)只經(jīng)營管輸業(yè)務(wù)，并由政府價格部門按照國家統(tǒng)一制定的標(biāo)準(zhǔn)核定管輸費(fèi)。

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編輯：王立敏

編審：周勇

Strategic direction and policy suggestions on promoting utilization of natural gas in China

SHEN Xin1, TU Yuandong2, WANG Jun1, CHEN Jindian1
(1. PetroChina Planning&Engineering Institute; 2. PetroChina West Pipeline Company)

The development of world’s energy has crossed the coal and got into “the era of oil and gas”. Development experience from typical countries in the world shows that natural gas will play an important role in the world's energy consumption structure and utilization in electric power generating and industry will be the main directions of natural gas consumption growth. Compared with other typical countries, the energy consumption of China is characterized by large amounts with irrational energy structure， low utilization scale of natural gas and serious air pollution. Therefore， China should significantly reduce the utilization of coal, and vigorously improve the utilizing scale of renewable energy and natural gas. With the diversifying domestic product and multi import channels formed, future China’s natural gas have good resource base to rapidly develop. Under the premise of controlling the total energy consumption and improving the atmospheric environment， the potential demand of natural gas is expected to reach 580 billion cubic meters by 2030， mainly focusing on field of power generating and coal replacing with gas. To achieve this goal, the government should introduce relevant policies to improve the strategic position of natural gas, clarify the development orientation of natural gas, implement “Action Plan on Air Pollution Prevention and Control”, reduce middle stages in natural gas supply, accelerate the localization of the heavy gas turbine compressor and other equipment, and facilitate the healthy and sustainable development of natural gas market.

natural gas; strategic position; environmental improvement; power generating; replacing coal with gas

2016-08-30