段宏波 唐 旭 任凱鵬 丁 聿

1. 中國科學(xué)院大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院 2. 中國石油大學(xué)（北京）經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 3. 中國油氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究中心

0 引言

2020 年9 月22 日，中國向國際社會作出力爭二氧化碳排放2030 年前達(dá)峰、2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和的莊嚴(yán)承諾。能源結(jié)構(gòu)的綠色低碳轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的關(guān)鍵舉措。作為化石能源向可再生能源轉(zhuǎn)型過程中的重要過渡能源[1]，天然氣雖然相對清潔，但其大規(guī)模生產(chǎn)和消費(fèi)帶來的碳排放仍不容忽視。在碳中和背景下，重新審視中國天然氣消費(fèi)的中長期發(fā)展趨勢及其在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重，既是能源系統(tǒng)深度低碳的必然要求，也是認(rèn)清天然氣地位、保障天然氣產(chǎn)業(yè)自身可持續(xù)發(fā)展的重要前提。

已有研究中，大多數(shù)文獻(xiàn)采用無約束的時間序列模型預(yù)測能源消費(fèi)[2-4]，該模型盡管能夠從歷史數(shù)據(jù)中捕捉能源消費(fèi)的潛在特征[5]，但忽視了能源系統(tǒng)內(nèi)部多要素之間的相互制約關(guān)系及其對能源消費(fèi)的系統(tǒng)性影響。能源綜合評估模型恰好彌補(bǔ)了時間序列模型的缺陷，在理論建模和應(yīng)用實(shí)踐方面取得了快速發(fā)展。瑞典斯德哥爾摩國際環(huán)境研究院開發(fā)的LEAP模型考慮了技術(shù)發(fā)展、設(shè)備效率等多種因素，用于評估能源消費(fèi)與低碳發(fā)展路徑。Zhou 等[6]從能源終端使用出發(fā)，利用自底向上的LEAP 模型分析了中國2050 年一次能源消費(fèi)總量的變化趨勢?；诮K端能源技術(shù)的LEAP 模型被用于預(yù)測中國未來能源發(fā)展趨勢，有研究發(fā)現(xiàn)“低于2.0 ℃”情景下，一次能源消費(fèi)總量將在“十五五”期間開始表現(xiàn)為下降趨勢[7]。英國政府為研究英國脫碳路徑而開發(fā)的MARKAL 模型涵蓋了英國整個能源系統(tǒng)，包括化石能源的進(jìn)口與生產(chǎn)、能源轉(zhuǎn)換及能源消費(fèi)[8-9]。在應(yīng)對氣候變化背景下，能源系統(tǒng)模型也融入了越來越多的氣候因素。全球變化評估模型（GCAM，Global Change Analysis Model）是為分析化石燃料碳排放路徑而產(chǎn)生的綜合評估模型。Pan 等[10]從能源系統(tǒng)角度，利用GCAM分析了中國2050 年在自主貢獻(xiàn)度、2.0 ℃與1.5 ℃情景下油氣消費(fèi)的發(fā)展趨勢。德國波茨坦氣候影響研究所（PIK）開發(fā)的REMIND 模型在分析既定氣候目標(biāo)下的技術(shù)選擇和政策方案方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。Bauer 等[11]使用REMIND 模型探究了氣候變化政策下全球化石能源的消費(fèi)趨勢及其經(jīng)濟(jì)影響。

能源系統(tǒng)綜合評估模型集成了經(jīng)濟(jì)、能源、排放、氣候等多個子模塊，內(nèi)生刻畫能源技術(shù)進(jìn)步過程，可以考慮不同情景下的多種影響因素及其非線性作用，能夠更好地反映復(fù)雜的能源消費(fèi)系統(tǒng)。當(dāng)前學(xué)術(shù)界針對2060 年碳中和目標(biāo)下的能源消費(fèi)預(yù)測與情景模擬研究已陸續(xù)展開。在此背景下，筆者立足2060 年碳中和目標(biāo)，采用多模型對比分析的研究模式，在3個低碳約束情景，即NDC（國家自主減排，National Determined Contributions）、2.0 ℃、1.5 ℃下研究中國2060 年一次能源消費(fèi)總量和天然氣消費(fèi)量的變化趨勢，并將2030、2045 年作為關(guān)鍵中間年份進(jìn)行分析。

1 模型方法與數(shù)據(jù)

1.1 模型方法

天然氣消費(fèi)研究不能脫離能源系統(tǒng)單獨(dú)進(jìn)行，其不僅與煤炭等化石能源消費(fèi)相關(guān)，還與未來非化石能源技術(shù)的大規(guī)模發(fā)展密不可分，尤其在中長期時間尺度上。此外，未來的天然氣消費(fèi)路徑很大程度上受到國家氣候和能源政策的影響，其本質(zhì)上是能源—環(huán)境—經(jīng)濟(jì)集成系統(tǒng)中的重要組分。由此看，綜合評估模型是研究這一問題的強(qiáng)有力工具[12]。綜合評估模型一般分為自頂向下型、自底向上型和混合型三類：自頂向下型通常由一般或局部均衡模型發(fā)展而來，自底向上型主要指能源系統(tǒng)優(yōu)化模型，而混合型則由自頂向下和自底向上兩種模型框架的硬連接或軟連接構(gòu)成，其也是當(dāng)前綜合評估模型的主要類型。

筆者共選取8個代表性的綜合評估模型（DNE21+、IPAC、AIM/CGE、IMAGE、REMIND、WITCH、POLES、CE3METL，表1）構(gòu)建多模型比較框架，對低碳情景下中國未來的能源消費(fèi)總量及天然氣消費(fèi)量進(jìn)行跨模型比較分析。除AIM/CGE 為自頂向下型外，其余模型均可歸類為混合型。這些模型開發(fā)的國家有所區(qū)別，具體的區(qū)域劃分也有所不同。針對全球尺度開展評價分析的有日本地球環(huán)境產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院（RITES）開發(fā)的DNE21+模型[13]，日本國立環(huán)境研究所（NIES）開發(fā)的AIM/CGE 模型[14]，荷蘭環(huán)境評估署（PBL）開發(fā)的IMAGE 模型[15]，德國波茨坦氣候影響研究所開發(fā)的REMIND 模型[16]，意大利Fondazione Eni Enrico Mattei（FEEM）研究所開發(fā)的WITCH 模型[17]，法國格勒諾布爾大學(xué)（University of Grenoble）最初開發(fā)、現(xiàn)由歐盟委員會聯(lián)合研究中心（JRC）開發(fā)維護(hù)的POLES 模型[18]；針對中國開展評價分析的是中國科學(xué)院開發(fā)的CE3METL 模型[19]、國家發(fā)展和改革委員會能源研究所開發(fā)的IPAC 模型[20]。

雖然各模型均包含能源系統(tǒng)或經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)子模塊，并以此為基礎(chǔ)往外擴(kuò)展延伸到環(huán)境、大氣、土地等其他子系統(tǒng)，但側(cè)重點(diǎn)有所不同。CE3METL 模型是技術(shù)驅(qū)動的全球能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境（3E）系統(tǒng)集成評估模型的中國化版本，最早由Duan 等[21]2013 年開發(fā)。CE3METL 是基于經(jīng)典的自頂向下IAM 框架的中國單部門模型，由能源、經(jīng)濟(jì)和排放3 個子模塊構(gòu)成，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩大方面：①引入了Logistic 技術(shù)擴(kuò)散機(jī)制，以替代傳統(tǒng)的常彈性替代函數(shù)方法（CES），在刻畫多重能源技術(shù)演替方面具有較好的表現(xiàn)，為自頂向下模型框架中豐富自底向上的技術(shù)細(xì)節(jié)提供了切實(shí)可能；②較早發(fā)展了多因素技術(shù)學(xué)習(xí)曲線，以內(nèi)生刻畫非化石能源技術(shù)進(jìn)步過程，繼而減少傳統(tǒng)純外生技術(shù)描述方式引起的技術(shù)發(fā)展水平的低估。DNE21+模型的本質(zhì)是同時優(yōu)化多時點(diǎn)的動態(tài)線性規(guī)劃模型。通過自底向上的方式刻畫能源供應(yīng)（電力生產(chǎn)等）和CCS 技術(shù)。因此，在既定的減排目標(biāo)下，可以使用自底向上的方式單獨(dú)評價高耗能部門如鋼鐵、水泥等的節(jié)能和減碳潛力；同時，可通過自頂向下的方式評價能源需求側(cè)技術(shù)。AIM/CGE 是AIM綜合評估模型體系的核心部分，本質(zhì)上是遞歸動態(tài)的可計(jì)算一般均衡（CGE）模型。IMAGE 模型旨在研究人類與自然系統(tǒng)間的動態(tài)交互關(guān)系，適用于大規(guī)模（主要是全球）和長時期（直到2100 年）尺度上評估人類活動對生態(tài)系統(tǒng)與自然資源的影響，以及這些影響如何阻礙維持人類發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。REMIND 模型使用Ramsey-type 宏觀經(jīng)濟(jì)內(nèi)生增長模型原理構(gòu)建能源—經(jīng)濟(jì)一般均衡模型， 同時鏈接了自底向上的能源系統(tǒng)模型，在分析氣候政策沖擊下的能源經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)反應(yīng)方面具有特定的優(yōu)勢。WITCH模型本質(zhì)是自頂向下的新古典主義最優(yōu)增長模型，通過在模型中嵌套自底向上的能源投入變量，在博弈論框架中分析能源技術(shù)替代和內(nèi)生技術(shù)進(jìn)步對最優(yōu)氣候應(yīng)對策略的影響。POLES 模型本質(zhì)上是能源系統(tǒng)局部均衡模型，在不考慮與經(jīng)濟(jì)部門的反饋影響背景下，通過迭代模擬，實(shí)現(xiàn)對能源系統(tǒng)的長期優(yōu)化。IPAC 模型最初是基于中國實(shí)際的能源環(huán)境綜合評價模型，后來在區(qū)域尺度上逐漸擴(kuò)展加入亞洲及世界其他地區(qū)，同時硬耦合了多能源技術(shù)優(yōu)化模型，其優(yōu)勢體現(xiàn)在參數(shù)設(shè)置更貼合發(fā)展中國家的實(shí)際情況。

1.2 情景介紹

筆者選取NDC 情景、2.0 ℃情景和1.5 ℃情景開展情景分析，綜合分析不同氣候目標(biāo)下的能源消費(fèi)總量及天然氣消費(fèi)量趨勢。各情景的基本描述如下：①NDC 情景是以落實(shí)和延續(xù)當(dāng)前中國在《巴黎協(xié)定》下提出的NDC 目標(biāo)為基礎(chǔ)的政策情景；②2.0 ℃情景假設(shè)全球在2020 年前執(zhí)行國家政策，2020 年后執(zhí)行經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的減排方式來控制2011—2100 年間全球碳預(yù)算在1 000 Gt 二氧化碳當(dāng)量，從而確保相比工業(yè)化水平至少有66%以上概率溫度上升小于2.0 ℃；③1.5 ℃情景假設(shè)全球在2020 年前執(zhí)行國家政策，2020 年后執(zhí)行經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的減排方式來控制2011—2100 年間全球碳預(yù)算在400 Gt 二氧化碳當(dāng)量，從而確保相比工業(yè)化水平至少有66%以上概率溫度上升小于1.5 ℃。

需要指出的是，結(jié)合已有研究成果，中國2060年碳中和目標(biāo)符合《巴黎協(xié)定》提出的1.5 ℃控溫目標(biāo)，兩者具有很高的一致性[22]。因此，筆者基于1.5 ℃情景假設(shè)來開展中國2060 年碳中和目標(biāo)下的天然氣發(fā)展路徑研究。

2 結(jié)果與討論

2.1 一次能源消費(fèi)總量

首先梳理2020—2060 年間不同情景下，各模型對中國一次能源消費(fèi)的模擬結(jié)果變化趨勢及差異。3種情景下，2020—2060 年中國一次能源消費(fèi)總量如圖1、表2 所示。NDC 情景下，2060 年中國一次能源消費(fèi)總量在40×108～68×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤范圍內(nèi)。除WITCH 和POLES 模型中一次能源消費(fèi)總量持續(xù)上漲外，多數(shù)模型結(jié)果顯示在2030—2050 年間，中國一次能源消費(fèi)總量達(dá)到峰值，之后逐年下降。

2.0 ℃情景下，到2060 年中國一次能源消費(fèi)總量介于25.6×108～52.0×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤。僅在REMIND模型中，一次能源消費(fèi)總量保持上漲趨勢。POLES和AIM/CGE 模型下，一次能源消費(fèi)總量分別在2030和2040 年達(dá)到峰值，之后逐年下降。除REMIND 模型外，其他模型2060 年結(jié)果小于2019 年一次能源消費(fèi)總量。除POLES 模型外，其他模型2060 年結(jié)果小于2019 年一次能源消費(fèi)總量。

表2 中國一次能源消費(fèi)總量模擬表 單位：108 t 標(biāo)準(zhǔn)煤

1.5 ℃情景下，2060 年中國一次能源消費(fèi)總量介于22.9×108～46.8×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤，除REMIND 模型外，其他模型2060 年的一次能源消費(fèi)總量均小于2019 年。

NDC 情景下，一次能源消費(fèi)總量在2030 年將持續(xù)上升，均值水平為52.3×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤。除IPAC模型外，其余模型顯示一次能源消費(fèi)總量在2045年達(dá)到峰值，均值水平為57.0×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤。除CE3METL、WITCH、POLES 模型之外，其余模型結(jié)果顯示一次能源消費(fèi)總量在2060 年開始下降回落，均值水平為57.3×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤。

2.0 ℃情景下，除CE3METL、POLES 模型外，多數(shù)模型結(jié)果顯示一次能源消費(fèi)總量在2030 年呈下降趨勢，均值水平為42.5×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤。CE3METL、DNE21+、REMIND、WITCH 模型顯示一次能源消費(fèi)總量在2045 年將小幅上漲，其余模型顯示一次能源消費(fèi)總量下降或基本不變，均值水平為42.1×108t 標(biāo) 準(zhǔn) 煤。DNE21+、IPAC、AIM/CGE、REMIND 模型結(jié)果顯示一次能源消費(fèi)總量在2060 年將下降，其余模型顯示一次能源消費(fèi)總量將微漲，均值水平為42.6×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤。

1.5 ℃情景下，除IPAC 模型外，其余模型結(jié)果顯示一次能源消費(fèi)總量在2030 年呈下降趨勢，均值水平為38.5×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤。DNE21+、REMIND模型顯示一次能源消費(fèi)總量在2045 年將增加，其余模型顯示一次能源消費(fèi)總量將下降，均值水平為38.2×108t 標(biāo) 準(zhǔn) 煤。IPAC、AIM/CGE、IMAGE、POLES模型顯示一次能源消費(fèi)總量將在2060年下降，其余模型顯示一次能源消費(fèi)總量將微漲，均值水平為38.7×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤。

在“碳中和”目標(biāo)年，明確中國一次能源消費(fèi)總量到底處于何種水平，是實(shí)現(xiàn)碳中和過程中各界關(guān)注的焦點(diǎn)。結(jié)合上述8 個模型結(jié)果，對中國2060 年一次能源消費(fèi)總量模擬結(jié)果進(jìn)行梳理（表3）。受到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)不確定性及模型具體參數(shù)設(shè)置差異的影響，即使在相同氣候目標(biāo)情景下，不同模型仍給出了差異化的結(jié)果。將2060 年的一次能源消費(fèi)總量預(yù)期分為高、中、低3 種水平，NDC 情景、2.0 ℃情景和1.5 ℃情景下，中等能源消費(fèi)水平范圍分別為：56.5×108t、42.3×108～43.6×108t 和31.6×108～36.2×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤。

另一個焦點(diǎn)問題是中國一次能源消費(fèi)將在何時達(dá)峰。筆者結(jié)合模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，更加嚴(yán)格的氣候情景不僅有利于控制一次能源消費(fèi)總量的峰值水平，而且促使達(dá)到峰值的時間更加提前。NDC 情景下，WITCH 和POLES 模型的結(jié)果顯示：消費(fèi)峰值為2060 年，最早的達(dá)峰年份是2030 年，消費(fèi)量峰值水平介于42.4×108～68.0×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤。2.0 ℃情景下，DNE21+、REMIND、AIM/CGE 和IMAGE模型結(jié)果顯示消費(fèi)峰值在2020 年就已達(dá)到，但仍有模型結(jié)果顯示將在2060 年達(dá)到峰值，消費(fèi)量峰值水平介于36.5×108～58.6×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤。1.5 ℃情景下，DNE21+、WITCH、AIM/CGE 和IMAGE 模 型結(jié)果顯示消費(fèi)峰值在2020 年就已經(jīng)達(dá)到，且最遲達(dá)到峰值的年份提前到了2055 年，消費(fèi)量峰值水平介于36.5×108～53.8×108t 標(biāo)準(zhǔn)煤。

2.2 天然氣消費(fèi)及占比

2.2.1 天然氣消費(fèi)量

3 種情景下，2020—2060 年中國天然氣消費(fèi)量如圖2、表4 所示。

NDC 情景下，多數(shù)模型結(jié)果顯示2020—2060 年期間天然氣消費(fèi)量呈現(xiàn)出持續(xù)增長的態(tài)勢，但其增長速度在2045 年后放緩。

2.0 ℃情景下，僅有IPAC 模型顯示2020—2060年期間天然氣消費(fèi)量持續(xù)增長，WITCH 模型則顯示其持續(xù)下降。多數(shù)模型結(jié)果顯示2025—2045 年間天然氣消費(fèi)量到達(dá)頂峰，之后逐漸下降。

1.5 ℃情景下，WITCH 模型顯示2020—2060 年期間天然氣消費(fèi)量持續(xù)下降，而多數(shù)模型結(jié)果則顯示其先上升，到達(dá)平臺水平后再下降。相比2.0 ℃情景，1.5 ℃情景下天然氣消費(fèi)量平臺期更早來臨。

NDC 情景下，除IMAGE 模型外，其余模型結(jié)果顯示天然氣消費(fèi)量在2030 年前持續(xù)上漲，均值水平為4 359.7×108m3。除CE3METL 模型外，其余模型結(jié)果顯示在2045 年天然氣消費(fèi)量到達(dá)峰值，均值水平為6 529.4×108m3。REMIND 和POLES 模型結(jié)果顯示2060 年天然氣消費(fèi)量下降，其余模型結(jié)果顯示2060 年天然氣消費(fèi)量上升或維持不變，均值水平為6 943.0×108m3。

表3 2060 年不同氣候目標(biāo)情景下中國一次能源消費(fèi)總量模擬表

圖2 2020—2060 年中國天然氣消費(fèi)量模擬圖

表4 關(guān)鍵年份天然氣消費(fèi)量不同模型模擬結(jié)果表 單位：108 m3

2.0 ℃情景下，IMAGE、WITCH、AIM/CGE 模型顯示天然氣消費(fèi)量在2030 年下降，其余模型結(jié)果顯示2030 年天然氣消費(fèi)量上升，均值水平為4 591.8×108m3。IMAGE 模型顯示天然氣消費(fèi)量在2045 年達(dá)到峰值，CE3METL、IPAC 模型顯示天然氣消費(fèi)量繼續(xù)上升，其余模型結(jié)果顯示天然氣消費(fèi)量在2045 年下降，2045 年天然氣消費(fèi)量均值水平為5 238.0×108m3。 除POLES、IPAC、DNE21+模型外，其余模型結(jié)果顯示天然氣消費(fèi)量在2060 年仍將上漲，均值水平為4 342.4×108m3。

1.5 ℃情景下，WITCH、AIM/CGE 模型顯示天然氣消費(fèi)量在2030 年下降，其余模型結(jié)果顯示2030年天然氣消費(fèi)量在上升或到達(dá)峰值，均值水平為 3 536.4×108m3。除POLES、IPAC、CE3METL 模型外，區(qū)域模型結(jié)果顯示2045 年天然氣消費(fèi)量下降，均值水平為3 466.2×108m3。除CE3METL 模型外，其余模型結(jié)果顯示2060 年天然氣消費(fèi)量將進(jìn)一步下降，均值水平為2 502.3×108m3。

天然氣消費(fèi)峰值出現(xiàn)時間較一次能源消費(fèi)總量峰值出現(xiàn)時間更遲，但不同模型對峰值時間的預(yù)期結(jié)果差異較大。NDC 情景下，天然氣消費(fèi)量峰值在2040 年 后 達(dá) 到，AIM/CGE、IMAGE 和POLES模型支持峰值將在2050 年達(dá)到，DNE21+、IPAC、WITCH 模型則支持峰值將在2060 年達(dá)到。2.0 ℃情景下，IPACH 和CE3METL 模型結(jié)果顯示天然氣消費(fèi)峰值最遲將在2060 年達(dá)到，DNE21+、REMIND和POLES 模型則支持峰值將在2040 年達(dá)到。1.5 ℃情景下，CE3METL 模型結(jié)果顯示天然氣消費(fèi)量峰值最遲將在2060 年達(dá)到，DNE21+、IPAC、IMAGE 模型則支持峰值將在2040 年達(dá)到。

2.2.2 天然氣消費(fèi)占比

圖3 以天然氣在一次能源消費(fèi)中占比（以下簡稱天然氣消費(fèi)占比）的形式展示了2060 年不同模型分別在NDC 情景、2.0 ℃情景和1.5 ℃情景下的預(yù)測結(jié)果。NDC情景下，多模型預(yù)測結(jié)果介于5.3%～24.1%，均值為16.0%。以DNE21+模型預(yù)測結(jié)果最高，天然氣消費(fèi)占比為24.1%，AIM/CGE 模型預(yù)測結(jié)果最低，天然氣消費(fèi)占比為5.3%，REMIND、POLES、IPAC 和IMAGE 模型的預(yù)測結(jié)果較為接近，分別為18.3%、20.0%、20.5%、20.4%。2.0 ℃情景下，多模型預(yù)測結(jié)果介于2.0%～32.8%，均值為13.6%。以DNE21+模型預(yù)測結(jié)果最高，天然氣消費(fèi)占比達(dá)到32.8%，AIM/CGE 模型預(yù)測結(jié)果最低，天然氣消費(fèi)占比為2.0%，IPAC、IMAGE 和POLES 模型的預(yù)測結(jié)果較為接近，分別為16.5%、18.4%和18.9%。1.5 ℃情景下，多模型預(yù)測結(jié)果在0.6%～19.3%，均值為9.0%。以IMAGE 模型預(yù)測結(jié)果最高，天然氣消費(fèi)占比達(dá)到19.3%，AIM/CGE 模型預(yù)測結(jié)果最低，天然氣消費(fèi)占比為0.6%，CE3METL、DNE21+、POLES模型的預(yù)測結(jié)果較為接近，分別為9.2%、10.8%、11.6%。

圖3 2060 年3 種情景下不同模型的天然氣消費(fèi)在一次能源結(jié)構(gòu)中占比對比圖

2.2.3 模型結(jié)果分析

多情景對比而言，在2.0 ℃溫控目標(biāo)下，2060 年天然氣消費(fèi)在一次能源結(jié)構(gòu)中約占13.6%。在更為嚴(yán)格的1.5 ℃溫控目標(biāo)下，天然氣消費(fèi)占比要下降至9%。

通過各模型之間的對比可知，IMAGE 模型預(yù)測結(jié)果相對較高，NDC、2.0 ℃、1.5 ℃情景下天然氣消費(fèi)占比分別為18.8%、36.6%、33.2%；AIM/CGE模型預(yù)測結(jié)果相對最低。另外，IMAGE 和DNE21+模型的預(yù)測結(jié)果顯示2.0 ℃和1.5 ℃情景下天然氣消費(fèi)占比高于NDC 情景，其他5 個模型的預(yù)測結(jié)果表現(xiàn)為NDC、2.0 ℃和1.5 ℃情景下天然氣消費(fèi)占比呈逐漸下降的態(tài)勢。由此可見，在相同的情景設(shè)置下，利用同一套基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，不同模型的預(yù)測結(jié)果都會展示出明顯差異。

綜上所述，氣候目標(biāo)差異會對未來的天然氣消費(fèi)產(chǎn)生重要影響。相比NDC 情景，2.0 ℃情景下2030 年天然氣消費(fèi)量增加了5%，2045 年和2060 年天然氣消費(fèi)量則分別減少了20%和37%。1.5 ℃情景相對于NDC 情景而言，2030 年、2045 年和2060 年天然氣消費(fèi)量分別減少了19%、47%和64%。采用1.5 ℃情景開展碳中和目標(biāo)分析時，2060 年天然氣消費(fèi)占比為9%，低于NDC 情景（16%）和2.0 ℃情景（13.6%）。這表明在碳中和目標(biāo)下天然氣發(fā)展會“減速”；但是即使在碳中和目標(biāo)下，到2060 年天然氣消費(fèi)對于滿足能源消費(fèi)仍具有重要作用。

3 方法分析與評估

已有研究認(rèn)為多模型結(jié)果對比是探索科學(xué)發(fā)現(xiàn)的有效途徑，有助于產(chǎn)生具有穩(wěn)定性的政策模擬結(jié)果[23]。本文進(jìn)一步探究并指出多模型對比分析的優(yōu)勢體現(xiàn)在：①避免因參數(shù)或模型設(shè)置原因?qū)е聠我荒Ｐ徒Y(jié)果過于偏離實(shí)際，即“以偏概全”或“盲人摸象”；②盡可能容納極端性估計(jì)結(jié)果，加強(qiáng)針對“黑天鵝”事件的提前預(yù)警與預(yù)防；③通過結(jié)果分析，有助于進(jìn)一步理解模型構(gòu)造，為優(yōu)選模型工具或改進(jìn)模型內(nèi)生結(jié)構(gòu)提供支撐；④為在2060 年“碳中和”目標(biāo)背景下，中國構(gòu)建兼具合理性與連貫一致性的能源規(guī)劃目標(biāo)提供支撐。

一次能源消費(fèi)總量方面，本文研究給出的結(jié)果相對已有研究屬于激進(jìn)型觀點(diǎn)。在1.5 ℃情景下，一次能源消費(fèi)總量將從2020 年開始下降，而已有研究報告認(rèn)為一次能源消費(fèi)總量將從2030 年之后下降。針對該結(jié)果差異的深入分析發(fā)現(xiàn)：在更加嚴(yán)格的碳排放目標(biāo)情景下，如果2020 年之后一次能源消費(fèi)總量未下降，將為未來能源消費(fèi)總量節(jié)約帶來更大壓力，可能會因此付出額外的經(jīng)濟(jì)成本代價；嚴(yán)格的碳排放目標(biāo)需要更快的技術(shù)進(jìn)步作為支撐，這需要CCUS技術(shù)等碳捕集、封存輔助技術(shù)和化石能源生產(chǎn)技術(shù)效率的同步提升；有效合理的助推政策組合也迫切需要去緩解技術(shù)進(jìn)步的滯后性。在這過程中，加強(qiáng)天然氣市場化建設(shè)，構(gòu)建合理、有序的天然氣交易市場也顯得越來越重要[24-26]；借鑒隱含石油消費(fèi)管理的思路[27]，將隱含天然氣消費(fèi)納入分析范圍，從多個視角來系統(tǒng)研究中國天然氣消費(fèi)特征和演變趨勢。

4 結(jié)論及建議

通過多模型模擬分析可知，到2060年碳中和目標(biāo)年，在NDC情景、2.0 ℃情景、1.5 ℃情景下中國一次能源消費(fèi)總量均值分別為57.3×108t、42.6×108t 和36.9×108t標(biāo)準(zhǔn)煤；天然氣消費(fèi)量均值分別為 6 943×108m3、4 342×108m3、2 502×108m3。氣候情景選擇對一次能源消費(fèi)總量和天然氣消費(fèi)量在2020—2060年間的趨勢分化產(chǎn)生明顯影響。

本文提出的多模型研究能夠較為全面地呈現(xiàn)中國2020—2060年一次能源消費(fèi)、天然氣消費(fèi)及天然氣消費(fèi)占比的不同發(fā)展路徑，能夠?yàn)闅夂蜃兓魬?zhàn)下可靠的天然氣中長期政策和戰(zhàn)略制定提供堅(jiān)實(shí)支撐，是對已有研究的補(bǔ)充和擴(kuò)展。通過多模型對比分析發(fā)現(xiàn)，中國天然氣消費(fèi)未來存在3種潛在發(fā)展模式：①天然氣消費(fèi)量及其一次能源消費(fèi)占比到2045年一直增加，之后下降；②天然氣消費(fèi)量及其一次能源消費(fèi)占比到2030年一直增加，之后下降；③天然氣消費(fèi)量及其一次能源消費(fèi)占比自2020年開始下降。在2.0 ℃溫控目標(biāo)下，2060年天然氣消費(fèi)在一次能源結(jié)構(gòu)中約占13.6%，該比例在更為嚴(yán)格的1.5 ℃溫控目標(biāo)下則下降至9.0%。

基于上述結(jié)果分析與討論，提出如下建議：①加強(qiáng)中國天然氣中長期發(fā)展的戰(zhàn)略制定和頂層設(shè)計(jì)，從能源安全角度，需要針對天然氣的供應(yīng)、需求及技術(shù)環(huán)節(jié)開展定期的動態(tài)評價和分析；②基于中國實(shí)際問題，持續(xù)優(yōu)化完善能源系統(tǒng)模型方法及模型內(nèi)置參數(shù)的本土化；③探索豐富基于2060 年“碳中和”目標(biāo)的中國能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型路徑情景；④加強(qiáng)對中長期能源技術(shù)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境等諸多不確定性因素的充分刻畫。