郜 峰 劉保磊 李茂林 李長宣

（1中國石油勘探開發(fā)研究院；2長江大學；3油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室（長江大學）；4油氣鉆采工程湖北省重點實驗室（長江大學））

0 引言

隨著“雙碳”目標的提出,全球能源由高碳向低碳轉變。凈零排放已成為全球廣泛接受的目標,根據NetZero Tracker的數(shù)據,凈零排放目標現(xiàn)已覆蓋全球88%的溫室氣體排放[1-2]。天然氣具有靈活、安全、清潔、低碳等優(yōu)勢特征,在全球凈零排放進程中將發(fā)揮重要作用[3]。世界一些典型國家通過擴大天然氣利用、持續(xù)調整和轉型能源結構,完成了主體能源從“煤炭”向“油氣”的演變過程,天然氣占比持續(xù)擴大。2021年全球各國新冠肺炎疫情政策放松,經濟緩慢復蘇[4-6],從消費量看,天然氣需求出現(xiàn)反彈,全球天然氣消費量較2020年增幅4.99%；從產量看,2021年全球天然氣產量為40084.11×108m3,同比增加4.16%,創(chuàng)歷史新高；從貿易量看,全球LNG貿易量占比從2020年起均超過50%,2021年全球天然氣貿易量較2020年增幅8.22%。2022年以來,受俄烏沖突影響,天然氣供應短缺、價格上漲,從短期看,天然氣消費增速放緩；長期看,受全球性降碳減排趨勢影響,全球天然氣需求仍然強勁。

總體來看,國際形勢復雜多變,能源消費結構加快調整,市場波動明顯加劇,能源安全領域新舊風險交織。本文基于全球天然氣供需基本面、儲量分布特征、產量變化趨勢等方面的研究,對全球未來天然氣發(fā)展趨勢與前景進行了分析,預測天然氣將逐漸取代石油成為全球第一大能源。中國油氣對外依存度高,應統(tǒng)籌國內油氣資源,拓展海外天然氣業(yè)務,以便更好地應對全球能源轉型波動帶來的挑戰(zhàn)。

1 全球天然氣需求特征

截至2021年,天然氣在全球能源消費結構中的占比越來越大,天然氣具有可靠、易獲取、清潔的優(yōu)勢,在支持能源轉型中發(fā)揮著越來越重要的作用[7]。

1.1 天然氣在能源消費結構中占比增大，中國成為凈零排放重要貢獻者

天然氣在能源消費結構中比例持續(xù)加大,天然氣消費在全球一次能源消費結構中占比由1965年的14.56%上升至2021年的24.42%；石油消費占比由1965年的41.55%降低至2021年的30.95%；煤炭消費占比由1965年的37.27%降低至2021年的26.90%；其他清潔型能源消費占比由1965年的6.62%增長至2021年的17.73%（圖1）。在全球能源轉型過程中,天然氣作為低碳型能源將扮演重要角色,預測未來煤炭和石油在能源消費結構中占比將逐年下降[9-11],天然氣和可再生能源將共同在能源演變中發(fā)揮重要作用。

圖1 不同類型能源在全球能源消費結構中占比變化趨勢圖[8]Fig.1 Change trend of various types of energy in global consumption structure [8]

世界典型國家天然氣發(fā)展遵循啟動期（增速慢）、發(fā)展期（增速快）、成熟期（增速緩）的發(fā)展規(guī)律,發(fā)展期一般經歷30年左右的時間。以美國為例,1945年美國天然氣消費量突破1000×108m3,1970年發(fā)展至6000×108m3,經歷了25年的快速發(fā)展；中國天然氣在2004年開始進入發(fā)展期,2010年消費量首次突破1000×108m3,2021年達3787×108m3,期間年均消費增長量為199×108m3,目前仍處于發(fā)展期（表1）,未來消費需求量具有較大的增長空間。

表1 典型國家天然氣發(fā)展期參數(shù)表[8]Table 1 Natural gas consumption of typical countries in rapid development period [8]

1.2 全球天然氣市場供需呈緊平衡，亞太地區(qū)成長為需求強勁地區(qū)

全球的天然氣產量與消費量均呈現(xiàn)逐年增長態(tài)勢。2012年至2021年全球天然氣消費增速大于產量增速,其中全球天然氣消費量由33194.0×108m3增至40374.6×108m3,年均增速2.26%；全球天然氣產量由32914.69×108m3增至40084.11×108m3,年均增速2.20%。2021年全球天然氣市場供需缺口約為290.49×108m3（圖2）,預測2022年全球天然氣市場供需缺口會進一步擴大。

圖2 近10年全球天然氣消費量及產量分布圖[8]Fig.2 Global natural gas consumption and output in recent decade [8]

全球天然氣供需格局呈現(xiàn)供應重心“西移”,需求重心“東進”。全球天然氣輸出地由東向西依次是美洲地區(qū)、中亞—俄羅斯地區(qū)（歐亞大陸）、中東地區(qū)、非洲地區(qū)；全球天然氣主要輸入地區(qū)是亞太地區(qū)、歐洲地區(qū)；2017—2020年亞太地區(qū)和歐洲地區(qū)天然氣年流入量之和均超全球天然氣年流入量的一半,2021年亞太地區(qū)和歐洲地區(qū)天然氣流入量之和占比全球天然氣流入量達62.3%,創(chuàng)歷史新高（圖3）。全球天然氣兩大消費區(qū)為美洲地區(qū)、亞太地區(qū),2021年,全球天然氣消費量美洲地區(qū)占29.66%,亞太地區(qū)占22.74%。受亞太地區(qū)主要消費國經濟社會發(fā)展、新興市場能源需求提升等因素拉動[12-14],亞太地區(qū)將持續(xù)推動全球天然氣需求增長。亞太地區(qū)天然氣消費量占全球的比例從1990年的5.17%,提升至2021年的22.74%,增長趨勢顯著（圖4）。

圖3 2000—2021年天然氣流入流出地分布圖[8]Fig.3 Natural gas import and export regions in 2000-2021 [8]

圖4 1981—2021年全球各地區(qū)天然氣消費量圖[8]Fig.4 Global natural gas consumption in various regions in 1981-2021 [8]

亞太地區(qū)需求增幅明顯大于產量增幅,將維持天然氣進口規(guī)模最大地區(qū)的地位。2021年亞洲地區(qū)LNG進口3717.97×108m3,占全球LNG貿易量的72.02%,其中中國LNG進口量突破1000×108m3,超越日本成為全球第一LNG進口國,且進口來源呈多元化特點。預測未來亞太地區(qū)的天然氣進口來源更加多元,美洲、中東、歐洲及中亞—俄羅斯等地區(qū)資源將流向亞太地區(qū)。

1.3 全球天然氣貿易量日益增加，多重因素助推天然氣價格上漲

2021年全球天然氣出口量為10218.6×108m3,較2020年增幅8.22%,占2021年全球天然氣產量的25.49%。受天然氣資源分布和產量不均影響,2021年全球管道氣貿易量約為5056.3×108m3,同比增長11.34%；LNG貿易量約為5162.3×108m3,同比小幅下降1.39%,占全球天然氣貿易量的50.52%。近5年,全球LNG貿易量年均增長率為4.18%,全球LNG貿易量在2020年趕超管道氣貿易量,全球LNG貿易呈現(xiàn)愈加活躍趨勢（圖5）。殼牌公司預測短期內全球LNG市場繼續(xù)保持緊平衡狀態(tài),供需缺口或在2025年左右出現(xiàn)[4]。

圖5 2000—2021年全球天然氣貿易量變化圖[8]Fig.5 Global natural gas trade volume in 2000-2021 [8]

截至2021年底,全球新冠肺炎疫情好轉促進世界經濟復蘇,歐洲冬季延長,天然氣需求加速增長；2022年俄烏沖突爆發(fā),導致俄羅斯的天然氣供應不確定性增加,歐洲天然氣供應受限[14-16],煤炭價格與碳價格的上漲導致天然氣價格創(chuàng)新高。據IHS數(shù)據,2021年美國Henry Hub天然氣價格同比增長93%,英國NBP（天然氣交易中心）天然氣價格同比增長384%。目前來看,在2022年俄烏戰(zhàn)爭的爆發(fā)以及持續(xù)動蕩的能源價格的背景下,如果沒有足夠的可靠能源供給,能源市場或會迅速失穩(wěn),預測國際天然氣價格將進一步上漲（圖6）。

圖6 2017—2024年全球天然氣價格變化趨勢圖[17]Fig.6 Change trend of global natural gas prices in 2017-2024 [17]1Btu=1055.06J

2 全球天然氣儲量特征

2021年全球天然氣可采儲量為344.75×1012m3,技術剩余可采儲量為232.49×1012m3（表2）。全球天然氣可采儲量分布具“兩大一中三小”的特點[18-19],“兩大”為中東地區(qū)、中亞—俄羅斯地區(qū)；“一中”為美洲地區(qū)；“三小”為亞太地區(qū)、非洲地區(qū)、歐洲地區(qū)。

表2 2021年天然氣儲量分布表[20]Table 2 Natural gas reserves in various regions in 2021 [20]

2.1 天然氣儲量豐富，地區(qū)分布不均衡

全球天然氣資源總量豐富,分布呈現(xiàn)不均衡狀態(tài)。2021年全球天然氣可采儲量為344.75×1012m3,其中中東地區(qū)居首位,天然氣可采儲量為103.81×1012m3,占全球天然氣可采儲量的30.11%；中亞—俄羅斯地區(qū)天然氣可采儲量為92.01×1012m3,占比為26.69%；美洲地區(qū)天然氣可采儲量為66.87×1012m3,占比為19.40%（表2）。

截至2021年,全球天然氣累計產量為112.26×1012m3,其中中亞—俄羅斯地區(qū)天然氣累計產量為33.68×1012m3,居首位,占全球天然氣累計產量的30.00%；美洲地區(qū)天然氣累計產量為30.05×1012m3,占比為26.77%；歐洲地區(qū)天然氣累計產量為16.67×1012m3,占比為14.85%。

2021年全球天然氣技術剩余可采儲量為232.49×1012m3,儲采比約為59。中東地區(qū)天然氣技術剩余可采儲量為91.64×1012m3,居首位,占全球天然氣技術剩余可采儲量的39.42%；中亞—俄羅斯地區(qū)天然氣技術剩余可采儲量為58.33×1012m3,占比為25.09%；美洲地區(qū)天然氣技術剩余可采儲量為36.82×1012m3,占比為15.84%（表2）。

全球的天然氣儲量集中于前十大資源國,2021年,前十大資源國天然氣技術剩余可采儲量占全球天然氣技術剩余可采儲量的77.04%,天然氣技術剩余可采儲量超過10×1012m3的資源國有4個,分別是卡塔爾、俄羅斯、美國、伊朗（圖7）。

圖7 2021年天然氣技術剩余可采儲量前十大國家分布圖[20]Fig.7 Top 10 countries in remaining technically recoverable gas reserves in 2021 [20]

2.2 天然氣儲量下降，非常規(guī)天然氣是主要下降點

全球天然氣技術剩余可采儲量同比下降2.69%,非常規(guī)天然氣下降幅度大,陸上常規(guī)天然氣和海域天然氣（本文中海域天然氣均指海域常規(guī)天然氣）技術剩余可采儲量均增加（表3）。

表3 2020—2021年不同類型天然氣技術剩余可采儲量變化表 [20]Table 3 Comparison of remaining technically recoverable gas reserves with different types between 2020 and 2021 [20]

2021年陸上常規(guī)天然氣技術剩余可采儲量主要分布于中亞—俄羅斯地區(qū)、中東地區(qū),其中中亞—俄羅斯地區(qū)天然氣技術剩余可采儲量為46.51×1012m3,占全球陸上常規(guī)天然氣技術剩余可采儲量的54.57%（圖8）。

圖8 2021年陸上常規(guī)天然氣技術剩余可采儲量分布圖[20]Fig.8 Distribution of onshore remaining technically recoverable conventional gas reserves in 2021 [20]

2021年海域天然氣技術剩余可采儲量為108.45×1012m3。從類型看,淺水天然氣技術剩余可采儲量為89.07×1012m3,占全球海域天然氣技術剩余可采儲量的82.13%；從地區(qū)看,中東地區(qū)海域天然氣技術剩余可采儲量為63.28×1012m3,分布最多（圖9）。

圖9 2021年海域天然氣技術剩余可采儲量分布圖[20]Fig.9 Distribution of offshore remaining technically recoverable conventional gas reserves in 2021 [20]

2021年非常規(guī)天然氣技術剩余可采儲量為38.81×1012m3。從類型來看,頁巖氣技術剩余可采儲量為18.35×1012m3,占非常規(guī)天然氣技術剩余可采儲量的47.28%,致密氣技術剩余可采儲量為9.15×1012m3,占比為23.58%；從地區(qū)來看,非常規(guī)天然氣主要分布在美洲地區(qū)、中東地區(qū)（圖10）。

圖10 2021年非常規(guī)天然氣技術剩余可采儲量分布圖[20]Fig.10 Distribution of remaining technically recoverable unconventional gas reserves in 2021 [20]

2021年非常規(guī)天然氣技術剩余可采儲量與2020年相比下降了10.1×1012m3,下降幅度為20.65%。美國《油氣雜志》（OGJ）認為,2021年受油氣價格下跌影響,不少國家修正了油氣儲量,導致全球油氣儲量下降[21]。美國非常規(guī)天然氣技術剩余可采儲量下降10.04×1012m3,其中頁巖氣技術剩余可采儲量下降8.33×1012m3。此外,儲量下降原因還包括：（1）美國天然氣管道項目受挫,天然氣運輸能力下降,制約上游的增儲上產步伐；（2）2020年,巨頭公司將資本配置從增長轉向維持支出,減少在油氣勘探開發(fā)的支出,北美地區(qū)鉆機數(shù)量與新鉆井數(shù)保持低位[22]。

3 全球天然氣產量特征

3.1 天然氣產量持續(xù)穩(wěn)步增長，地區(qū)間產量差異顯著

需求和技術進步推動全球天然氣產量持續(xù)增長,2001—2021年間,全球天然氣產量年均增速3.53%,預測2028年全球天然氣產量將達到高峰值,為4.49×1012m3（圖11）。

2021年除歐洲地區(qū)外,各大區(qū)天然氣產量均有所增長,增長差異明顯,增長量最大的為中亞—俄羅斯地區(qū),增長了773.51×108m3,同比增長率較大的為非洲地區(qū)和中東地區(qū),增長率分別為9.84%和9.37%。

美洲地區(qū)和中亞—俄羅斯地區(qū)天然氣產量貢獻大,近20年間,兩大地區(qū)天然氣產量年均占全球天然氣產量的55.24%,其中美洲地區(qū)天然氣產量年均占比為29.92%。2021年美洲地區(qū)天然氣產量為12558.98×108m3,占全球天然氣產量的31.33%,居首位,其次為中亞—俄羅斯地區(qū)（圖11）。

圖11 1990-2050年天然氣產量變化趨勢圖[20]Fig.11 Change trend of natural gas production in 1990-2050 [20]

2021年前十大資源國天然氣產量占全球天然氣產量的72.95%,美國2021年天然氣產量為9401.01×108m3,占全球天然氣產量的23.45%,居首位；中國2021年天然氣產量為1711.02×108m3,占全球天然氣產量的4.27%,居第5位（圖12）。

圖12 2021年天然氣產量前十大國家分布圖[20]Fig.12 Top 10 countries in natural gas production in 2021 [20]

3.2 陸上常規(guī)天然氣為主，非常規(guī)天然氣產量占比增加

2021年天然氣產量為40084.11×108m3,較2020年同比增長4.16%,其中陸上常規(guī)天然氣與淺水天然氣是全球天然氣產量貢獻主體（圖13）。2021年陸上常規(guī)天然氣產量占全球天然氣產量的42.86%,居首位；非常規(guī)天然氣產量增幅最大,較2020年增長了4.59%（表4）。

圖13 1965—2021年全球天然氣產量剖面圖[20]Fig.13 Production trend of different types of natural gas in 1965-2021 [20]

表4 2020—2021年不同類型天然氣產量變化表[20]Table 4 Production comparison of different types of natural gas between 2020 and 2021 [20]

2021年陸上常規(guī)天然氣產量為17178.45×108m3,居首位,近10年陸上常規(guī)天然氣產量年均占比為42.15%,主要集中于中亞—俄羅斯地區(qū)（圖14）。

圖14 2012—2021年陸上常規(guī)天然氣產量變化趨勢圖[20]Fig.14 Onshore conventional gas production in 2012-2021 [20]

2021年海域天然氣產量為12088.18×108m3,占全球天然氣產量的30.16%。近10年海域天然氣產量年均占比為26.90%,海域油氣勘探開發(fā)逐漸向深水（井口水深為400～1499m）與超深水（井口水深在1500m以上）領域拓展（圖15）。

圖15 2012—2021年海域天然氣產量變化趨勢圖[20]Fig.15 Offshore gas production in 2012-2021 [20]

2021年非常規(guī)天然氣產量為10817.48×108m3,占全球天然氣產量的26.98%,2012年非常規(guī)天然氣產量占比為15.9%,近10年間非常規(guī)天然氣產量占全球天然氣產量比例增加了11.08%。伴隨俄烏沖突的影響,預測2022年美國的非常規(guī)天然氣產量會增加,同時未來全球非常規(guī)天然氣產量占比也將逐漸增加。

4 啟示與建議

4.1 未來天然氣需求強勁，將超過石油成為第一大能源

未來天然氣需求仍將較快增長。在可再生能源替代化石能源成為主體能源之前,以油氣為主的化石能源仍將長期占據主要地位[23-24],天然氣將在未來較長一段時期發(fā)揮重要作用。資源充足、易獲得助推天然氣需求增長,環(huán)境治理與污染物減排也是天然氣需求快速增長的重要推動因素。

bp預測,至2050年,全球天然氣和非化石能源需求總量占比將達到56.0%,其中,非化石能源占比上升到28.4%,天然氣占比上升到27.6%,超過石油占比（27%）,成為第一大能源品種；全球天然氣需求將升至5.6×1012m3,較2015年增加61%,是增幅最大的化石能源,2016—2050年年均增長1.4%,增速僅次于可再生能源（圖16）。中國天然氣消費量預測在2040年前達峰,峰值年消費量約為6500×108m3[25]。

圖16 全球一次能源需求量變化趨勢圖[26]Fig.16 Change trend of global primary energy demand [26]

4.2 天然氣資源開采潛力巨大，未來天然氣增儲上產步伐加快，交易活動頻繁

目前,全球陸上常規(guī)天然氣產量占比最高,海域與非常規(guī)天然氣產量占比將繼續(xù)擴大,全球天然氣采出程度僅為32.56%,未來天然氣開采潛力巨大。而全球天然氣儲量、產量分布不均衡,從國家層面來看,天然氣儲量、產量排名前十的國家占全球儲量、產量的70%～80%。儲量方面,卡塔爾、俄羅斯天然氣技術剩余可采儲量遠遠領先于其他國家；產量方面,美國、俄羅斯天然氣產量遠超其他國家。據EIA報道,俄烏沖突爆發(fā)后,歐美諸國大規(guī)模制裁俄羅斯,給全球油氣帶來新的增產動力,用于搶奪俄羅斯退出后的歐洲能源市場,天然氣市場格局將會重構,預測2022年全球天然氣儲量與產量將升至歷史新高。在全球天然氣資源分布不均,且天然氣需求效應的驅動下,天然氣行業(yè)收并購交易活動將更加頻繁。

4.3 加大國外天然氣勘探開發(fā)合作力度，助力堅守能源安全底線

2021年中國天然氣技術剩余可采儲量占全球天然氣技術剩余可采儲量的2.25%,天然氣產量占全球產量的4.27%,而2021年中國天然氣消費量占全球天然氣消費總量的9.38%,中國天然氣產量占中國天然氣消費量的比例為45.8%,天然氣資源少,消費需求大。受新冠肺炎疫情、俄烏沖突等突發(fā)因素影響,國際能源市場面臨傳統(tǒng)能源供給不足、價格波動頻繁等問題,中國作為能源消費、進口大國,能源進口成本與支出增加,海外能源保供壓力與不確定性增加。中國應堅守能源安全底線,加快構建“增儲備、保供應、穩(wěn)價格”相結合的天然氣運作體系,提升危機識別與應對能力,加大國外天然氣項目勘探開發(fā)力度,以項目經濟性為前提,整合海外天然氣業(yè)務協(xié)作能力,提升自身資源與進口資源的協(xié)調性,建立保障供應、應對風險的天然氣資源組合。同時以利益融合推動與周邊地區(qū)或國家的天然氣勘探開發(fā)合作,保障中國天然氣能源供給安全。

5 結論

在新冠肺炎疫情、經濟形勢和俄烏沖突的影響下,全球天然氣市場短期內將持續(xù)動蕩。在全球能源轉型關鍵時期,天然氣作為供應可靠、易獲取的清潔能源,將成為能源結構調整的重要增長點和低碳轉型的主力軍。而亞太地區(qū)的天然氣消費量將持續(xù)增長,國際天然氣價格中短期內將在高位震蕩。未來陸上常規(guī)天然氣仍是全球天然氣供應的主力,海域天然氣產量上升空間大,隨技術的進步,將向深水與超深水領域擴展,非常規(guī)天然氣產量將進一步上升。美國、俄羅斯等主要產氣國及亞太地區(qū)等主要需求地區(qū)將在一定程度上牽引全球天然氣市場的波動,全球供需缺口將進一步擴大。