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。1m3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。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185.4萬億m3，2016年產量為3.5306萬億m3，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3.6400萬億m3，比2007年的2.9475萬億m3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1007億m3；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817億m3和135億m3。

 

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0.7761萬億m3增長至1.0841萬億m3，增長了39.7%。其中，管道氣由5497億m3增長至7375億m3，增長了34.2%；LNG由2264億m3增長至3466億m3，增長了53.1%（表1）。預計2017年全球管道氣貿易量約為7630億m3，比上年增長3.5%；LNG貿易量為3900億m3，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2264億m3，占天然氣貿易總量的29.2%；2016年全球LNG貿易量達3466億m3，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1549億m3、4291億m3和1651億m3，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1515億m3、5330億m3和3072億m3（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3930億m3，其中北美占67%、歐洲占20%、獨聯體占6%。

 

1.5全球形成“四分天下”的能源新格局

 

世界能源發展在木柴向煤炭、煤炭向油氣的轉化已經基本完成之后，將經歷油氣向新能源的第三次重大轉換（圖1）。天然氣在實現第三次重大轉換的過程中發揮著重要的橋梁作用，世界能源已形成石油、天然氣、煤炭、新能源“四分天下”的新格局。

 

 

 

 

在第三次科技革命的推動下，人類發展對環境的要求不斷提高，天然氣和新能源作為清潔能源的消費比例大幅度提高，一次能源消費結構中，石油占33%、天然氣占24%、煤炭占28%、新能源占15%，石油、天然氣、煤炭和新能源“四分天下”的格局已經基本形成（圖1）。

 

天然氣作為最清潔的化石能源，是當前滿足人類生態環境需求的最佳選擇，隨著生態環境需求的升級和科學技術的進步，世界能源在21世紀中葉將進入“天然氣新時代”（圖1）。能源消費結構進一步向清潔化、低碳化加速轉變，2017年全球煤炭消費比重下降了0.31%，天然氣和非水可再生能源消費比重分別上升0.14%和0.16%。預計天然氣在2030年前后將超越煤炭、2040年將超越石油，成為向非化石能源發展路途上最主要的能源，進入“天然氣時代”。最終，隨著經濟社會對能源需求的持續增長和低碳社會的到來，傳統化石能源向非化石新能源的第三次重大轉換將成為必然（圖1）。

 

1.6新能源發展已進入突破期

 

據國際可再生能源機構（International Renewable Energy Agency，簡稱IREA）2018年發布的數據，到2020年所有類型的可再生能源都將具有相當的成本競爭力。2017年陸上風電和太陽能光伏發電的全球平均成本分別為0.06美元/kW·h和0.10美元/kW·h。預計到2020年，可再生能源發電成本將再下降50%。目前新能源汽車最大續航能力已經超過1000km。當前制約新能源應用的主要是儲能技術，隨著石墨烯等新材料技術的突破，制約新能源發展的最后一道技術瓶頸正在逐步被突破。不難預見，新能源產業將迎來加快發展的大好時機。

 

2　中國天然氣發展面臨全新的形勢

 

2.1天然氣發展進入“黃金時代”

 

中國天然氣發展已進入新時代，天然氣在能源結構中的地位日益凸顯，中國天然氣發展迎來“黃金時代”。

 

1）國家對天然氣清潔能源高度重視，制定發展藍圖。《能源發展“十三五”規劃》明確提出，2020年非化石能源和天然氣消費增量將占能源消費增量的68%以上，天然氣在一次能源中的消費比重力爭達到10%。

 

2）三大理論技術進步推動了天然氣資源大發現，奠定了國內較大的天然氣儲量、產量基礎：①煤成氣理論，明確了煤系地層的規模生氣潛力，指導了鄂爾多斯盆地上古生界、四川盆地上三疊統須家河組等大面積巖性氣藏的勘探發現；②有機質“接力成氣”理論，論證了熱演化程度高、過成熟烴源層系仍然具有大量生氣的潛力，堅定了塔里木盆地古生界、四川盆地震旦系—寒武系等深層超深層古老地層天然氣勘探的信心；③非常規連續型天然氣聚集理論，抓住了非常規天然氣分布的標志特征，為頁巖氣等非常規天然氣的工業起步提供了有力的依據。此外，前陸沖斷帶構造氣藏、深層海相碳酸鹽巖氣藏、大面積巖性氣藏、全過程生烴（圖2）等重要理論，高精度地震勘探、高效安全鉆完井、儲層壓裂改造增產等核心技術，為推動中國天然氣儲量快速增長均發揮了重要作用。目前全國共發現氣田509個，累計探明天然氣儲量13.4萬億m3，已建成長慶、塔里木、四川3個儲量超過1萬億m3的大氣區，為中國天然氣快速發展奠定了基礎。

 

 

 

 

3）在全球天然氣供給寬松的條件下，LNG技術推動了天然氣進口的多元化。中國LNG資源進口來源主要為澳大利亞、卡塔爾、印度尼西亞等國家。未來，美國將有可能成為中國LNG進口長期協議資源國，并由此帶來新的天然氣進口價格機制。

 

4）天然氣產業鏈趨于完備，人工智能＋大數據促進全產業鏈建設協同發展。中國已形成上游勘探生產、中游運輸到下游銷售完整的天然氣產業鏈。截至2015年底，全國已建成天然氣集輸管網6.4萬km，LNG接收能力達484.3億m3，地下儲氣庫工作氣量為55億m3。按照國家規劃，“十三五”期間將新增天然氣探明地質儲量3萬億m3、新建天然氣管網4萬km、地下儲氣庫累計形成工作氣量148億m3，天然氣產業鏈將保持持續快速發展。

 

2.2 天然氣產量進入持續增長期

 

中國常規天然氣產量進入持續增長期，非常規天然氣產量步入快速發展期。較之于2016年，2017年全國天然氣產量增長10%，達到1490億m3（圖3），增長主要來自四川盆地、塔里木盆地和南海東部海域。隨著常規、非常規天然氣接續產量的快速增長，中國天然氣總產量將持續增長。常規天然氣產量即將達到峰值，進入穩定發展期。

 

自2000年以來，全國常規天然氣產量持續快速增長，由2000年的280億m3增長至2014年的950億m3，年均增長48億m3。2014—2017年，中國常規天然氣產量基本保持在950億m3左右，2017年產量為1002億m3，占天然氣總產量的67.2%，是天然氣產量的主體。

 

致密氣、煤層氣和頁巖氣等非常規天然氣開發相繼取得突破，產量接續能力快速增長，步入快速發展期，已成為天然氣產量增長的新主力。較之于2016年，2017年全國非常規天然氣產量增長14%，達到398億m3，占天然氣總產量的28.6%。2005年致密氣產量取得突破，2012年其產量超過300億m3，2015年產量達到350億m3后趨于穩定，2017年產量為343億m3，占天然氣總產量的23.7%。

 

2006年煤層氣開發取得突破后，受多方面因素的影響產量增長相對較慢，2017年產量為45億m3，占天然氣總產量的3.0%。2013年頁巖氣開發取得突破后產量快速增長，2017年產量已達到90億m3，占天然氣總產量的6.0%。

 

盡管中國天然氣產業取得了重大進展，但天然氣上產仍面臨諸多挑戰：①石油企業上游勘探投資減少，制約了天然氣儲量、產量的增加；②天然氣儲量中開發難度較大的儲量比例逐年增高，天然氣產量增長難度大；③主力氣田穩產形勢嚴峻，保持穩產需要新建產能來彌補；④部分老氣田開發進入中后期，保持穩產或延緩遞減難度大；⑤非常規氣效益開發的工藝技術尚不完善，開發成本相對較高，需要國家補貼支持其發展。

 

2.3 天然氣對外依存度進入跨越式增長期

 

中國天然氣消費量快速增長，對外依存度呈現出加速擴大的趨勢。由圖3可見，2007年，中國天然氣消費量超過產量后，對外依存度不斷加大；2017年全國天然氣消費量達2352億m3，同比增長15.3%，遠高于天然氣產量的增速，天然氣消費量已進入快速增長期。國內天然氣產量遠不能滿足天然氣消費量的增長，2017年天然氣進口量為926億m3，對外依存度已達到39%。

 

LNG進口量超過管道氣，成為填補國內天然氣需求缺口的主力。進口管道氣主要來自土庫曼斯坦、緬甸、烏茲別克斯坦和哈薩克斯坦，2017年供氣量為427億m3，比2016年增長10.9%。受消費需求拉動，LNG進口量快速增長，2017年進口量達到499億m3，同比增長39.0%。進口LNG主要來自澳大利亞、卡塔爾、印度尼西亞等國家，其中從澳大利亞的進口量占LNG進口總量的46%。

 

天然氣進口量不斷加大，地下儲氣庫將成為極端氣候、突發事件、戰略儲備等條件下供氣不可或缺、不可替代的應急備用“糧倉”。中國儲氣庫建設啟動于1999年，目前已建儲氣庫25座，形成調峰能力108億m3，日最大調峰能力達9000萬m3。

 

隨著天然氣消費市場的不斷擴大，儲氣庫的調峰保供作用日益凸顯，尤其是在北方重點城市冬季調峰保供中發揮了關鍵作用。2016年中國實際天然氣調峰總量為155億m3，其中儲氣庫調峰占34.2%、氣田調峰占26.0%、進口管道氣調峰占18.1%、LNG調峰占18.0%、用戶調峰占3.7%；2017年環渤海地區高月高日天然氣需求量接近1.9億m3，儲氣庫最高日調峰能力達9000萬m3，可滿足最大需求量的47%。天然氣對外依存度越高，儲氣庫、LNG就越顯得迫切和重要。

 

3　中國天然氣發展戰略預判

 

3.1天然氣需求強勁，2050年需求量將介于6500億～7000億m3

 

中國的能源需求量可能在2030年前后達到峰值，約44億t油當量。中國人口基數大，油氣資源相對匱乏。參考英、德、法、日等發達國家人均能源消費量介于2.9～3.5t油當量，根據2030年中國人口將達到峰值的14.5億人、2050年將為13.8億人。據此預測，2030年中國能源消費量將達到高峰值44億t油當量，2050年將下降至40億t油當量。

 

中國天然氣需求將呈現出持續快速增長的態勢，2050年中國天然氣需求量將為6500億～7000億m3。綜合考量，2020年中國天然氣需求量達到3500億m3，占一次能源消費結構的10%；2030年天然氣需求量將介于5500億～6000億m3，占一次能源消費結構的12%；2050年天然氣需求量將介于6500億～7000億m3，占一次能源消費結構的15%。

 

3.2 2030年3種峰值情景下的中國天然氣產量將分別達到1800億m3、2000億m3、2200億m3

 

基于不同資源類型的天然氣資源、儲量、產量和成本情況，初步預測了中國高、中、低3種峰值情景下的天然氣產量和消費量（圖4）。

 

 

 

 

3.2.1 低峰值情景下2030年產氣量為1800億m3

 

若常規天然氣勘探無重大發現，2020年產量將維持在1000億m3左右，2030年產量將遞減至850億m3，2050年將為400億m3。非常規氣產量在現有領域穩步上升：致密氣產量總體穩定，預計2020年將為400億m3，之后保持穩產，預計2030年將保持在400億m3，2050年將遞減至300億m3；海相頁巖氣是產量增長的主力，2020年產量有望介于150億～200億m3，2030年將達到400億m3，2050年將達到500億m3煤層氣產量持續穩步增長，2020年有望介于60億～100億m3，2030年將為200億m3，2050年將達到300億m3。

 

3.2.2 中峰值情景下2030年產氣量為2000億m3

 

若常規天然氣勘探獲得較大發現，2020年產量將維持在1000億m3左右，2030年產量將保持在1000億m3，2050年將達到600億m3。非常規氣在現有領域產量相對較快增長：致密氣產量總體穩定，預計2020年將為400億m3，2030年將為450億m3，2050年將遞減至350億m3；海相、陸相和海陸過渡相頁巖氣全面實現有效開發，2020年產量有望介于150億～200億m3，2030年將達到450億m3，2050年將達到600億m3；煤層氣產量持續穩步增長，2020年有望介于60億～100億m3，2030年將為200億m3，2050年將達到300億m3。

 

3.2.3 高峰值情景下2030年產氣量為2200億m3

 

若常規天然氣勘探獲得重大發現，2020年產量將維持在1000億m3左右，2030年產量將保持在1000億m3，2050年將為700億m3。非常規氣在現有領域產量相對快速增長：致密氣產量總體穩定，預計2020年將為400億m3，2030年將為450億m3，2050年將遞減至350億m3；海相、陸相和海陸過渡相頁巖氣全面實現有效開發，2020年產量有望介于150億～200億m3，2030年將為500億m3，2050年將達到600億m3；煤層氣產量持續穩步增長，2020年有望介于60億～100億m3，2030年將為250億m3，2050年將達到400億m3。

 

3.3 2020年后進口資源將成為天然氣供給的主體

 

基于對天然氣進口方式、路徑、資源和政治等因素的分析結果認為，2020年后進口資源將成為中國天然氣供給的主體。我國陸上管道氣進口極限供給能力為1600億m3，其余需求缺口主要以進口LNG的方式來加以填補。

 

3.3.1陸上管道氣極限供給能力為1600億m3

 

天然氣管道輸送的距離有限，中國陸上管道氣主要從俄羅斯、中亞這2個天然氣產區進口，此外中東也是管道天然氣進口的潛在對象。綜合考慮陸上天然氣進口的路徑、資源、產量、政治等因素，按照目前俄羅斯和中亞兩大管道氣進口路徑，2020、2030、2050年的供給能力將分別為750億m3、1200億m3、1400億m3；若能成功開辟中東管道氣進口路徑，2030、2050年的供給能力將有望分別達到1350億m3、1600億m3。

 

3.3.2 LNG成為填補需求缺口的主要途徑

 

未來全球天然氣供給相對寬松，多元化的LNG供給市場將有利于填補中國天然氣需求缺口。目前國內已建和在建的LNG接收站能力為6940萬t，2020年按80％負荷測算接收能力將為750億m3。若滿足全國天然氣消費需求量，2030年需要進口LNG的數量將介于2000億～2500億m3，將占中國天然氣消費量的36%～45%、占天然氣進口量的52%～66%；2050年LNG進口量將介于3000億～3500億m3，將占中國天然氣消費量的46%～53%、占天然氣進口量的66%～77%。

 

3.4積極發展天然氣水合物和煤化工等，可緩解天然氣進口的壓力

 

天然氣水合物開發技術尚未取得實質性重大突破，資源儲量規模雖然很大，但仍具較大的不確定性，從目前的情況來看，其天然氣供給前景尚不明朗。中國煤炭資源豐富，煤化工技術成熟，煤制氣項目年產量超過100億m3，但受環境和成本等因素影響，部分項目處于停滯狀態。煤制氣產業可在環境有效監管的條件下，穩妥適度發展，以緩解中國天然氣進口的壓力。

 

4　關于中國天然氣發展戰略的幾點思考

 

中國天然氣工業發展進入全新時代，天然氣需求、生產和進口面臨全新形勢，結合當前天然氣發展的大背景，從中國基本國情出發，針對中國天然氣未來發展提出幾點戰略思考：

 

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。全力提升國內天然氣生產能力，實現西南、長慶、塔里木三大常規天然氣產量基地穩產增產，強力推進海相頁巖氣、低煤階煤層氣等非常規天然氣產量的快速增長，積極推動南海天然氣水合物“甜點區”技術工業化試驗。強力提升陸上管道氣輸送能力，積極推動陸上管道氣進口新路徑。為保證管道氣穩定供給，需在“一路一帶”倡議的大背景下，積極參與供給端天然氣項目開發，同時探索建設管道氣引進的新路徑，推動管道氣進口的多元化。全力提升LNG和儲氣庫的戰略地位，結合國內市場、地理和環境等因素，有序建設LNG和儲氣庫相關基礎設施，保障天然氣消費需求。

 

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。油氣“安全消費峰值”是從中國的能源國情出發，在全球能源供需的大背景下，綜合油氣供給結構、地緣政治、進口路徑、油氣庫存、氣候變化和人口規模等多種因素，在確保油氣穩定供應條件下而確定的油氣消費量安全可控最大值。

 

按照2030年5500億～6000億m3的天然氣消費量，需要國內天然氣產量達到1800億～2200億m3、陸上管道氣進口量達到1600億m3、LNG進口量達到2000億～2500億m3，天然氣對外依存度將超過64%。鑒于天然氣資源特點，高比例對外依存度將加大天然氣供應安全風險，2017年冬季天然氣供給“氣荒”已充分體現中國天然氣進口的安全風險。因此，需要在人工智能和大數據分析的基礎上，緊密跟蹤國內外天然氣產量、消費量、氣候、輸送路徑、庫存和政治等多項因素，建立“安全消費峰值”預警體系，有效規避天然氣供應安全風險。

 

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。需要急速突破煤炭清潔化工業技術，以在清潔的前提下延長煤炭資源的工業生命周期；需要急速突破新能源主體工業技術，以加快新能源時代的提前到來。

 

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。從全球能源發展角度來看，隨著油氣理論和技術的不斷進步，油氣資源儲量豐富，產量供應總體相對寬松，國內能源結構調整進入難得的歷史機遇期。需要盡快改變煤炭“一枝獨大”的一次能源消費結構，在考慮能源安全的前提下，國內外全方位戰略布局，加快能源結構調整，盡快實現煤炭、油氣和新能源的“三足鼎立”。

 

預測天然氣產量、消費量是一項系統工程，難度很大。隨著中國理論技術的發展，自產氣的數量可能將會有所變化，進口管道氣、液化天然氣、儲氣庫氣等的預測值將有所增減，消費量預測結果也將隨著工業化進程、城市燃料與運輸等節奏調整而有所變化。