迈向“后碳经济时代”我国天然气产业高质量发展思考

郑贤斌

（中国石油天然气股份有限公司天然气销售分公司）

2020年，国家主席习近平向全世界宣布，中国“力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”[1]，“到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右”[2]。《新时代中国能源发展》白皮书提出，要推动非化石能源和天然气成为能源消费增量的主体，持续推进能源高质量发展[3]。《能源发展“十三五”规划》提出，以提高能源发展质量和效益为中心，着力优化能源系统，着力补上发展短板，着力培育新技术新产业新业态新模式，着力提升能源普遍服务水平，全面推进能源生产和消费革命，努力构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系[4]。

天然气具备清洁、高效、经济、安全的特性，目前仍是推动低碳转型、实现碳中和目标的现实选择，是迈入“后碳经济时代”最有效率的“稳定器”。2021年是国家“十四五”规划的开局之年，也是碳中和行动起步元年。本文分析了我国天然气产业在迈向“后碳经济时代”所面临的发展机遇和挑战，探讨了新时期天然气高质量发展方向和对策。

1 世界能源产业发展基本情况

能源是能够直接取得或通过加工转换而取得有用能的各种资源，包括原煤、原油、天然气、核能、水能、太阳能、风能、生物质能、地热能等一次能源，电力、蒸汽、成品油、氢能等二次能源，以及其他新能源和可再生能源[5]。人类利用能源的历史大致可分为薪柴时代、煤炭时代和石油时代3个阶段[6]。近年，一些国家和地区的石油生产消费已达到或接近顶峰，天然气生产消费持续增长，人类社会活动对气候变化的影响得到广泛共识。近2年受新冠肺炎疫情影响，全球经济总体复苏乏力，低碳发展成为未来世界经济发展的基本方向[7]，加大力度发展低碳能源技术、实现绿色低碳经济转型已是大势所趋[8]。

2009年12月，联合国气候变化大会通过了《哥本哈根协议》，标志着国际社会应对气候变化进入新的阶段，显示了人类迈向“后碳经济时代”的决心和勇气。剑桥能源研究协会主席丹尼尔·耶金指出，天然气是未来世界的燃料[9]。未来学家杰里米·里夫金称，“第三次工业革命”是人类即将步入碳排放与经济增长成反比的“后碳经济”时代的前奏[10]。碳熵技术的应用作为联合国核证和规划实施的能源政策技术，可协助国家消除通胀危机和气候危害等多项非传统安全威胁。

长期以来，中国能源生产消费一直以化石能源为主，煤炭仍占相当大的比重（表1、表2）[11]。新能源发展在“十四五”乃至更长的时间里仍不确定，市场环境不完善，政策法规仍有欠缺，政府补贴呈逐年下降趋势，总体规模短时间内无法明显扩张。我国不仅要改善能源生产消费等硬指标现状，还需提升能源软实力，在能源技术、能源效率、能源治理水平、能源话语权、能源文化等方面加大投入和关注度。

表1 2012—2020年中国能源生产情况[11]

表2 2012—2020年中国能源消费结构[11]

2 我国天然气产业发展政策

天然气绿色环保、安全可靠、供应相对稳定，发展天然气产业顺应了国家能源经济战略和生态环境保护政策，是我国实现能源转型的现实依靠。

上游领域，国家出台一系列政策，从多角度多维度为天然气勘探和开采市场引入社会资金、调动地方积极性提供了政策支持，例如《关于统筹推进自然资源资产产权制度改革的指导意见》（中办发〔2019〕25号）、《外商投资准入特别管理措施（负面清单）》（2020年版）、《关于推进矿产资源管理改革若干事项的意见（试行）》（自然资规〔2019〕7号）。目前，国家层面正在加大非常规天然气的政府补贴力度，加快推动非常规气开发建设[12]。例如，深化新疆试点工作，推动黔北、川南页岩气试验区建设，设立鄂西页岩气勘探开发综合示范区，完成南海天然气勘查开采改革试点工作等。

中游领域，国家相继出台了《关于深化石油天然气体制改革的若干意见》《石油天然气管网运营机制改革实施意见》等文件，组建国家石油天然气管网集团有限公司（简称国家管网集团），推进“全国一张网”建设。天然气长输管道运销分离，有效提升天然气资源的运输、配置、运营效能，满足天然气供应需求和安全。优化储气设施规划与建设，完善资源布局，对土地、财税等政策不断予以支持，补足储气基础设施短板，提升储气能力。近期，国务院《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》（国发〔2021〕4号）要求，加快天然气基础设施建设和互联互通，并实现绿色升级。

下游领域，随着天然气产供储销体系建设有序开展，西气东输、海气登陆和国家级、省级天然气干线的互联互通，全国天然气供应保障总体平稳。《关于调整天然气基准门站价格的通知》（发改价格〔2019〕562号）将天然气税率降低到9%，让民众享受低廉的用气，并持续促进及引导燃气企业进一步转型升级。《中共中央国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》首次明确提出“推进燃气下乡，支持建设安全可靠的乡村储气罐站和微管网供气系统”。

另外，基于国家优化能源结构、高质量发展清洁能源的发展要求，天然气制氢将在氢能产业发展中发挥重要作用[13-15]。天然气制氢具有制取技术路线多样化、经济竞争力强、能源利用效率高和环境效益好等优势，可以作为发展燃料电池汽车氢源的首选制氢能源[16-17]。天然气裂解制氢技术包括催化裂解制氢、等离子体裂解制氢、等离子体催化制氢及太阳能热解制氢等技术[18-19]。

中国是世界最大的发展中国家，能源需求量巨大[20]。天然气作为过渡能源的最佳选择，未来10～20年天然气产业将会持续发展，其发展程度取决于可再生能源在应用方面是否有重大突破，能源行业将经历一个天然气与可再生能源协同发展的阶段。

3 我国天然气产业发展现状分析

3.1 我国天然气产业概况

我国天然气产业链分为上游勘探生产、中游运输、下游分销3部分（图1）[21]。目前，国内天然气生产主体仍是中国石油、中国石化、中国海油三大油公司。根据相关资料统计[22]，2019年，这3家公司天然气产量合计超过1600×108m3，约占国内总产量的97%。目前，我国LNG业务主要由三大油公司经营，但正在逐步放开。2020年初以来，中国石油、中国石化、中国海油加速调整发展战略，持续推进“七年行动计划”，勘探开发力度进一步加强。经统计，2020年、2021年三大油公司天然气产量合计分别超过1800×108m3、1900×108m3，天然气产量增速分别为9.2%、7.5%。

图1 我国天然气产业链分布

3.2 天然气产业发展短板

储气库是调节天然气供需平衡的重要因素，是天然气产业链必不可少的关键环节。储气调峰能力不足是我国天然气产业发展的短板。目前，我国陆地面积对应的管网里程比率仅为70km/104km2，约为美国的12%。2020年，我国地下储气库形成工作气量约为144×108m3，仅占全国天然气消费量的4.3%，远低于世界平均水平（15%）。

我国天然气市场目前仍存在诸多问题，如部分地区天然气供气环节过多、加价水平过高、收费行为不规范等。部分城市终端配气成本过高，终端价格比门站价高出1元/m3以上，实际收益率超过7%[23]。天然气基础设施数量无法匹配实际需求，需关注城市老旧小区的管线升级、燃气表升级等问题。天然气产业链需要加强与5G、大数据、人工智能、北斗定位等新技术的融合发展。

3.3 天然气优势有待显现

在能源结构替代效应的主导下，我国天然气消费水平向上整体收敛，天然气消费所产生的二氧化碳排放缓慢增长，化石能源消费的清洁化转型尚处于初级阶段。分析各省天然气消费量，青海、四川和新疆具有资源禀赋优势；北京、海南、上海、天津、广东、江苏处于发展阶段，具有经济转型及政策环境等优势；其他省份和地区的天然气消费量及结构占比均处于较低水平。为进一步发挥天然气清洁低碳优势，减少化石能源二氧化碳排放总量，我国需要加快推进能源结构优化，持续提高天然气勘探开发水平，加强基础设施建设，推进“煤改气”及交通、发电领域气化工程实施，逐步完善天然气价格机制，培育天然气贸易中心。

4 “后碳经济时代”天然气产业发展方向

4.1 持续补强供应短板

国家“煤改气”政策使天然气供应能力短板被进一步放大，需要提升天然气供应能力与储备能力，加强企业、地区之间互联互通，有效提升天然气调峰能力。《中国散煤综合治理研究报告2020》[24]指出，由于天然气管道分布分散，生产和干线运输依存于公司一体化经营，燃气公司互联互通也存在一定问题。这是不同地区出现天然气供应紧张的原因之一，需关注4方面问题：一是加快编制地区或区域天然气发展规划，强调加快燃气输配系统优化与配置，统筹考量天然气负荷；布局拟建管网，既要满足燃气系统实际需要，也要为未来天然气业务开拓发展空间。二是将积极、有实际经验的企业纳入未来天然气市场发展版图。三是加快勘探与生产技术开发，推进天然气增储上产。四是加强过程监督管控，精准用气需求，精细生产调度；规范燃气市场监管，对燃气经营进行风险管理，保证安全机制正常有效。

4.2 健全完善市场机制

天然气资源分配受市场供需和价格变动影响，应将资源组合分配、再组合再分配，深化改革推动天然气产业可持续发展[25]。根据《关于新时代加快完善社会主义市场经济体制的意见》，国家管网集团正式组建和运营，市场主体公平开放和竞争格局逐步形成，干线、省际、省内输气网络不断开放，将促进天然气产业发展。新版《中央定价目录》[26]对工业用气价格的管理给予一定程度放宽。随着天然气管输费用市场化价格机制优化调整，天然气管网不断完善，管输费用、输气成本、终端销售价格将稳步降低，天然气消费量将持续增加，保证天然气产业链上游和中游的价格趋于稳定。

4.3 与新能源互补融合发展

天然气发电前景广阔，有助于缓解能源紧缺，减少燃煤使用，保护生态环境。世界80%的氮肥以天然气为原料，成本低，可有效减少污染。天然气合成油（GTL）可在今后较长时间作为航空、航海和道路交通运输的替代“绿色燃料”。根据国家发改委印发的《天然气发展“十三五”规划》，预测2030年，天然气发电用气量约占全国天然气总用量的40%，资源优势明显。总的来看，在能源革命中，天然气肩负两大历史使命：一是大规模利用天然气推进能源结构变革，有效改善生态环境；二是作为新能源开发利用的重要支持与补充，与新能源融合发展。我国天然气企业需尽早介入天然气与新能源融合发展领域，并以此为突破口，进一步扩展电力（包括光伏、风电）、热力业务，实现多能互补的综合发展模式。

4.4 终端销售碳中和优化布局

天然气目前正处在主体能源的快速增长阶段，这是能源生产与消费方式转变形成的必然结果。无论是外部条件变革还是技术迭代发展，短期内减少碳排放仍需依靠天然气。燃气企业应把握这个过渡期，发挥天然气低碳优势，扩大天然气消费占比，提出减碳、脱碳解决方案。按照国家“十四五”能源总体规划，燃气企业应稳步进入新能源、可再生能源领域，持续优化布局，当好运营商角色，安全高效供应清洁绿色综合能源。

在营销模式方面，燃气企业需对生产生活设备设施去碳化运行维护，致力于用清洁的生产方式提供清洁绿色能源，并对新能源和可再生能源提早规划布局。在加油加气的基础上，科学合理开展加氢业务和绿色电能加注业务，优先销售生物天然气、沼气等可再生资源，积极探索销售碳中和天然气（包括LNG、CNG），加快实现天然气站场低碳绿色生产生活方式转型升级，综合利用各类资源建成碳中和站场，达到净零排放。

在技术应用方面，对于燃气站场的压缩机、泵等燃气大型动力设备，自控、调度、监测等耗能系统，自备取水和循环水系统用电，研究采用全氢、混氢替换自耗天然气，实现绿色供能。燃气企业可研发利用碳捕捉技术（CCS）和碳捕获、利用与封存（CCUS）技术，优先考虑碳产品与天然气联合营销，并可供给油田进行二氧化碳驱油提高采收率。

在运营合作方面，现有燃气企业需积极升级改造，为高新技术企业、绿色企业，谋划获取管理维护特许经营权；新成立燃气企业应优先注册为绿色企业。燃气企业在进行混合所有制改革时，要与新能源、可再生能源、数字化智能化企业，环保、文化教育创意企业，绿色无碳基金保险证券信托企业等开展合资合作，还可以考虑碳汇林项目。

4.5 健全完善天然气利用企业治理机制

目前，不少燃气企业已参与减排实践，如冷能/压力能利用、放散天然气回收等，有的已着手研究减少全产业链甲烷排放。但部分燃气企业从管理层到基层员工对碳管理还缺乏认识，尚未建立管理制度和标准规范，缺乏详尽的碳中和建设方略和实施路线图。应针对工艺、运行、维修、安全等环节，采取相应措施，减少泄漏、放散；关注并适度参与碳排放市场，取得相应经验；降低单位能耗，采用有助于碳中和的方案、材料或技术等。

十九届五中全会为中国能源转型发展明确了方向和重点，天然气终端利用企业要统筹国内国际，研究并编制碳中和背景下天然气第十四个五年规划和中长期远景目标纲要，积极参与全球能源治理体系改革，深化国家天然气体制改革，优化资源配置，继续实施惠民利民工程；不断提升综合能源清洁化、低碳化及电气化水平；研究碳达峰、碳中和目标下的碳交易、碳信用、碳金融模式和手段，全方位、宽领域、多角度地对发展天然气销售业务做出战略部署、系统谋划并有序实施。

5 结论与建议

深入实施“四个革命、一个合作”能源安全新战略，需要继续加大国内天然气勘探开发支持力度，加快煤层气和天然气水合物商业开发，力争天然气产量2030年超2700×108m3、2035年超3000×108m3，夯实保障我国天然气供应安全的基础。《能源生产和消费革命战略（2016—2030）》等文件指出，2030年前，天然气消费量占能源消费总量比重要达到15%[27]。经初步测算，天然气需求量达峰将在2040年前后，天然气业务在中长期仍具有较大发展空间。

大力发展天然气产业是实现碳中和的重要途径和手段。天然气产业实现碳中和可分为两个阶段：2021—2040年，天然气替代煤炭；2040—2060年，天然气深度脱碳。天然气低碳零碳负碳技术发展方向包括：甲烷减排技术、智慧燃气技术等，减少生产和运输过程中的天然气排放；可再生能源发电制氢技术、生物质天然气技术等，扩大绿色燃气来源；天然气掺氢技术[28]、纯氢管输与应用技术[29]等，终端消费天然气替代；天然气大规模利用后，实施天然气CCS和CCUS项目。

探索天然气与非化石能源“多元发展、协调互补”实施路径。天然气要在低碳、零碳的世界继续发挥重要作用，脱碳是主要问题。需推进和完善沼气、生物质天然气等可再生天然气，氢气与可再生电力技术，加快气体能源的发展进程；将碳交易纳入产业链运行管理，不断夯实碳管理基础，倡导绿色经济和低碳经济等理念。

培育绿色市场交易机制。实现碳中和是一项艰巨任务、系统工程，必须坚持全面发力。要加强绿色低碳循环发展的生产体系、消费体系、流通体系、绿色技术创新体系、法律法规政策体系。大力发展绿色金融，完善绿色标准、绿色认证体系和统计监测制度，培育绿色交易市场机制。对绿色金融工具（CDM）进行逐步拓展，对碳交易和碳信用等方面政策进行修正，增强国内绿色低碳技术评估、交易体系，加快科技创新服务平台的研发及开放进程，建立并完善配套碳管理体系、制度与标准。

深化相关财税价格政策改革，促进天然气产业健康蓬勃发展。建议加大对页岩气勘探开发的支持力度，在保持现有财政补贴水平的基础上，免征页岩气资源税；对致密气田暂不征收资源税，实行增值税先征后返政策；对天然气产业进口相关技术设备等免征进口环节增值税、关税；进一步完善LNG进口退税政策，根据实际进口量实行退税；加大地下储气库项目的财税政策支持，如专项财政资金支持；加快推进天然气价格市场化进程，包括进一步深化天然气价格市场化改革，全面放开天然气价格，适当降低天然气管输价格，以提高天然气资源配置效率，促进天然气行业高质量稳健可持续发展。