中国能源与电力4

1、引子

每一个在外的游子必然一直牵挂着自己的故乡,即便,客死他乡。

18岁上大学以后,先是在郑州,四年半的时间,算是第一次对于大城市有了点概念,嗯,高楼大厦,高铁地铁,商业综合体。而后便是来到了声称是“北上广深”之后第五城的杭州,确实,相比郑州,杭州发展的好很多。

不过,那座小城,始终是我的根,始终关注着,手机上每一点关于故乡的新闻都会点开看看,相比十年前,小城这些年仿佛是被按下了加速键,不断带来惊喜,而且某些方面甚至能在行业里出圈,站到世界前列:

中国海油盐城“绿能港”一期项目共建造10座大型液化天然气储罐,包括4座22万方储罐和6座27万方储罐,预计2023年底全部投产运行后,液化天然气年处理能力达600万吨,相当于气态天然气85亿立方米,可供江苏全省民生用气约28个月。

中国海油盐城“绿能港”是国家天然气产供储销体系建设及互联互通重点规划项目,建成后将成为国内规模最大的液化天然气储备基地,对于优化能源结构,保护生态环境,加快长江经济带产业转型和助力我国实现“碳达峰、碳中和”具有十分重要的意义。

最开始中海油在家乡计划投资建设LNG项目的时候,因为仅仅是计划投资,没有太放在心上,因为只是计划嘛,没准只是画大饼。没想到他说了真的做了,果然是央企巨头,说到做到(此处应有掌声)。然后我就想了想,自己家好像都是用的是煤气罐,百度上一查,结果和煤没啥关系,当然也不是天然气,结果就是石油气,不过呢,再一细想,我自己在郑州的时候,租房考研,那个时候厨房里好像就是天然气诶,而且是统一供气的。

那这个天然气到底是何方神圣,看到很多新闻或者自媒体好像都在夸它好。

2、化石能源中的希望

来,让我们先看看度娘怎么讲:

总结一下:天然气就是一种烷烃(有机物)为主的气体能源,用途广泛,比起石油来,要低碳环保很多。

我们可以看到,在国家统计公 中,将天然气纳入了清洁能源的范畴进行统计的,这进一步证明了天然气的低碳环保。

写完天然气后(之前已经写了煤炭、石油),化石能源就写完了。那么,先来借此地补充一下在《中国能源与电力》2和3中,自己遗漏的部分:

首先,我们科普一些概念:煤炭在燃烧过后会残留一些物质,主要是矿物质,我们通常用“灰分”——煤完全燃烧后残留物的产率——作为衡量煤炭品质的定量标准,以及对煤炭进行分类的依据。煤中的灰分一般表明了煤中矿物质的含量。煤的灰分分为内在灰分和外在灰分。内在灰分是指煤在成煤过程中混入的矿物杂质,外在灰分是指煤在开采、运输、贮存过程中混入的矿物杂质,即矸石,它可以通过洗选方法除去。煤的灰分不仅影响煤的热量,而且影响其加工利用。在选煤过程中要尽量除去外来的矿物杂质,降低灰分

同时,不妨在此处对煤炭、石油、天然气三大化石能源进行一个小小的对比总结:

总结一下:作为一种洁净环保的优质能源,天然气几乎不含硫、粉尘和其他有害物质,燃烧时清洁干净,能延长工业锅炉的使用寿命,也能有效地减少二氧化硫和粉尘的排放;同煤炭、石油相比,在相同的能耗条件下,也能明显地减少二氧化碳和氮氧化物的排放量,有助于抑制酸雨的形成,缓解地球温室效应,从而能从根本上改善环境质量。

天然气作为工业燃料时,应用于工业锅炉,与其他能源比,天然气热值高,燃气炉具升温快,炉温易控制;用于发电时,可明显减轻煤炭发电造成的日益加重的环保压力,天然气电厂机组启停快,负荷适应性强,运行灵活,占地面小,能够在城市负荷中心实现就地供电,有利于电 安全稳定和经济运行,在2030年碳达峰和2060年碳中和的目标下,同时要保证能源充足稳定供应以确保经济继续发展的背景下,增加可再生能源入 发电带来对电 的波动性、间歇性冲击需要外界进行调峰、调频、调压的需求,综合来看,天然气在未来能源发展中大有可为。

3、“喘不上气”

虽然天然气好处多多,但是2021年中国天然气消费占总的能源消费的比例只有8.1%,虽然整个国家想大口吸气,不过现实却是“喘不上气”!

喘不上气的原因是多方面的。

首先得从中国的能源禀赋来看,我们之前几篇 章里面已经讲过,中国是一个“富煤贫油少气”的国家

上面这张图是2000/20102019年全球各国的天然气的探明储量。

而根据2022年初公布的数据来看,俄罗斯天然气储量位居世界第一,俄罗斯天然气储量达到37.8万亿立方米,约占全球天然气已探明总储量的28%,同时,俄罗斯是全球最大的天然气出口国之一,伊朗、卡塔尔的天然气储量分别为:32万亿立方米、25万亿立方米,分别排名全球第二和第三,土库曼斯坦天然气探明储量为24.6万亿立方米排名全球第四,美国天然气储量达到13.8万亿立方米排名全球第五,虽然美国天然气储量是全球第五,但是由于美国在页岩油汽方面技术实力的提升,美国的天然气产量超过俄罗斯成为了世界第一,俄罗斯的天然气储量最高,但是很多都还没有开发。

中国是全球第六大天然气储量国,截至目前,我国已经探明的天然气储量为12.4万亿立方米(总量不足俄罗斯的三分之一,人均那就是几十分之一了),在全球排名第六。我国的天然气主要分布在中西部地区的众多盆地中,现在探明的储量集中在10个大型盆地,分别为松辽、渤海湾、鄂尔多斯、东海、珠江口、莺琼、四川、柴达木、塔里木和准噶尔盆地,其中以塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地资源最丰富。

但是中国的人口体量,经济发展阶段特征——尚未完成的工业化和城镇化,对于能源的海量需求,造成中国对于天然气的巨大需求缺口。

从上面的图可以看出:

1. 自我国加入WTO以来,天然气的需求量不断提高;

2. 需求量的提高不仅体现在总量上,在国内生产,对外进口都是迅速提高,尤其是对外进口天然气量增长速度比国内生产增长速度更快,整体上就造成我国天然气对外依存度不断提高,在近些年已经提高到40%以上了;

3. 从碳中和的背景和经济发展的实际需求来看,我们对天然气的需求量将继续增长,对外依存度在接下来的一段时间里也会继续提高。

中国天然气进口主要包括液化天然气LNG和管道天然气PNG

2021年我国液化天然气进口量超过日本成为全球最大的液化天然气进口国。这主要归因于中国经济发展稳健,天然气强劲的需求,加上长距离运输的增加有效提振了液化天然气的吨海里运输需求。据统计,2021年我国液化天然气进口量为7993.1万吨,同比增长19.07%

从能源供应安全的角度来看,中国在2018年以前LNG进口严重依赖澳大利亚,占比高达60.3%,到2021年降至39.2%。增加了美国和俄罗斯的LNG份额。但澳大利亚的占比还是太高了,还需要在未来几年进一步减少。

俄罗斯凭借其在石油天然气上巨大的开采量、存储量及出口量,在世界油气市场上拥有举足轻重的巨大影响力。可以肯定的是,国际纷争对世界油气市场的影响仍在持续发酵中。若国际纷争有任何持续、恶化或重大的事件影响,肯定会在世界油气市场中掀起巨大的波澜。同时西方对俄罗斯的能源制裁也会越来越严格,尽管俄罗斯不断地放出好消息,但能源出口数量在明显减少。

目前的俄乌战争前景不明,在局势明朗之前,今年的石油天然气的国际市场价格将会居高不下,又因为能源出口是俄罗斯的经济支柱之一,西方欧美国家对俄罗斯进行制裁的背景下,俄罗斯不得不把目光看向东方:

据俄罗斯天然气工业股份公司宣布,2022年以来中国进口俄罗斯管道天然气猛增,俄罗斯正通过“西伯利亚力量”管道向中国大量出口天然气,与去年相比,今年前4个月,俄罗斯对华天然气出口量猛增了60%。而俄气同时期向非独联体国家(主要是欧洲和土耳其)出口天然气数量下降了26.4%。与此同时,俄罗斯对华煤炭出口也增长60%,对华石油出口增长40%。目前,中俄还在抓紧“西伯利亚力量2号“项目,经蒙古过境,年设计输气能力为500亿立方米。

4、乾坤大挪移

无论是国内生产的油气还是国外的进口的油气,想要最终让无数个终端用户使用上,中间还得有一个关键的必不可少的一个环节——天然气管道运输(相比于公路、铁路、水路等运输方式,管道一旦建成便可以24h不间断输送,既不受天气影响,又能够保证效率,一举多得)。每年将数千立方米的天然气从他们的源头——中国西部的和中亚的大漠戈壁、西伯利亚的茫茫雪原、沿海的各大港口的液化天然气的储罐——送往全国维持生产和生活的运转。

长期以来,我国油气管 滞后于油气的开发。我国油气管 的建设很大程度上受益于胜利油田、辽河油田、华北油田等油田的快速开发。进入20世纪90年代,随着改革开发继续深入推进,国内油气资源勘探开发的力度持续加大,勘探开发的区域向西部和海域拓展,油气产量不断增加。特别是在塔里木盆地、陕甘宁盆地、四川盆地、柴达木盆地和沿海地区先后发现了大型油气田,促使管 建设提速,产业格局也发生了相应改变,实现了跨区域突破。

进入新世纪后,特别是2001年中国加入WTO以后,对能源的需求迅速增加,从2006年开始,国内天然气的产量增长也不足以满足需求,我们的目光终于开始瞄向了海外,通过进口来满足天然气缺口,而无论是进口的管道天然气还是液化天然气,最终还是需要通过油气管 输送到需求终端。

因此,油气管 的建设一步步地加速。在我国油气管 的建设中,有几个重大的标志性工程值得我们为之书写记录:

为了让戈壁大漠里的清洁能源得到利用,同时也为了推动西部地区的发展,2000年2月,“西气东输”工程获批,这是一项兼顾产气、输气、用气的系统工程,仅输气工程的投资就超过1200亿元,相当于青藏铁路总投资的3.6倍,也是仅次于三峡工程的又一重大投资项目。工程西起塔里木盆地的轮南油气田,东至上海,全长4200千米。

于是,2002年正式开工建设以后,一座座井架在荒漠中竖起,一根根钻杆向地底进发。轰鸣的钻机钻穿气层上部的岩石,在地层压力或人工注水的挤压之下,深藏地下的天然气变开始涌向地表。到2005年,随着多个气田的投产,塔里木盆地每年可产出120亿立方米天然气,占全国天然气总产量的24%,2007年,这一我国距离最长、管径最大、投资最多、输气量最大、施工条件最复杂的天然气管道工程全部建成。

但是尽管有了这项工程,但是面对日益增长的用气需求,它的作用仍显得杯水车薪,这个国家呼唤着更多的气源,需要更多、更长的管道。

我们把时间的指针往回拨一拨,1997年,距离西气东输一期工程开工还有5年,一条连接鄂尔多斯与北京的输气管道便已经投产运营了,这便是陕京线。如今,它不再是独自孤军奋战,而是从一线扩充到四线,为亿万家庭和企业送去了清洁能源。

而西气东输工程一期建成之后,越来越多的输气管道也相继建成:连接柴达木盆地与兰州的涩宁兰线、连接四川盆地和武汉及长三角的忠武线、川气东送工程,还有将川渝管 、西气东输管 连为一体的中贵线……至此,在中国的大地之下,管道串起气田,管道连通管道,将中西部丰富的天然气昼夜不息地输送到需要的地方。

不过,乾坤大挪移的功力远不止如此。国内的产量并不能满足日益增长的需求,国家确立了利用“两种资源、两个市场”的发展思路,将目光投向国外。于是,在广袤的欧亚大陆上,一条条输送距离更长、输送规模更大的输气管道相继出世。

全长2520km的中缅天然气管道,连通中国和缅甸,每年将孟加拉湾的120亿立方米天然气由陆路直接送往我国的云南、贵州、广西等地;

全长超过7000km的中国-中亚天然气管道,在国外串联起土库曼斯坦、乌兹别克斯坦和哈萨克斯坦三国,在国内连接起西气东输二期、三期工程,将中亚的天然气一路送往中国的东部,年输气量是西气东输一期工程的5倍;

全长8111km的中俄东线工程,是目前世界上最长、单管输气量最大的管道,从俄罗斯的西伯利亚出发,经由布拉戈维申斯克进入中国黑龙江省黑河市,入境后一路南下,直至长三角地区,年输气量是西气东输一期工程的3.2倍。

经过多年的发展,我国的天然气管 规模不断扩大,建设运营水平大幅提升。截至2020年底,我国天然气管道干线管道里程达到8.7万千米,主管 总里程达到约11万千米,而作为起到毛细血管作用的城市天然气管道长度为85.06万千米。但是,相比美国等管 发达的国家,我国的油气管 总体规模仍然偏小, 络化程度也不高,征程未竟,任重道远。

根据《中长期油气管 规划》,到2025年我国油气管道规模将达到24万千米,其中天然气主干管 全部连通;到2030年全国油气管 基础设施较为完善,普遍服务能力进一步提高,基本建成现代油气管 体系。这也意味着,未来油气管 的步子将迈得更大、更快、更稳。

5、中国天然气的动向及未来展望

从整体上来看,中国天然气的发展的趋势集中在以下几个方面:

1. 天然气的国内生产量、国外进口量将不断提高,尤其是国外进口量的增长速度将更快;

2. 进口的天然气中,液化天然气LNG的比重已经超过管道天然气PNG,并且LNG的比重将会进一步提高;

3. 国内开采将逐步重视非常规油气的开采,比如说页岩气;

4. 天然气的管 建设将会进一步推进;

5. 天然气的价格改革将会进一步深化。

能源系统必须能够支持三个主要目标:

(1)以环境可持续的方式促进经济增长;

(2)提供普遍的能源服务;

(3)保证能源安全。

要实现以上三个目标就需要在充足的能源供应、环境污染治理以及社会经济持续发展之间进行权衡,找到最佳平衡点。而发展中国家常常通过能源补贴来实现三者平衡,但是能源补贴可能导致能源利用效率低下甚至无效,进而导致能源消耗过多和环境污染。

为了保障清洁能源的普遍使用,中国天然气价格长期受到政府控制,高度管制及不透明的价格机制一定程度上造成了价格扭曲:工商业用户相对居民用户的天然气需求更大且集中,天然气厂商对工商业用户的供应边际成本更低,所以工商业天然气价格应该低于居民的天然气使用价格,美国的天然气价格便是如此,居民使用的天然气价格更高且波动更大,但是中国的情况刚好相反,存在交叉补贴的现象——对工商业用户多收费保证居民用户的使用,这样子加重了工商业部门的成本负担,不利于实体经济的发展,同时价格的扭曲也无法准确反映天然气供需市场的变化,不利于天然气市场的发展。

中国是世界上最大的天然气进口国,因为进口天然气的运费高昂,因此进口价格有时甚至高于政府管制价格,造成价格倒挂,据中石油运营数据显示,2019年其在进口天然气销售业务上净亏损307亿元。

以上种种情况都表明旧的价格机制不适应当下的天然气市场,天然气价格市场亟需进行价格改革,改革迫在眉睫。

2011年底,中国政府在广东、广西启动了天然气价格改革试点政策,2013年6月,在总结试点经验后,中国政府在全国范围内推广了天然气价格新机制,2018年6月,政府将价格改革扩展到住宅部门。

考虑到需要在三个目标之间找到一个最佳平衡点,因此价格改革不是一步到位直接交给供需双方决定,而是一步步进行市场化,兼具效率和公平以及能源安全。

同时最后,中国的天然气(石油也是)的生产及进口主要集中在中石油、中石化、中海油这三家公司,数据显示,2019年三家公司的天然气市场供应量占全国的95.8%,考虑到垄断地位的情况,2019年,政府成立了国家石油天然气管 集团有限公司,将输配业务从三家剥离,同时,为了增加上游竞争性,也逐步放开引入了社会资金甚至外资进入常规天然气、页岩气和煤层气的开采,在进口环节以“一带一路”为依托,积极拓宽合作渠道和方式,丰富气源。最终推动价格改革向“管住中间,放开两头”的目标前进。

全球天然气主要贸易流向(单位:十亿立方米)

参考资料:

1.胡森林,林益楷,林火灿《神州脉动(能源革命改变中国)》

2.林伯强《中国能源发展 告2020》

3.林伯强《中国能源发展 告2021》

4.胡森林《能源的进化(变革与 明同行)》

5.中国国家统计局官

6. 《中华人民共和国国家标准GB/T5751-2009》(中国煤炭分类);

 

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