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天然气难以担纲我国能源升级的主角
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天然气难以担纲我国能源升级的主角

随着环境问题的日益突出,在全球范围内,从非清洁能源向清洁能源、从化石能源向非化石能源、从高碳能源向低碳能源转型成为新一轮能源变革的基本趋势。但是由于资源、技术选择的多样性以及对一些基础性问题认识的不同,对于我国能源结构转型升级的方向与路径仍存在争议,特别是近年来由于雾霾频发,不少业内外人士主张加快“去煤炭化”,像英国、美国等发达国家一样从煤炭向油气转型,主张天然气在我国能源转型升级中扮演关键性角色。这一思路是否可行,值得商榷。

一、油气难以成为能源升级的主要方向  

从资源和生产供应角度来看,油气难以扮演能源升级的主角。我国常规油气资源技术可开采储量有限。根据《2013年国土资源公报》,我国石油剩余探明技术可采储量为33.3亿吨,仅占世界的1.4%,天然气剩余探明技术可采储量为4.4万亿立方米,仅占世界的2.4%。“十二五”以来,我国原油产量基本稳定在2亿吨左右,天然气产能以每年100亿立方米左右的速度增长,未来大幅度提升生产供应能力的难度较大。页岩气等非常规油气资源开发面临诸多制约,存在较大不确定性。国内对页岩气的勘探刚起步,是否拥有战略意义的页岩气可采储量仍有待确认。我国页岩气资源分布广而散、埋藏深,与美国差异很大,超大规模开发面临地质条件复杂、钻井成本高、耗水量大和生态环境污染等硬约束。在可预期的未来,非常规油气资源实现超大规模开发的可能性不大。 油气进口面临复杂多变的国际环境,过高的对外依存度对国家能源和经济安全始终是一种威胁。我国是当前世界最大的石油净进口国,2014年石油对外依存度达62%左右,天然气对外依存度达31%左右。到2030年若油气供应比重达到当前世界平均水平,石油进口需要在目前进口水平上翻两番,天然气进口将是目前进口量的10倍多。同时,我国油气主要进口国地区地缘政治复杂、部分国家政局持续动荡。短期内我国还不具备像美国那样强大的全球军事威慑能力、通道保障和资源控制能力,在出现重大事件时单纯依靠市场和合同难以确保巨量的外部资源的可靠供应。

从市场消纳的角度来看,天然气在与其他能源的竞争中整体优势不足,需求侧不足以支撑“天然气时代”的到来。尽管天然气是一种优质能源,但在终端利用的主要领域经济性成为其主要瓶颈。天然气在居民生活领域有较好的市场拓展潜力,但在真正决定其发展空间的发电领域、燃料、交通领域等领域则面临复杂形势。在发电领域,我国主要地区燃气发电成本在0.7-0.8元/度电,远高于水电、核电和煤电(0.3-0.4元/度电),即便考虑煤电超低排放的环境治理成本,气电作为常规电源依然无法与其竞争,国家也不可能长期大规模补贴气电发展。同时,随着风电、太阳能发电技术的飞速发展,风电度电成本已远低于气电,光伏发电度电成本也已与气电相当,且仍在快速下降之中。作为调峰电源,其经济性难以与抽水蓄能电站相比,在抽蓄站址条件不足的地区有一定发展空间,在分布式多联产以及与可再生能源混合系统中有一定潜力,但从能量角度看,拓展的总量不大。在交通运输领域,油气面临电能的有力竞争。特别是电动汽车在终端具有零排放优势,技术不断趋向成熟,全寿命成本具有越来越显著的竞争优势,交通领域的油气需求近期发展空间仍然较大,但中长期由于技术替代逐步走低则是大概率事件。

还有很关键的一点,在应对全球气候变化的大背景下,油气的化石能源本质也决定了难以承担能源系统绿色转型的重任。天然气只是相对清洁的能源,无论是从全球还是中国来看,从煤炭转换为油气,温室气体排放的“硬约束”依然难以解决。要实现温室气体减排目标,关键还是要依靠“以核(能)代煤”、“以水(能)带煤”、以清洁可再生能源代替煤炭及石油。

综合考虑天然气供需状况、清洁能源发展和碳减排形势,预计我国天然气消费量将在2030-2040年期间达到6000-7000亿立方米的峰值,占一次能源消费总量的比重接近13-15%,超过15%的可能性极小。

二、清洁能源为基础、电为中心是我国能源转型升级的大势所趋  

从生产供应侧来看,大力发展清洁能源发电是能源转型升级的重点。在非化石能源取代化石能源成为一次能源供应主体的进程中,核能、水能、风能、太阳能开发利用规模将持续快速增长,这些非化石能源的主要利用形式是发电,因此电力部门必然成为能源加工转换的中心环节,同时也必然致使电能占终端能源消费的比重大幅提升,这也是国际能源署在2014年《世界能源展望》中发布“电力部门引领全球能源转型”观点的主要原因。

我国清洁能源在资源和技术上具备大规模快速发展的条件。资源方面,我国水电资源技术可开发容量约5.7亿千瓦、发电量2.6万亿千瓦时,陆上80米高度、风功率密度超过150瓦/平方米的风能资源潜力约20万亿千瓦时,太阳能资源潜力超过85万亿千瓦时,仅这三者的资源潜力就超过300亿吨标准煤。技术经济方面,目前水电开发技术已经非常成熟,自主三代核电技术也基本成熟,平均发电成本低于煤电、气电。风电技术发展迅猛,2020年具备平价上网的条件。太阳能光伏发电和光热发电技术近年来在材料、电池、联合优化运行等方面取得重大突破,按照当前的研发进展,2020年光伏发电成本将降至0.6元/千瓦时水平,具备平价销售的条件。 从消费侧来看,电能占终端能源比重持续提升是一个必然趋势。电力与其他能源相比,具有许多不可比拟的优越性。电能是一种最方便、最容易控制和转换的能源形态,是最现代化的动力。电力网络与其他网络相比具有覆盖范围更广的优势。电能可以方便地获取并转换为动力、光和热能,以及化学物理作用。电能也是最清洁的能源,相对煤炭、石油和天然气,电力在终端使用具有零排放的特征。在能源的使用效率上,电能在终端设备的利用效率比其他能源的效率都高。经济越发展、社会越进步,工业化、城镇化、信息化程度越高,电气化水平就越高,这是各国经济社会发展的一般规律。国外各大机构的研究表明,电能将是本世纪增长最快的终端用能,电能替代各种化石能源将成为终端能源消费变革的主旋律。根据分析,2030和2050年我国电能占终端能源消费比重将分别达到30%和40%以上。

三、推进清洁替代和电能替代是近期能源转型升级的重要抓手 

能源转型升级是一个长期过程,将呈现动态优化的趋势,体现相应时代的技术经济特征和可持续发展要求。就近期而言,大力实施清洁替代和电能替代,推进能源系统的综合优化,转变用能方式和习惯,是现实而迫切的举措。

清洁替代主要是从能源生产革命的角度,通过化石能源的清洁化利用、非化石能源大规模开发,全面提升能源供应清洁化水平, 具体包括:加强煤炭的集中、深度洁净利用。提高煤炭的洗选比例,改原煤供应为经洗洗筛分的商品煤供应;大幅提高煤炭用于发电的比例,严格控制终端部门对散煤的消费量;积极研发和推广超超临界发电技术、多联产技术和燃煤烟气污染控制技术,大幅提高煤炭利用效率和洁净化程度。

积极推进天然气的勘探开发和高效应用。一是协调发展天然气产运销,将天然气发展作为基础设施建设、城镇化建设的重点领域之一,加快建设管网和储气设施;二是科学推进海洋及非常规天然气的勘探开发利用;三是加强天然气的综合高效利用,推广天然气分布式多联产以及与可再生能源的混合系统。

加快非化石能源的大规模开发利用和智能电网建设。优先发展水电,有序推进金沙江、澜沧江、大渡河、雅砻江等重点流域的水电开发规划和建设;积极推进核电建设,在确保安全的前提下适当加快核电机组审批和建设步伐;有序开发风电,优化风电开发布局,统筹推进华北、东北、西北和沿海资源丰富地区的风电建设;加快发展太阳能发电,分布与集中相结合推进光伏发电,更加重视光热发电的研发和示范应用。进一步提升电网智能化水平,加大抽蓄、燃气等灵活电源建设力度,强化可再生能源系统的出力预测和储能设施配置。

电能替代是从能源消费革命的角度,通过“以电代煤”、“以电代油”,全面提升终端用能效率、大幅减少排放,具体包括:

推广“以电代煤”。我国煤炭“散烧”的数量高达8亿吨左右,“散烧”煤污染排放水平是燃煤发电等集中利用方式的数倍甚至数十倍。“以电代煤”的方式主要有工业锅炉电气化、餐饮服务电气化、交通出行电气化和居民生活电气化。近期需要政府针对散煤利用制定更为严苛的环保标准,淘汰一批高消耗、高污染的散煤燃烧装置,同时对“以电代煤”项目配套相应的电价、税收优惠政策。

推广“以电代油”,通过“以电代油”,可以有效降低石油对外依存度和燃油排放。方式主要有交通电气化和工业燃油装置电气化,具体包括发展电动汽车、轨道交通、农业电排灌、港口岸电替代、电窑炉替代等。近期需要政府对相应的替代项目予以适当的投资补贴,加快电动汽车等关键技术的研发和推广应用,完善充电服务网络。

强化科学用能、智能用电。绿色、低碳的用能理念和模式是能源消费革命的必然要求。一是在全社会营造节约用能、科学用能和使用绿色能源的消费理念,引导用户优化用能习惯和用能方式;二是加强节能节电产品研发和推广,深入推进节能改造和节能产品惠民工程;三是加强需求侧管理,积极推广智能用电。依托智能电网平台和市场化机制,优化用电方案,提高能源利用效率和对清洁可再生能源的消纳能力。

(文章来源:《中国能源报》)