高振宇，赫曼求，杨飞，高国音，王浩潼，梁悦童，翁韦强，王子轩

1.国家石油天然气管网集团有限公司油气调控中心；2.国家石油天然气管网集团有限公司战略与执行部；3.华润燃气（郑州）市政设计研究院有限公司

0 引言

能源是人类社会发展的重要物质基础。当前，人类利用能源的时代已经基本完成了从前化石能源时代（薪柴时代）向化石能源时代（煤炭、石油、天然气逐步成为主流能源）的转型，能量密度趋向于不断上升，能源形态由固态到液态和气态转变，能源品质由高碳向低碳发展，非化石能源时代（低碳排放、无碳排放）正在加速到来［1］。

在全球能源转型的大背景下，2020 年9 月，中国政府宣布“中国力争于2030 年前CO2排放达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和”［2］，并发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》［3］、《2030 年前碳达峰行动方案》［4］等文件，强调“到2030 年，单位国内生产总值CO2排放比2005 年下降65%以上，CO2排放量达到峰值”“到2060 年，绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立，非化石能源消费总达到80%以上，碳中和目标顺利实现”，并就确保如期实现“碳达峰、碳中和”（简称“双碳”）作出全面部署。2022 年4 月，国家发展和改革委员会、国家能源局颁布发改能源〔2022〕210 号《“十四五”现代能源体系规划》［5］，对增强天然气安全稳定供应能力、加快推进天然气管网基础设施建设、提升天然气储备和调节能力、稳步推进体制机制改革等多方面工作进行了重点部署。

“十四五”是中国实现“碳达峰”的关键期、窗口期，做好油气行业产供储销体系建设有利于“双碳”目标的加快实现。“十四五”期间，中国天然气行业应抓住快速发展的黄金窗口期，充分发挥天然气“最清洁的化石能源”优势，将天然气快速培育成“未来中国现代清洁能源体系的主体能源之一”［6-7］。基于此，为明晰天然气在“双碳”目标下的发展潜力，在对比国内外一次能源结构及碳排放现状的基础上，对“双碳”目标下中国天然气行业的发展进行分析研究并提出建议，以期能够为天然气市场未来发展起到一定参考作用。

1 国内外一次能源结构及碳排放现状对比

1.1 中国一次能源结构及碳排放现状

根据bp《Statistical Review of World Energy 2022》报告［8］，2021 年中国（不包括台湾省、香港特别行政区）一次能源消费总计37.66×108toe，2011—2021 年年均增长2.9%。分能源结构来看，2021 年中国石油消费量7.31×108toe，占比19.4%；天然气消费量3.26×108toe，占比8.6%；煤炭消费量20.58×108toe，占比54.7%；核能和可再生能源消费量合计6.51×108toe，占比17.3%（见表1）。2021 年全球能源消费结构中，石油、天然气、煤炭、核能和可再生能源分别占比30.9%、24.5%、26.9%和17.7%。通过对比可以看出：中国一次能源结构中的石油消费与世界一次能源消费结构中石油消费的占比相比偏低，天然气消费占一次能源消费比例明显较低，煤炭消费占比明显较高，核能和可再生能源消费占比基本一致。

表1 2021 年中国和世界一次能源结构对比

从碳排放总量来看（见图1），2020 年、2021 年中国（不包括台湾省、香港特别行政区）能源方面碳排放总量分别为99.74×108t、105.23×108t［8］，中国已成为世界上碳排放量最大的国家。2021 年能源方面碳排放总量占当年世界总量的31.1%，基本与北美、南美和欧洲的能源碳排放量总和101.01×108t相当。从碳排放总量增长趋势来看，欧美多数国家已基本实现了碳达峰，2011—2021 年碳排放量基本保持下降态势，而中国2011—2021 年碳排放量由87.94×108t 增长至105.23×108t，年均增长率为1.8%，虽然增长率已大幅低于2001—2010 年9.8%，但仍呈增长趋势［8-9］。

图1 中国一次能源消费总量及碳排放总量变化情况（1965—2021 年）

1.2 国外一次能源结构及碳排放现状

对比分析世界能源消费大国美国的一次能源结构及碳排放总量（见图2），可以看出，1998—2020年，美国一次能源消费总量基本在24.05×108toe以上稳定波动：1998—2008 年，碳排放总量逐渐达到峰值并稳定在55×108t 以上，最高为2007 年的58.92×108t；2009 年之后呈明显下降态势，2020年碳排放总量为44.57×108t，达到1983 年以来的最低值；2006—2020 年，天然气消费占一次能源比例由22.4%快速上升至33.9%，增长趋势相对较快；煤炭消费占比由22.6%持续下降至9.9%，下降趋势最为明显。

图2 美国一次能源消费结构及碳排放量情况（1965—2021 年）

以2019 年为例，中国、美国能源消费总量分别为35.8×108toe 和25.3×108toe，美国约为中国的70.7%；碳排放总量分别为98.1×108t 和50.3×108t，美国约为中国的51.3%。结合IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）发布的《国家温室气体清单指南》中对天然气与原油、无烟煤等燃料燃烧产生单位热值的二氧化碳排放量测算（天然气约为原油、无烟煤的76.5%和57.1%），可以看出，能源结构也是影响碳排放量的重要因素之一，2006 年至今，美国一次能源结构中天然气替代煤炭是其碳排放总量快速下降的重要原因，因此加快天然气在一次能源结构中对煤炭等能源的替代有利于碳排放量快速下降。

2 “双碳”目标下中国天然气行业发展前景分析

当前，中国天然气行业具备快速发展的政策优势和明显的增量空间，天然气产业链各环节应加快发展，共同促进天然气市场在峰值平台期前快速扩大，以替代煤炭等能源在一次能源消费中的发展空间。同时，在达到峰值平台期前的快速发展期内，天然气产业链各环节仍需进一步降低碳排放，同时应加快与新能源、清洁能源的融合发展。

2.1 中国天然气行业具备快速发展的政策优势

2018 年9 月，国务院发布国发〔2018〕31 号《关于促进天然气协调稳定发展的若干意见》［10］，提出“加快天然气开发利用，促进协调稳定发展，是构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系的重要路径”。

2021 年10 月，中共中央、国务院发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，国务院发布《2030 年前碳达峰行动方案》等文件，后者聚焦“十四五”和“十五五”两个“碳达峰”关键时期，制定了“二氧化碳排放强度降低”等主要目标及具体实施方案。“双碳”目标提出后，从行业多家机构的观点来看，“碳达峰”阶段中国天然气需求将持续以高于“双碳”目标提出前的增速快速增长，天然气有望迎来新的发展机遇期［11］。

2022 年4 月，国家发展和改革委员会、国家能源局发布发改能源〔2022〕210 号《“十四五”现代能源体系规划》，对“十四五”时期现代能源体系中天然气产业链的多方面、多环节都进行了要求，要求天然气行业在2025 年达到：上游方面，天然气产量快速扩大，国内年产量2 300×108m3以上；中游方面，提高天然气保供季调峰水平，加快长输管道及区域管网建设，推进互联互通，天然气管网覆盖范围进一步扩大，全国集约布局的储气能力达到550×108～ 600×108m3，占天然气消费量的13%；下游终端方面，强化居民用气保障力度，优化天然气使用方向，新增天然气优先保障居民生活需要和北方地区冬季清洁供暖［5-6］。

综合来看，中国天然气行业具备在现代能源体系里快速发展的政策优势。在2030 年前，“碳达峰、碳中和”及能源转型等均需要天然气行业加快发展，保持天然气对外依存度不再大幅上涨，同时完成补齐基础设施建设短板、加强保供能力建设等任务。

2.2 中国天然气行业具备明显的增量空间

典型国家的天然气市场发展历程表明，天然气市场通常要经过启动期、发展期和成熟期3 个阶段［12-15］。对比国内外天然气市场发展程度、天然气占一次能源比重、人均天然气消费量等指标后认为，中国天然气仍处于发展期，中国天然气市场距离发展成熟期还有15 a 左右。多数学者认为，中国天然气市场是世界上潜力最大、增速最快的天然气市场，具有较好的资源基础和工业基础，具备明显的增量空间［16-19］。“双碳”目标提出后，IEA、bp、清华大学等国内外公司、科研机构和国内专家学者采用不同模型、不同分析方法对中国2025 年、2030 年、2050 年的天然气消费总量进行预测［14,20］，普遍认为中国的天然气消费峰值在2035 年前后出现，峰值消费量约为5 500×108～ 6 000×108m3，目前较未来峰值还有超过2 000×108m3的增长空间。

2.3 天然气产业链各环节的协调稳定发展有利于推动天然气市场进一步扩大

随着国家石油天然气管网集团有限公司成立、《中央定价目录》移除门站价格、“一区一价”管输费正式施行，油气体制改革逐渐走向深入，多项利好因素都有利于将产业链各环节价格优势传递至终端环节，推动天然气消费市场进一步扩大。

上游环节。2017—2022 年，中国天然气国产资源每年稳步增产100×108m3以上，2022 年供应天然气资源2 178×108m3［21］。在此背景下，随着近年进口气“亚洲溢价”空间逐步缩小，国内资源与进口资源、常规资源与非常规资源在价格、调峰等方面的协同和互补效应有望得到充分发挥，“供不应求”或“紧平衡”的供需紧张局面得到一定缓解，天然气市场具备快速繁荣的资源基础。

中游环节。随着产业链输销分离走向深入和省级天然气管道公司融入“全国一张网”逐步取得新进展，管网运营企业逐渐打通管道输送瓶颈，有望采用管输层级压减、管输价格“两部制”等方式逐步区别调峰用户和平稳用气用户、可中断用户和不可中断用户价格，促进天然气终端消费市场公平、稳定发展。

下游环节。“双碳”目标提出后，能源的“清洁属性”更加受到重视，天然气可以充分发挥其对煤炭、石油等可替代能源的清洁优势，逐步解决天然气等热值价格较高、产业链各环节投资收入比矛盾等问题。

2.4 逐步提高碳排放主要行业的气化水平，并推动天然气与新能源、清洁能源的融合发展

相较于目前一次能源消费中占比55%左右的煤炭，天然气在等热值情况下燃烧的碳排放量比煤炭减少45%左右。2019 年，中国碳排放主要行业中电力行业占比41%（火电为主）、交通行业占比28%（油品为主）、建筑和工业合计占比约31%，以燃煤和油气为主的能源燃烧仍是碳排放的主要源头［15］。据此，应逐步提高电力、交通等行业的气化水平，逐步过渡到低碳能源、非化石能源。在“能源转型进入窗口期，可再生能源时代加速到来”的大背景下，天然气可以充分发挥高效、灵活、清洁、便利、低碳的特性，有效替代其他高碳的化石能源，同时弥补可再生能源的发展劣势，成为与风力、太阳能、生物质能、储能等新能源、清洁能源深度融合发展的现实选择。

3 建议

一是，把握政策优势，优化完善天然气利用、运营协调、保供机制、基础设施建设等重点领域的政策体系，发挥好天然气在中国能源转型中的关键支撑作用。

二是，天然气终端企业应主动联合上、中、下游企业，深入摸索用户用气习惯，探索降低用气价格的有效措施，加大消费市场开发力度，尤其是在天然气产业链发展成熟地区、消费市场“气气竞争”较为充分地区、天然气中高端消费市场区域等地，确保全国天然气消费总量在进入平台期前快速提高。

三是，加快天然气产业链各环节的协调稳定发展，并降低产业链全过程碳排放量。分环节来看：①上游开采，应提升开采效能，提高电驱设备设施占比，实现绿色低碳开发；促进油田生产与新能源建设同步发展，全力促进融合发展。②中游储存运输，应优化管输流向、管存分布，优化压缩机等油气管道生产过程中主要耗气耗电设备的运行方式；推进余压、余热、LNG 冷能等余能综合利用项目；逐步推动设备设施动力逐步转为电驱；加快推进基础设施建设，补齐产业链发展短板。③下游输送和终端用气，应建设安全可靠的供气微管网，打通“最后一公里”管输瓶颈；推进气电、冷热电分布式能源设备技术创新，以科技创新推动降低碳排放。

四是，加快天然气与风能、太阳能、生物质能、储能等新能源、清洁能源的深度融合发展，充分发挥天然气与氢能融合发展在终端用能清洁化方面的新优势。