“未來”未來，天然氣還得等

○ 文／林益楷

天然氣“黃金時代”未到，要大規模發展天然氣，最關鍵的是要脫碳。

作為最清潔的化石能源品類，天然氣被認為是通往未來低碳能源世界的重要“橋梁能源”。從近期國際能源署《天然氣報告2019》披露的數據看，2018年全球天然氣行業表現非常突出，生產和消費增速均超過5%，創下最近30年來的新高。天然氣消費的火爆場景，是否預示著曾經一度熱議的天然氣“黃金時代”已經到來？

●各企業應加大創新，把成本降下來，天然氣產業發展空間才會更大。供圖/視覺中國

“黃金時代”真的回歸了么？

天然氣“黃金時代”是國際能源署（IEA）在2011年提出的概念，該機構在當年出版的一份能源展望報告中，提出了“我們是否將進入天然氣‘黃金時代’”的設想。這一概念出爐后被廣泛傳播，使得人們對天然氣產業大發展寄予了厚望。

然而，此后幾年天然氣產業發展離IEA的預期卻存在不小差距，與2000-2010年年均2.8%的增速相比，2011-2016年全球天然氣消費增速跌落至1.6%左右，2014年甚至一度低于1%。因此在2015年，IEA明顯調低了對天然氣“黃金時代”的預期，認為過去兩年能源行業發展揭示了一個嚴峻的現實，即天然氣無法與低價的煤炭和成本不斷下降的新能源進行競爭。

事情總是出人意料。從2017年開始，受中國、歐洲等多個地區天然氣消費增長影響，全球天然氣市場重現沸騰跡象。根據國際天然氣聯盟（IGU）統計，2017年全球天然氣消費增速達到3.7%，是過去五年平均水平的2倍。其中中國新增需求占比達到1/3；歐洲市場同年消費增加300億立方米，較2014年增長830億立方米……一些企業家因此樂觀地表示，天然氣“黃金時代”不是沒有了，而是姍姍來遲。

2018年全球天然氣消費繼續高歌猛進，似乎更加佐證了天然氣“黃金時代”正在回歸的判斷。全年天然氣消費增速達到5.3%，新增天然氣消費量占全球能源消費增量的45%。與之相比，風頭強勁的可再生能源全年增速雖然高達14.5%，但由于整體規模偏小，占全球能源消費增量僅為20%左右。

但問題在于，過去兩年如此快速的天然氣消費增長是否可持續？綜合多方面信息分析，筆者認為，答案很可能是否定的。

第一，美國2018年天然氣消費大幅增長780億立方米（增量等于英國一年的天然氣消費量），增速高達10.5%，新增消費量相當于該國過去6年天然氣增量之和，占全球新增天然氣消費量比例高達40%。但這一現象背后原因是該國去年極端天氣增多（美國去年的酷熱和嚴寒天氣是20世紀50年代以來最多的）。從過去10年的周期來看，美國天然氣消費增速僅為1.7%，預計去年的高增長很難持續。

第二，中國過去兩年天然氣消費增速高達14.5%（310億立方米）和18.1%（430億立方米），是拉動全球天然氣消費的重要力量。但受經濟增速放緩、政策調整等多種因素影響，2019年中國天然氣消費已出現明顯放緩。根據國家發改委初步統計，今年1-5月，全國天然氣消費量1238億立方米，同比增長8.1%，其中5月天然氣消費量206億立方米，同比僅增長7%。

第三，傳統歐洲地區天然氣消費基本已經達峰，從2010年高峰時期6200億立方米下降至2014年的5000億立方米，盡管此后三年消費逐步回升，但也僅相當于2010年的94%左右。2018年歐洲天然氣消費同比略有下降，預計隨著歐洲去碳化深入推進和可再生能源規模的持續擴大，該地區未來天然氣消費難有大的增長。

綜上所述，筆者認為,2017-2018年全球天然氣消費的強勁增長很可能不是常態。IEA《天然氣報告2019》預計，2019—2024年全球天然氣消費預計年均增長1.6%，從目前的3.9萬億立方米增長至4.3萬億立方米。如果這一預測成真，意味著未來5年全球天然氣增速與2011—2016年的增速基本持平，而1.6%的消費增速恰恰是當年一些機構看淡天然氣“黃金時代”的體現。

因此，僅憑過去兩年的數據看，很難做出天然氣“黃金時代”已經回歸的判斷。當然，沒有所謂的“黃金時代”，并不意味著我們對天然氣發展就要悲觀。從多家機構的預計看，2020-2035年全球天然氣年均增速將保持在1.6%～2%，比煤炭消費增速（預計-0.5%）和石油消費增速（預計0.5%～1%）都要快，這意味著天然氣在能源消費結構中的占比會越來越大，讓我們有理由對其未來發展保持相對樂觀的態度。

●未來幾年，全球天然氣年均增速保持2%左右，比煤炭和石油都會快。 供圖/IC photo

成本是首要挑戰

展望未來，全球天然氣消費增長的主力地區是廣大新興經濟體，預計2040年全球將近一半的新增需求來自非OECD亞洲國家，但這些地區的消費能力總體較低。在與低成本煤炭的競爭中，天然氣行業要想得到更大發展，成本將成為首要決定因素。

可以拿中國和美國做一個對標。因為頁巖氣革命的誕生，美國頁巖氣產量過去十年增長了將近3000億立方米，但價格則長期在2～3美元/百萬英熱單位的低位徘徊。較低的氣價使得該國天然氣發電在與煤電競爭中取得絕對競爭優勢。根據IGU分析，按照5美元/MMBtu的氣價和101美元/噸的煤價，美國天然氣發電平均成本為65.9美元/兆瓦時，而煤電成本高達93.8美元/兆瓦時。2018年美國燃氣發電占比（35%）已經超過煤電（27%），預計氣電在該國未來數十年間都將是主力電源。

同期在中國，燃氣發電的發展則是舉步維艱。筆者近期走訪南方某省份，2018年燃氣電廠上網電價接近0.6元/千瓦時，而該地區核電上網電價為0.43元/千瓦時，煤電為0.4元/千瓦時，水電約0.2～0.3元/千瓦時，燃氣發電競爭力較弱，其作用主要體現在調峰上。由于氣價較高的原因，氣電調峰的角色也受到質疑。例如國內一些專家主張，與未來大規模的可再生電力相匹配，應通過煤電機組的靈活性改造而非發展氣電來承擔調峰的角色。

在供熱領域，天然氣推廣也受到成本的制約。在上述的南方省份正在推進天然氣下鄉工程，然而，天然氣管道及灶具設備一次性投入將近5千元，加上每立方米3.5元的氣價，用氣成本遠高于LPG，一些農民改氣的意愿并不強烈。而筆者近期走訪華北部分地區時發現，華北冬季供熱正涌現出“煤改氣”、“煤改電”、地熱、“光熱+多能互補”、生物質供熱等多種路徑?！懊焊臍狻迸c其他供熱方式相比并不具有明顯的成本競爭優勢。

未來華北地區供熱很可能要發揮當地特色能源優勢，走因地制宜、多能互補的道路，這可能也會對天然氣利用 造成影響。

從目前看，天然氣具有相對成本優勢的可能主要集中在交通運輸領域，尤其在重卡、船舶運輸方面。但交通領域近年來天然氣發展進展較慢。以發展LNG重卡為例，受LNG重卡車身價格較高、加注站點較少、售后服務不配套等多種因素影響，一些地區重卡用戶油改氣的積極性仍不夠高。培育好交通加注這個大市場，既需要政府的政策引導，更需要產業鏈各方協同發力。

應該說，中國天然氣行業發展中碰到的成本挑戰，同樣也將在亞太多個新興經濟體存在。破解上述難題，一方面需要政府政策的支持、鼓勵和引導，讓天然氣清潔環保、調峰等方面的價值得到充分體現。另一方面，企業界也應加大技術創新和商業模式創新，從上游開采、運輸、接收等產業鏈各環節入手，千方百計把成本降下來，如此天然氣產業才能贏得更大發展空間。

●與天然氣發電、供熱相比，天然氣應用在公交車上，還算有成本優勢。供圖/視覺中國

脫碳是發展的立足點

面對加速推進的低碳能源轉型進程，在歐洲等地區，很多人也開始討論，在未來以可再生能源為主體的能源結構中，天然氣是否還有位置？是否會成為曇花一現的“過渡能源”？

目前看好天然氣的人士認為，天然氣的一大優勢在于它是所有能源品類中最具機動性、靈活性和適用性的能源，它既可以作為工業和家庭領域所使用的燃料，也可以作為化學工業的原料來源，還可以在電力系統中作為基荷電源、調峰電源或者分布式發電電源，同時還可以在交通運輸、新能源運輸及儲存方面發揮作用，這將是天然氣在新一輪能源轉型中獨特競爭優勢。

這其中，燃氣發電機組快速啟停的優勢，和具有間歇性特征的新能源發電具有很好的耦合性，使得天然氣被視為是可再生能源的“理想伴侶”。隨著可再生能源發電規模不斷擴大，燃氣發電的調峰價值將更加凸顯。例如在風力發電裝機快速增長的美國得州，其往復式內燃燃氣發電機組裝機快速增長（累計裝機規模達到910兆瓦，約占美國同類機組的20%）。而在挪威，一個燃氣調峰電廠全年僅發電200多個小時即可實現盈利。

●天然氣應用主要集中在交通運輸領域，但近幾年該領域的發展不溫不火。 供圖/IC photo

但是在歐洲等地區邁向深度脫碳化的進程中，天然氣最大的問題在于其不是真正的零碳能源。盡管天然氣排放的CO2較煤炭大幅減少，但燃燒1立方米天然氣仍將產生約1.8公斤二氧化碳。折算下來，2018年全球燃燒天然氣排放的CO2為72.5億噸，約占當年全球化石能源碳排放的1/4。

實際上，IEA在2011年天然氣報告中就曾經發出警告，即使在天然氣“黃金時代”情景中，到2035年全球CO2排放僅比新政策場景下減少35億噸；從長期看溫室氣體濃度大約為650PPM，全球氣溫將在目前基礎上上升3.5攝氏度，無法完成《巴黎協定》減排目標。

因此，天然氣在未來低碳乃至零碳世界中要想得到大規模發展，最關鍵的路徑還是要脫碳。在2018年英國電網公司出版的《天然氣未來》報告中曾經提出三種天然氣應用情景，在“高電氣化情景”和“2攝氏度情景”中，2050年英國天然氣需求量都將下滑（特別是“高電氣化場景”中，天然氣消費需求將下降至目前的1/4）。只有在“天然氣去碳化情景”中，天然氣需求量將較目前有所增長。

從近期德國能源署原署長斯蒂芬·科勒對德國能源轉型的反思來看，高電氣化模式未必是可行的。例如，科勒先生認為德國能源轉型犯下的一個很大的政策錯誤，就是追求全電氣化戰略。他認為僅用電力作為工業、建筑供暖和供冷是不可行的。天然氣、沼氣和未來的氫氣與電力一起構成了多種能源的綜合體，可以用更低的成本提供電力、熱量、冷量和機動車能源。

筆者認為，“電氣化”和“天然氣脫碳”都是未來通往零碳世界的能源解決方案，哪種路徑更有前景，關鍵將取決于技術、商業模式的成熟度和經濟性。當前，歐洲部分國家在上述領域已經開展一些前沿實踐，從目前看天然氣脫碳可能存在以下幾個路徑：一是在電力領域探索“燃氣發電+CCS（碳捕集利用技術）”，解決燃氣發電的碳排放問題。二是供熱領域探索合成天然氣或者氫能，例如英國國家電網提出未來考慮“15%的氫氣+甲烷”的混合供應模式（其中氫氣和甲烷均可通過風力發電的剩余電力電解水生成氫氣或合成甲烷）。第三是大力發展沼氣、生物質天然氣等可再生天然氣。

美國能源學者羅伯特·海夫納在《能源大轉型》一書中曾提出世界將朝著氣體能源轉型，并預言氣體能源時代將持續上千年。預計隨著脫碳天然氣、生物天然氣以及和氫氣與可再生電力轉換技術的日漸成熟，人類或許真的有可能迎來氣體能源時代。