碳中和約束下油氣行業發展形勢及應對策略

王敏生，姚云飛

（中國石化石油工程技術研究院，北京102206）

2020年9月，中國宣布力爭于2030年前達到二氧化碳排放峰值，2060年之前實現碳中和，向世界表明中國要走綠色復蘇、綠色轉型的道路。碳中和，即碳排放量和碳吸收量持平，最終凈碳排放量為零。目前，已有30多個國家設定了在本世紀中葉前后實現碳中和的目標，全球經濟低碳、無碳發展是必然趨勢，加快低碳技術創新、實施低碳減排政策等舉措將成為實現碳中和目標的必要手段[1]。隨著減排目標的確定，將加速頒布實施低碳和減排政策，并陸續出臺限制性環保法律法規，以促進企業減少碳/污染物排放。碳稅和碳交易等碳定價政策成為重要選擇，這些基于市場機制的碳定價政策將有助于降低整體減排成本[2-4]。另外，也將制定實施一些扶持配套政策，以降低綠色產業企業的融資成本和綠色金融業務的資金成本等。同時，各國還將加大低碳發展投資，加強低碳技術研發與應用，包括低碳能源生產技術、化石能源低碳利用技術、節能技術等。可見，實現碳中和目標，必須大幅下降二氧化碳排放，這將有力倒逼能源結構、產業結構不斷調整優化，必將加速推進能源轉型[5]，給油氣行業發展帶來前所未有的挑戰。為此，研究碳中和約束下的油氣行業發展形勢，找出油氣產業轉型升級策略，對于我國油氣行業高質量發展和能源安全戰略的實施具有重要作用。

1 碳中和約束下經濟與能源低碳轉型的特征

碳中和約束下，將陸續實施低碳和減排政策，必將加速向低碳經濟轉型，采掘、鋼鐵、建材和水泥等傳統高碳排放行業的發展將受到約束，增長將顯著放緩；高新技術產業、服務業等低碳排放行業發展有望進一步提速，特別是新能源、節能環保、電動汽車、新材料、新醫藥、生物育種和信息產業等戰略性產業將飛速發展，經濟結構逐步優化。為了實現碳中和目標，政府、企業等將加快對低碳技術研發、低碳產業發展的投資，碳排放管理和服務逐漸興起，低碳和減排技術將大規模推廣應用[6-7]，從而推動低碳產業快速發展，低碳經濟增長顯著加快，主要表現出以下4個特征。

1）能源強度和碳強度持續下降。實現碳中和目標，需要大幅減少碳排放，其中減少化石能源的使用是重要途徑之一。在減排政策刺激下，節能減排技術創新將加速，并在各行業加速推廣應用。例如，交通部門將推廣新能源汽車和氫燃料，倡導公共交通出行；能源部門加大可再生能源、核能發電、二氧化碳捕獲與封存（CCS）等技術的研發與應用；工業部門的工藝流程創新、建筑部門的熱泵技術、農業與土地部門的垃圾焚燒處理也將是重點推廣應用的減排技術。這些將持續提高各行業能效，單位GDP的能源消耗量和碳排放量持續大幅下降[8]。

2）能源消費結構持續優化，可再生能源占比持續快速提升。目前，人類活動產生的二氧化碳排放主要來源于化石能源燃燒，因此，二氧化碳減排主要依靠減少化石能源的應用。在碳中和約束下，化石能源消費將顯著下降，即使碳捕獲、利用與封存（CCUS）技術得到快速發展并實現大范圍商業化應用，化石能源消費依然會有較大幅度下降[9]，未來主要依靠可再生能源供應增長來滿足能源消費需求，預計2050年全球可再生能源消費的占比將提升至30%以上（見圖1）[10]。

圖1 2050年近零排放約束下能源消費結構變化[10]Fig.1 Changes of energy consumption structure under the background of near-zero emission by 2050[10]

3）化石能源發展空間顯著受限。實現碳中和目標，主要依靠低碳和減排政策的大力實施，這些將對化石能源行業產生雙重沖擊。一方面化石能源行業本身的能源消耗巨大，低碳政策將增加其碳排放成本，進而增加生產成本，降低其在能源市場上的競爭力；另一方面，低碳政策將增加各行業化石能源的使用成本，從而降低了化石能源需求。因此，長期來看，一次能源消費中化石能源消費的占比將大幅降低，化石能源的發展空間將顯著受限。

4）相當長一段時間內能源安全問題依然突出。受制于能源需求和供應的區域不平衡性，能源供應安全一直是全球能源市場的重要議題。改革開放以來，中國能源需求快速增長，導致中國能源安全、特別是油氣供應安全問題愈加突出，目前石油和天然氣對外依存度分別超過70%和40%。在碳中和約束下，中國的化石能源需求將大規模減少，會在一定程度上保障油氣供應安全，但目前中國能源需求增長仍將持續一段時間，而可再生能源供應增長無法滿足能源需求增長，特別受制于終端能源應用、能源輸送及存儲技術的約束，能源供應將面臨更多新問題，能源安全問題依然較為突出。

2 碳中和目標對油氣行業的影響

為確保碳達峰和碳中和目標的實現，各國將會出臺更加嚴格的低碳、減排政策和措施，將對全球油氣行業產生長遠、廣泛和深刻的影響。

1）油氣需求峰值提前到達，天然氣仍有一段黃金發展周期。碳中和目標將限制化石能源需求發展空間，使得油氣需求峰值提前到達，特別是石油需求峰值。據多家國外知名能源研究機構預測[11-12]，在可持續發展情景下，2025年前全球石油需求將達到峰值，2030年前全球天然氣需求將達到峰值，然后將以較快的速度下降（見圖2）。我國石油需求將在2030年之前達到峰值，天然氣需求將在2040年左右達到峰值。

圖2 不同情景下全球化石能源需求走勢[11]Fig.2 Global fossil energy demand trends under different scenarios[11]

2）油氣市場不穩定性增加，油氣價格在中低位劇烈震蕩。頁巖油氣革命以來，油氣投資增長推動北美油氣產能建設快速增長，也造成了油氣市場供應過剩局面，加上近年來油氣消費增速放緩，油氣價格大幅下滑并維持低位震蕩。未來在碳中和約束下，溫室氣體排放約束趨緊，化石能源消費減少，盡管以歐佩克為主的供應方將加強對油氣供應的協同調控，但油氣供過于求的局面將更加顯現化，且大概率將不斷加劇。因此，油氣供需基本面保持寬松，油氣價格恢復高位幾無可能，短期內受到油氣需求波動影響，市場價格走勢不穩定性增加，劇烈震蕩將成常態。

3）中短期油氣勘探開發保持活躍，長期石油工程市場發展空間有限。目前，油氣消費在全球能源消費中的占比在一半以上，油氣消費需求在達峰前還有一定的增長空間，2030年前油氣勘探開發將保持活躍，石油工程市場規模總體上仍有一定增長空間（見圖3）。“十四五”期間，隨著油價逐漸反彈，石油工程市場保持復蘇態勢。然而，一旦石油需求達峰，特別是油氣需求都達峰后，油氣需求走向下滑態勢，油價保持低位，油氣勘探開發活動將逐漸收縮，而傳統石油工程市場也將面臨萎縮局面。

情況 2 u1,…,u10的顏色當中互不相同的僅有兩種,不妨設f(ui{1,2}, i=1,2,…,10,則當每個C(vj)是2-子集時不包含顏色1或2,因此可以作為Y中頂點色集合的{1,2,3,4,5}的子集的數目為當20≤n≤30時,19個集合不能區分Y中的n個頂點,矛盾。令B=B1∪B2∪B3,其中:

圖3 全球石油工程市場規模變化Fig.3 Changes in global petroleum engineering market size

4）油氣勘探開發低碳化轉型將成為趨勢，低碳技術飛速進步。在減排政策的刺激下，油氣勘探開發也將成為油氣行業減排的重點領域，勘探開發低碳技術將成為減排的關鍵，主要包括大規模推廣應用電動化和節能裝備、鉆井液和壓裂液循環利用、工廠化作業和鉆井提速技術等。另外，油田服務流程將持續優化，裝備和物資管理將進一步提升，利用效率將大幅提高，搬遷和物流過程的排放將大幅降低；采油氣廠站將加大應用節能技術，優化能源投入結構，太陽能、風電等可再生能源的應用將進一步擴大。同時，低碳減排技術攻關將不斷增強，石油工程技術將實現低碳化發展。

5）應對氣候變化行動將增加油氣生產企業融資難度。一方面，全球應對氣候變化行動對資本市場產生深遠影響，油氣等化石能源項目的投資長期回報不再被看好，這直接導致近年來全球油氣公司現金流吃緊，股價持續下滑；另一方面，社會公眾積極參與應對氣候變化行動，低碳和無碳將成為企業社會責任的重要方面，企業生產經營及投資引起的碳排放情況將顯著影響其在公眾心中的信譽和形象，銀行、投行等金融機構的融資去向將引起社會公眾的更多關注，投資低碳產業將成為必然趨勢。所以，化石能源行業融資難度和成本將顯著上升，現金流和債務管理面臨更大挑戰。

3 碳中和約束下油公司轉型發展主要舉措

為確保碳達峰和碳中和目標的實現，政府必將出臺更加嚴格的碳約束政策和減排措施，這給油氣企業帶來機遇和挑戰，國內外大型油公司主動應對，采取了一系列轉型舉措。

1）設定低碳發展目標，強化綠色低碳發展戰略。近期，歐洲大型油公司紛紛宣布碳中和目標。其中，BP公司宣布2050年實現碳中和，殼牌公司宣布2050年或更早成為凈零排放的能源企業，道達爾公司宣布2050年在全球生產業務及客戶所使用的能源產品中實現凈零排放。美國大型油公司沒有設定碳中和目標，但也在減排方面做出響應：埃克森美孚公司計劃2025年將全球業務的甲烷排放強度降低40%～50%、燃除強度降低35%～45%，并在2030年前消除常規燃除；雪佛龍公司計劃2028年將碳排放強度減少35%（與2016年相比），2030年使常規燃除為零。我國中國石化和中國石油已提出2050年左右實現碳中和目標，中國海油已啟動碳中和規劃，將全面推動公司綠色低碳轉型。

2）加強低碳轉型發展，加速發展低碳能源業務。在全球應對氣候變化行動持續推進的背景下，傳統大型油公司一直在向綜合能源提供商轉型，新冠肺炎疫情和低油價的疊加影響加速了這一轉型進程，推進低碳能源業務發展更加迫切。歐洲油公司在發展低碳能源業務方面較為激進，低碳化發展趨向更加顯著，BP、殼牌和道達爾等公司開展低碳能源業務較多，包括生物質能、太陽能、風能、氫能、儲能、碳捕集（利用）與存儲（CCS/CCUS）等[13]；美國油公司在發展低碳能源業務方面較為保守，圍繞主營核心業務穩步拓展，埃克森美孚、雪佛龍和斯倫貝謝等公司主要投資CCS/CCUS、風能、地熱和生物質能等低碳能源業務。我國的中國石化和中國石油均在生物質能、CCS/CCUS、太陽能、風能、氫能、地熱和儲能等低碳能源業務方面進行了技術研究與試驗，并取得了一定的進展。

4）加大新能源業務投資，為低碳發展提供資金保障。近年來，國際油公司在保持油氣業務核心地位不變的同時，逐漸加大新能源業務投資，挺進低碳領域，加速能源轉型。BP公司計劃在10年內每年向低碳領域投資約50億美元[14]，以構建基于低碳技術的一體化業務組合，主要包括可再生能源、生物質能、氫能和CCUS。目前，殼牌公司每年在可再生能源和其他清潔能源領域的投資額達10億～20億美元，并計劃到2050年每年投資20億美元用于可再生能源和清潔能源技術，2050年新能源業務收入占總收入比例達20%。2019年，道達爾公司超過1/3的凈投資被用于綜合天然氣、可再生能源和電力部門，未來將不斷增加對可再生能源的投資，預計2030年該公司可再生能源業務收入占總收入的比例達20%。雪佛龍公司近3年低碳業務投入約16億美元，碳捕集技術投資超10億美元。

4 碳中和約束下油服公司轉型發展的應對策略

在碳中和約束下，油公司將加速推進低碳化轉型，逐步減少油氣業務投資，并不斷加大新能源領域的投資，這對油服公司的可持續發展和效益提升帶來了嚴重的挑戰，需要強化石油工程低碳化發展，加速布局低碳能源服務業務，滿足油公司低碳轉型的需求。

1）加強頂層設計，強化低碳發展戰略。在全球積極應對氣候變化的大背景下，企業會更加注重低碳發展，尤其是能源企業，其碳排放更易受到社會關注。國際油服公司十分重視企業社會責任建設，早在21世紀初就制定了低碳發展戰略，積極參與低碳發展組織，加強企業碳排放管理，披露碳排放數據。2019年，斯倫貝謝公司承諾設定基于科學的溫室氣體減排目標，確定了至2021年的減排目標，并提交給科學減碳倡議組織(SBTi)。在此背景下，斯倫貝謝公司成立了新能源公司，專注于氫能、生物質能、地熱、CCS及鋰提取等低碳能源業務。貝克休斯公司設定了2050年前實現凈零碳排放的目標，持續縮減油田服務和設備業務規模，重點推進能源轉型和可再生能源技術服務業務，其油氣咨詢公司Gaffney、Cline和Associates率先啟動碳管理實踐，成為第一批可以提供碳強度、碳解決方案評估及減排認證的咨詢類公司。

2）加大低碳技術攻關，促進石油工程業務低碳化。國際油服公司一直重視新技術研發，近些年不斷加大低碳技術投資，以減少石油工程服務業務的碳排放。一是圍繞提高鉆井完井效率和質量、提高單井產量等目標，持續提升石油工程技術水平，以技術創新帶動效率和效益提升，進而實現節能減排。二是加大新興技術融合創新和應用，包括數字化、大數據、云平臺及智能技術，以賦能傳統技術服務業務，提供更加高效、快捷、安全的綜合解決方案，幫助油公司持續提升勘探開發效益。

3）優化業務結構，布局低碳能源服務業務。油服公司充分利用國際大型油公司加大低碳能源業務投資帶來的市場機會，積極優化業務結構，布局低碳能源服務業務。斯倫貝謝、貝克休斯等公司引領轉型發展，不斷加大氫能、CCUS、生物質能和地熱等低碳能源技術服務業務的發展力度。其中，斯倫貝謝公司采取其常用的業務拓展策略，與各領域中技術先進或綜合實力較強的公司加強合作，成立合資公司共同發展低碳能源業務；貝克休斯公司的低碳能源業務拓展方式則相對穩妥，在現有業務基礎上穩步拓展，開展天然氣、LNG、數字化、密集監控和碳捕集等能源轉型新業務，為多行業提供渦輪機械和過程解決方案、數字解決方案，幫助客戶減少碳排放。

5 碳中和約束下我國油氣行業的發展建議

目前，我國油氣供應安全問題依然突出，油氣企業在積極勘探開發國內外油氣資源、實施“增儲上產”的同時，還需在碳中和約束下，強化節能優先戰略，健全企業碳排放制度，在做強主業的基礎上，加快新能源與油氣業務協同發展，加大綠色低碳技術研發力度，促進企業綠色低碳轉型發展。

1）推進油氣產業提質升級，發揮國家戰略科技力量優勢。隨著市場競爭的加劇，創新在未來油氣業務高質量發展中的核心地位將進一步凸顯。碳中和目標下，未來國際油價大概率保持中低位震蕩運行，油氣勘探開發業務亟需依靠技術創新推進降本增效，提升發展質量。建議國家出臺相關政策，刺激油公司進一步加大科研投入，實施油氣戰略性科學計劃和科學工程，把攻克“卡脖子”技術作為創新驅動的突破方向。同時，深化科技體制改革，激發創新活力，推進油氣產業實現高質量發展。

2）更加注重油氣供應安全，有序推進能源低碳化轉型。伴隨應對氣候變化行動的深入開展，能源消費結構將進一步向低碳化、無碳化發展，這給我國現有以煤炭為主的能源結構帶來較大挑戰。油氣作為能源低碳化轉型的過渡橋梁，短期仍有一定的發展空間。特別是在面臨百年未有之大變局的外部形勢下，能源供應安全特別是油氣供應安全仍是我國今后一段時期內能源發展的重要主題。因此，需要落實油氣企業增儲上產主體責任，深入推進“七年行動計劃”，加大油氣行業投入力度，大力提升油氣勘探開發力度，加強油氣自主供應能力，夯筑能源轉型過渡橋梁，穩步安全實現我國能源低碳化、清潔化發展目標。

3）力促油氣企業減排貢獻，加速低碳技術創新。研究制定油氣行業減排政策，促進油氣企業走綠色低碳發展之路。加強碳達峰和碳中和對油氣行業長遠影響研究，確定油氣行業綠色低碳轉型發展的戰略目標和路徑。推進油氣企業溫室氣體排放和減排管理能力建設，夯實碳排放盤查、核查和監測等基礎工作。加快布局油氣行業低碳技術，引領油氣行業發展新趨勢。加大石油工程低碳技術和低碳能源技術創新力度，支撐勘探開發業務低碳發展。重點研發節能與提效、減排與資源化、CCUS等節能低碳技術，助力油公司提升應對氣候變化能力，落實溫室氣體減排行動，保障我國碳中和目標的實現。

4）深化體制改革，加快油氣產業轉型發展。在碳達峰和碳中和約束下，油氣行業要堅定不移地深入貫徹落實“四個革命、一個合作”的能源安全新戰略，持續深化油氣體制改革，發揮市場在油氣產業鏈資源配置中的決定性作用，更好地發揮政府作用，建立健全競爭有序、有法可依、監管有效的石油天然氣體制。同時，鼓勵油氣企業圍繞能源主業開展多元化能源供應業務，積極發展地熱、氫能和生物質能等可再生能源，全力保障國家能源安全，促進生產力發展，滿足人民群眾需要。

6 結束語

目前，全球應對氣候變化進入新階段，大幅減少溫室氣體排放迫在眉睫，經濟低碳化趨勢越加明顯，盡早實現碳中和已成為國際共識。為實現碳中和目標，能源結構將持續轉向低碳化、無碳化，化石能源需求占比將大幅下降，油氣需求峰值加速到來。油氣企業面臨著雙重壓力，一方面，全產業鏈面臨低碳化轉型，加大低碳技術應用，大幅降低油氣產業鏈的溫室氣體排放；另一方面，油氣業務增長空間有限，油公司面臨業務低碳轉型，加快發展新能源業務，加大低碳能源供應，成為綜合能源供應商。因此，制定低碳發展目標和路線圖，盡早開展低碳發展轉型，在全產業鏈實現一體化協同低碳發展，將是近期油公司戰略轉型的重要舉措；而油服公司要緊密圍繞油公司業務轉型，加強低碳技術服務業務優化布局，快速打開低碳業務市場，為油氣公司實現碳達峰和碳中和目標提供堅實的支撐。