中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅳ)——天然气能源在中国的应用前景和碳减排分析

中国目前天然气在能源消费结构中的比例不到4%。与欧美发达国家相比,中国在商业和居住方面的年人均天然气消费量要低30多倍;按照EIA的中长期预测,中国天然气仅占家庭用能的21%～28%、商业用能的14%～20%,与发达国家大约相差1倍。中国用于发电的天然气使用量不到2%,由于风电比例的提高,非常有必要争取2050年将天然气调峰发电的比率提高到5%以上。如果2030年中国天然气产量达到3000×108m3并加大从国外的进口量,使消费量达到5000×108m3,天然气在能源消费结构中的比率有可能提高到14%。制约中国天然气消费量提高的因素包括国内天然气产量、国外进口量、基础设施建设和天然气价格等。提出2050年中国实现天然气消费量达到6000×108m3和8000×108m3的两个情景,其基础是确保常规天然气产量为2500×108m3,页岩气产量达到1000×108~1500×108m3,煤层气和煤制替代天然气产量达到1000×108~1500×108m3,进口量为1500×108~2500×108m3,这是一个非常艰巨但却有可能实现的目标。如果2050年中国天然气消费量达到8000×108m3的高消费量情景,按照发改委能源研究所设定的节能情景的能源消费总量测算,天然气在一次能源消费结构中的比例可上升到14%;按低碳情景测算,天然气的比例可上升到18%;按强化低碳情景测算,天然气的比例可上升到20%,达到目前世界的平均水平。两个天然气消费情景的二氧化碳排放量分别为7.4×108t和9.6×108t。从各方面而言,增加天然气消费量都是正效应而非负效应。     

世界天然气格局的变化和中国的机遇

近年来世界天然气产、销和国际贸易格局发生了重大变化。在经济衰退的影响下,2009年世界天然气年产量和消费量出现2.41%和2.34%的下降;但国际贸易量却持续增长,2007～2009年年均增长率6.28%,其中LNG贸易有更快的发展,其灵活的销售策略和降低现货价在许多地区挤占了管输出口的市场份额。在经济衰退的恢复期和/或天然气供应充足或过剩时期气与煤的比价较为接近,这为气代煤创造了条件。新兴经济体,特别是中国、印度及周围的东亚、南亚地区占世界天然气消费量的份额日趋加大。1999～2009年的10年间,中国天然气产量、消费量年均增长率分别为12.95%和13.91%,印度分别为4.59%和7.53%。金融危机促进了世界经济中心向东亚转移,天然气发展更趋均衡、多中心化的进程将更快。亚太地区,特别是中国、印度的天然气生产、消费和国际贸易在今后也将获得更快的发展。页岩气产量的持续快速增长不仅影响着近年来的天然气国际贸易,亦将对世界天然气格局产生更深远的影响。这些为中国天然气大发展带来了新机遇。按照框架性预测的两个方案,预计2015年中国天然气消费量将分别约为2400×108m3和2500×108m3,需国内供应皆为1500×108m3,进口分别为900×108m3和1000×108m3。2015年国内常规气层气产量要达到1300×108m3或1350×108m3,两种情况下所对应的2010～2015年年均增长率分别为9.81%和9.12%。除管输进口以外,2015年需要有600×108～800×108m3的LNG进口。从国内对策来讲,除了加强勘探开发,特别要关注天然气上中下游的协调发展和LNG系统工程的提前部署。关于进口,应重视天然气进口的广义多元化,在进口采买中将多种长期合同、意向性协议和短期现货交易灵活结合起来;加强国际合作;建设完整的配套体系。     

我国发展煤制天然气误区分析

从煤炭中的C转化成CH4,需要进行煤气化、脱硫、CO变换、脱除CO2,然后甲烷化反应。在这一生产过程中,碳的利用率和热能转换率均约为1/3,制取1000m3的CH4要放出约3.34t的二氧化碳。按照我国拟建和在建的煤制天然气规模360×108m3/a、碳的利用率1/3计,将浪费煤炭5664×104t标煤,排放二氧化碳1.2×108t,总投资需2100亿元。据测算,煤制天然气生产成本约为3元/m3CH4,与管输进口天然气相比,价格上没有竞争性,并带来环境污染。由于煤制天然气投资费用高(1000m3/a天然气的投资费用约合5833元)、碳与热能利用率低、污染源处理费用高,所以煤制天然气不应该是煤清洁利用的发展方向。我国常规天然气储量和产量迅速增加,预计到2020年天然气产量将达到2000×108m3(约合2×108t油当量),而有关机构预测我国2020年天然气消费量为1.46×108t油当量,国产常规天然气产量就可满足国内燃料消费需求,为此我国完全没有必要大规模建煤制天然气项目。     

“十二五”期间我国天然气消费格局主要特征及发展方向探讨

我国天然气消费水平较低,虽然自本世纪以来有了较大提高,但与一些发达国家相比仍有很大差距和发展空间。我国能源供应长期以煤炭为主的局面在"十一五"变化不大,"十二五"期间提高天然气占一次能源的比重是我国节能减排最重要、最可行的措施之一。广泛应用天然气除了可提高热效率以外,还可以减少废气排放总量。当前,我国天然气的主要用途是替代城市居民生活用煤,然而单一采用民用燃气方案必定存在供气量波动较大的缺点,日本和韩国在促进天然气消费的政策措施方面有不少成熟经验值得我们借鉴。当前城市燃气已成为我国天然气消费的主力,同时应高度重视建筑节能,DES/CCHP就是一种具有代表意义的建筑节能技术,应有计划、有步骤地对其进行试点,做到多实践、少争论。同时应大力发展天然气汽车,并努力解决其经济性和加气难的问题。我国"十二五"期间天然气利用存在两个主要问题,一是天然气价格,二是天然气储气与调峰。天然气利用应遵循因地制宜和逐步升级开发的原则,进一步深化、优化天然气利用应是我国发展天然气产业的一个重要战略措施。     

四川省“十二五”节能目标对碳排放强度的贡献分析

基于四川省"十二五"期间单位GDP能耗下降目标,通过假设不同的发展情景建立了节能目标对碳排放强度的贡献分析模型,并以"十一五"期间四川省经济和能耗数据为基础,求得不同情景下碳排放强度降幅和二氧化碳累积减排量。结果表明,在单位GDP能耗下降16%的目标下,"十二五"期间四川省碳排放强度降幅为14.17%～22.43%,二氧化碳累积减排量为2.04×108～3.26×108t。同时控制煤炭、石油消费及增加天然气、水电等优质能源的消费比例是四川省实现"十二五"碳排放强度下降目标的有效途径。     

低碳经济下我国煤层气的发展机遇

天然气是最清洁、高效、低碳的化石燃料,提升天然气在能源消费中的比例,将使我国能源消费结构趋于合理,有利于减少碳排放,有助于实现我国发展低碳经济的目标。2010~2020年间预计我国天然气需求量年均增长13.04%,高于同期天然气产量增幅4.12个百分点,天然气需求缺口为煤层气提供了市场,也为我国煤层气(煤矿瓦斯)开发利用储备了充足的用户。"十一五"期间,国家启动了沁水盆地和鄂尔多斯盆地东缘两个煤层气产业化基地建设。截至2010年底,全国形成煤层气产能25×108m3/a,实现煤层气产量15.57×108m3。预计2015年全国煤层气(煤矿瓦斯)产量将达215×108m3,利用率在60%以上,瓦斯发电装机容量超过300×104kW;新增煤层气探明地质储量8500×108m3;建成13条输气管道,总长度2121km,设计年输气能力180×108m3。建议国家应进一步鼓励煤层气(煤矿瓦斯)的开发利用,将煤层气利用量纳入综合利用进行统计;加大政策支持和政府投入力度,适当提高财政补贴标准,设立煤层气发展基金;组建国家煤层气公司,增加煤层气企业的资本金投入,支持煤层气企业重组上市;同时应大力发展二氧化碳捕集技术,将以消灭或减少煤层气(煤矿瓦斯)放空为目标的专项治理纳入国家瓦斯治理计划。     

重视天然气资源的综合优化利用

一、我国天然气利用现状 天然气是清洁、优质、高效的能源，目前世界各国都在大力发展天然气，以替代短缺的石油资源。目前，天然气消费已经占全球能源构成的25％，超过煤（23％）仅次于石油居第二位，而且有可能在几十年后超过石油。我国一次能源以煤为主，占总消费的66．5％；天然气生产和消费起步均较晚，1990年仅140亿m^3，2003年达到341亿m^3，位居世界第17位，但仅占能源构成的2．7％。     

我国天然气越来越受到重视

<正>随着我国能源结构调整步伐加快和节能减排任务加重,作为清洁能源的天然气越来越受到重视。进入21世纪以来,我国加大了天然气资源的开发和利用力度,天然气产量由2001年的303×108m3增长到2010年的968×108m3,年均增长率达到13.5%;消费量由2001年的274×108m3增长到2010年的1090×108m3,年均增长率达到16.1%。     

LNG产业链下游市场开拓策略探讨

一、天然气下游市场消费结构分析 2004年，全球天然气消费量已高达2．69万亿Nm^3，占世界一次能源消费总量的24.3％。预计几十年后，天然气将超过石油在世界一次能源消费中占第一位。     

创建若干10×108m3级生物天然气“气田”可行性分析

近年来我国天然气消费量快速增加,天然气对外依存度2012年将达到30％,“十二五”期间将突破40％.开发利用非常规天然气是提高天然气自给率的主要途径,生物天然气在某种意义上也是一种非常规天然气,是将沼气净化和提纯而得,与常规天然气有相同的质量,其显著的减排二氧化碳作用乃至碳负排放作用是独一无二的.产业沼气对解决我国“三农”问题有不可忽视的重大作用.生物天然气在欧盟国家正在成为一大新兴可再生能源产业,截至2010年,欧盟各国已有近8000家大型沼气厂,绝大部分是2000年后新建的.我国生物天然气资源丰富,技术接近成熟,近中期有年产1500×108m3以上的潜力,但迄未引起重视.创建若干个10×108m3级的生物天然气“气田”,尽快摘掉沼气单单只是“农村能源”的“帽子”,对我国大幅度减少温室气体排放量和提高能源自给率都具有重大意义.     

国家采取多项综合措施确保“十一五”节能减排任务完成

中国人口众多,正处于工业化和城镇化快速发展时期,能源消费仍处于增长阶段。目前,中国的人均能源消费量只有美国的1/5。"十一五"以来,中国以较低的能源消费增长支撑了国民经济较快发展,"十一五"前四年,中国万元GDP能耗由1.276t标准煤下降到1.077t标准煤,年均下降4.15%。2010年是"十一五"规划最后一年,为完成"十一五"期间实现全国单位GDP能耗下降20%的节能减排目标,国务院各部委纷纷出台相应的措施,采取法律、行政、经济等多种手段,力争确保这一目标的顺利实现。未来5～10年,国家将进一步加大产业调整力度,大力发展新能源,逐步减少传统能源在能源需求中的比重,预计"十二五"期间,中国的煤炭在能源结构中的比重将由目前的70%下降到63%,中国风电、太阳能等可再生能源利用规模将达到1.1×108t标准煤;在2020年之前国家将投入5万亿元用于新兴能源产业建设;同时,国家还将重点推广257项新技术,支持新能源发展。     

我国应适当提高煤电的比重

我国2005年电源投资3228亿元,其中火电投资2270.6亿元,占70.3％;非化石电源投资957.4亿元,占29.7％.2010年我国电源投资3641亿元,其中火电投资1311亿元,占36％;非化石电源投资2330亿元,占64％.“十一五”期间,我国火电新增装机容量锐减,非化石电源新增装机容量剧增,而每年新增发电量则逐年减少.我国2006年火电新增装机容量9287×104kW,到2010年新增火电装机容量降为5872×104kW;我国2006年非化石电源新增装机容量1216×104kW,到2010年非化石电源新增装机容量上升到3256×104kW.每年新增装机容量可增加的年发量,2006年估计为5400×108kW·h,到2010年已降为4000×108kW·h左右.2010年我国电源投资中仅占36％的火电,却提供了64％的新增装机容量,而占64％的非化石电源只提供了约36％的新增装机容量,如果按新增发电量计,则火电机组提供的发电量比例更高.按中国电力企业联合会的规则,“十二五”期间我国非化石电源比例进一步增加,火电增幅继续下降.按火电机组等效容量计,2010～2015年年均增长率仅为8％,低于同期国内年均用电量增长率8.5％.鉴于我国的资源禀赋条件和“十一五”、“十二五“电源构成的变化趋势及其后果,建议我国应适应增加煤电的比重.     

我国炼油工业发展趋势分析

2009年我国炼油能力达到4.78×108t/a,成为世界第二大炼油国,成品油产量和质量完全可满足国内需求并出口国际市场。预计2015年我国炼油能力将达到5.8×108t/a,成品油加工能力约3.5×108t/a,主要建成环杭州湾(含长三角)、珠三角、环渤海和西北炼化工业区,炼厂的规模化程度、炼化一体化程度、产业集中度及集约化程度、油品质量都将进一步提高。2015年我国石油需求约5.5×108t,成品油需求约3.0×108t,成品油需求增长有可能放缓,炼油能力将继续保持较快增长,呈现出供大于求的局面。"十二五"期间,我国炼油工业面临着石油资源不足和节能减排等因素的制约。生产清洁油品是炼油工业的发展重点,大力发展各类加氢工艺,采用劣质、重质原油生产清洁油品将成为我国炼油工业发展的必然趋势。炼油企业要进一步提高装置对高硫、高酸及重质原油加工的适应性,增加清洁燃料和石油化工原料供应,促进原油深度加工和炼化一体化整体协调发展。我国炼油行业在节能方面仍有较大上升空间,预计2015年单位综合能耗将降至60kg标油/t。同时,要科学有序地发展生物燃料等替代能源。     

世界风力发电现状与前景预测

全球可再生能源发电装机容量中风电占有压倒性优势,今后可望成为欧洲、亚洲、北美的主要电力来源.2011年中国以62GW的累计装机容量蝉联世界第一,按照我国“十二五”规划目标,预计到2015年风电装机容量将达到1×108kW,年发电量1900×108kW·h.GWEC和Greenpeace预测,今后20年风力发电将成为世界主力电源,2030年装机容量有可能达到23×108kW,可供应世界电力需求的22％.欧美正大力开发海上风电产业.欧洲是世界海上风电发展的先驱和产业中心,欧洲企业不仅拥有自己的核心技术,而且还向世界各地输出技术,今后欧洲海上风力发电将急速增长.美国采取与英国、德国等欧洲厂家相同的战略,大力发展海上风力发电.我国海上风电产业刚刚起步,预计2015年海上风电装机500×104kW.日本学者大岛教授推算了不同电源的发电成本:包括政府财政补贴,运行年限30年的核电站发电成本为12.06日元/(kW·h);按标准设备利用率,风力发电成本11.30日元/(kW·h),与核电相比已经有竞争力.假设风况好时设备利用率达到35％,发电成本为7.95日元/(kW·h),比核电低得多.     

我国“十二五”能源消费预测及影响因素分析

首先利用GM(1,1)预测方法和2000～2010年我国一次能源消费量数据对我国"十二五"一次能源消费量进行预测。预测结果表明:"十二五"期间我国能源消费量将保持持续上涨的趋势,到2015年将达到440489.1×104t标煤,明显高于"十二五"能源消费规划目标,这将不利于我国"节能减排工作"的顺利实现。经验表明,实际能源消费量常常与规划目标存在一定差距,应引起高度关注。为此,既要做好能源消费实际值将超过目标值的各项准备,同时也要加大工作力度,努力促进能源规划目标的实现。对经济发展、人口增长、产业结构、社会投资、能源利用效率、能源工业投资等我国能源消费影响因素进行灰色关联分析,结果表明,经济发展、人口增长是导致能源消费量迅猛上涨的首要因素,同时能源利用效率低下、能源建设投资力度有待提高以及产业结构不合理等因素也是造成能源消费持续增长的重要因素。在不影响经济增长以及我国作为人口大国的基本国情在短期内无法改变的条件下,需要着手推进技术节能,提高能源科技水平;加大能源建设投资力度,促进能源行业健康发展;推进结构节能,促进产业结构优化。