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天然气不仅是“桥梁”更是“保障” —全球能源变局中业内专家对天然气价值再审视

作者:本刊记者 陈慕然 | 作者单位:中国石油企业

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2025年3月24日,国际能源署(IEA)发布《全球能源评论2025》报告。报告显示,2024年,全球能源需求增长2.2%,快于过去十年的平均水平。2024年,对所有燃料和技术的需求都将扩大。在创纪录的气温、电气化和数字化的推动下,电力需求飙升4.3%,远高于全球GDP 3.2%的增速,这一增长由电力行业带动。可再生能源占全球能源供应增长的大部分,占比达38%,其次是天然气28%、煤炭15%、石油11%和核能8%。

报告显示,与IEA的预测一致,2024年全球石油需求增长明显放缓。石油在总能源需求中所占的份额在达到46%的峰值50年后,有史以来首次跌至30%以下。但是,在化石燃料中,天然气需求增长最为强劲。2024年,天然气需求增长了2.7%,增加了1150亿立方米,而在过去十年中,年均需求量约为750亿立方米。2024年,中国天然气需求绝对增幅最大,超过7%(300亿立方米),亚洲其他新兴和发展中经济体的增长也很强劲。美国的天然气需求增长了约2%(200亿立方米)。欧盟的消费适度增长,尤其是工业消费。

报告显示,2024年,全球用电量增加了近1100太瓦时(TWh),是过去十年年平均增幅的两倍多。报告指出,到2024年,全球发电量增长的80%来自可再生能源和核电。它们首次贡献了总发电量的40%,其中可再生能源就提供了32%。新增可再生能源装机容量连续22年创下历史新高,2024年新增可再生能源装机容量约700吉瓦,其中近80%为太阳能光伏发电。太阳能光伏和风能发电量增加了创纪录的670太瓦时,而天然气发电量增加了170太瓦时,煤炭发电量增加了90太瓦时。

《全球能源评论2025》报告公布的数据,与3月举行的第43届剑桥能源周、及2024年11月召开的COP29气候大会,共同传递出的信号相互佐证:在全球能源安全危机与碳中和目标的双重压力下,天然气正从“过渡能源”升级为“系统枢纽”。对此,本刊基于公开资料及行业研究报告,在翻阅大量相关信息的基础上,归纳总结业内专家、从业知名人士的观点,与读者共同再审视天然气在能源绿色转型中构建新型能源体系的价值。

一如联合国气候特使马克·卡尼在COP29闭门会议中直言:“能源转型的本质是系统博弈,天然气既是矛盾的焦点,也是解决方案的关键变量。”

一如国际燃气联盟(IGU)主席李雅兰指出:“天然气已超越‘桥梁燃料’的单一功能,成为构建新型能源体系的战略支点。”

国际共识重塑:从争议到再定位

一、COP29的范式突破:系统性价值获认可

2024年巴库气候大会首次将天然气纳入“气候解决方案”谈判框架。大会发布的《全球能源弹性宣言》明确提出:“在储能技术突破前,低碳气体燃料是保障可再生能源规模化应用的必要支撑。”这一转变标志着国际社会对天然气认知的根本性调整:

欧盟立场松动:欧洲议会能源委员会主席延斯·吉奥尔基迪斯证实,欧盟已放弃“完全淘汰化石能源”激进条款,转而支持“甲烷排放管控下的天然气持续利用”,并承诺投入50亿欧元建设跨境输气走廊。

发展中国家发声:印度尼西亚能源部长阿里芬·塔斯里夫联合尼日利亚、阿根廷等12国发起《南方国家天然气发展倡议》,要求将天然气项目纳入全球气候融资体系。世界银行能源融资部主任陈广哲回应:“2025年气候融资中天然气项目占比将从3%提升至15%。”

科学界背书:IPCC第六次评估报告首席作者周大地教授指出:“结合CCUS的天然气发电全生命周期碳排放可降至50gCO2/kWh,较生物质能(230g)和部分水电(100g)更具气候效益。若全球燃气电厂甲烷泄漏率控制在0.2%以下,相当于每年减少3.6亿吨二氧化碳当量排放。”

二、剑桥能源周的技术理性:系统枢纽地位确立

第43届剑桥能源周上,“天然气2.0”成为核心议题。埃信华迈(IHS Markit)副董事长丹尼尔·耶金指出:“能源转型不是线性替代,而是复杂系统的重新排列组合。天然气的灵活性、可调度性和基础设施兼容性,使其成为新型电力系统的‘黏合剂’。”大会形成三大共识:

一是时间窗口延长:麻省理工学院能源实验室主任罗伯特·阿姆斯特朗发布《储能技术商业化预测》,指出大规模储能技术成熟至少需15年,天然气发展周期从“2030年前”修正为“2040年后”。

二是功能定位升级:国际能源署(IEA)署长法提赫·比罗尔强调:“燃气发电将从‘调峰备用’转向‘基荷能源’,预计2050年其在全球电力结构中的占比仍将保持18%-22%,特别是在亚洲新兴市场,该比例可能高达35%。”

三是减排路径明确:雪佛龙CTO埃里克·托尔森展示技术路线图:“通过甲烷控排(泄漏率<0.2%)、掺氢燃烧(20%绿氢比例)、CCUS产业化(90%捕集率)三重技术组合,2035年前可实现天然气全链条脱碳,单位热值碳排放较煤炭降低80%。”

系统枢纽功能:多维价值再解析

一、电力系统的“稳定锚”

根据国际能源署(IEA)数据,2024年全球风光发电渗透率超30%的国家中,燃气发电装机占比均高于15%。其核心价值体现在:

灵活性调节:美国ERCOT电网首席运营官伍迪·里肯伯格分析:“得克萨斯州每增加1GW燃气机组,可支撑4GW风光装机接入,系统平衡成本下降40%。燃气电站在2023年极端天气中完成过单日启停12次的纪录,这是煤电和核电无法企及的灵活性。”

容量保障:德国能源监管机构BNetzA披露,2024年冬季电力危机期间,燃气电站贡献了32%的峰值供电,避免经济损失280亿欧元。西门子能源CEO克里斯蒂安·布鲁赫指出:“燃气轮机可在–30℃环境下稳定运行,这是可再生能源设备难以实现的可靠性。”

黑启动能力:日本关西电力技术总监山田健太郎实测数据显示,燃气轮机可在电网全停后2小时内恢复80%供电,远超煤电的12小时。东京大学能源系统工程教授中村修平强调:“燃气电厂的快速响应能力是构建韧性电网的核心要素。”

二、氢能经济的“过渡载体”

剑桥能源周发布的《全球氢能基础设施评估》显示:

基础设施复用:壳牌氢能业务总裁保罗·博格斯宣布:“现有天然气管网可承载20%氢气掺混,改造成本仅为新建氢气管网的15%。荷兰鹿特丹港已启动全球首个10%氢混输示范项目,年减排量达50万吨。”

制氢原料:澳大利亚国立大学能源经济研究中心测算,全球53%的蓝氢项目采用天然气重整+CCUS工艺,成本比绿氢低40%。沙特阿美CEO阿明·纳赛尔透露:“Jafurah气田的蓝氢项目年产氢量将达120万吨,成本可压缩至1.5美元/公斤。”

储能介质:挪威Equinor的Power-to-Gas项目负责人莉芙·玛丽·雅各布森指出:“将过剩风电转化为合成甲烷,能量转换效率达65%,虽然低于锂电池储能的90%,但能实现跨季节调节。我们的试验显示,1立方米合成甲烷可储存风电3.2kWh,且储存成本仅为锂电池的1/8。”

三、工业脱碳的“现实选择”

在钢铁、水泥等难减排领域,天然气展现独特价值:

直接还原铁(DRI):中东SUSTEEL项目技术总监艾哈迈德·拉希德介绍:“采用天然气还原工艺后,吨钢碳排放从1.8吨降至0.6吨,且投资回收期缩短至5年。阿联酋已规划建设全球最大DRI生产基地,年产能1200万吨。”

工业供热:中国建材集团董事长周育先透露:“陶瓷行业‘煤改气’使单位产品能耗下降35%,粉尘排放减少90%。佛山陶瓷产业园区空气质量优良天数从2018年的260天提升至2024年的340天。”

化工原料:巴斯夫(BASF)首席技术官马库斯·卡米茨展示创新成果:“甲烷干重整技术可将天然气转化为合成气的同时捕集95%二氧化碳。路德维希港基地已实现年产30万吨低碳甲醇,替代传统石油基原料。”

中国路径探索:挑战与创新

一、需求侧:结构性增长新空间

尽管数据显示,2024年中国天然气消费量达4200亿立方米,但人均用气量仅为OECD国家平均水平的1/3。增长潜力集中在:

新型电力系统:国家电网能源研究院院长欧阳昌裕预测:“2030年燃气调峰机组需达250GW,较2025年翻番。以浙江玉环电厂为例,其9H级燃机爬坡速率达88MW/分钟,是煤电机组的17倍。”

乡村振兴:农业农村部规划司原司长曾衍德指出:“农村‘气代煤’工程覆盖人口将从1.2亿增至2.5亿,年增需求300亿立方米。河北雄安新区农村气化率已达92%,户均取暖成本下降40%。”

交通革命:中国重汽集团原总经理蔡东介绍:“LNG重卡保有量突破200万辆,较柴油车减排颗粒物99%。新疆准东矿区300辆LNG矿卡实测数据显示,燃料成本降低35%,维护费用下降28%。”

二、供给侧:突破“亚洲溢价”困局

中国天然气进口依存度长期高于40%,但创新模式正在破局:

资源获取:中国石化董事长马永生解读卡塔尔27年LNG长协:“‘资源换股权’模式使我们在北方气田获得5%权益,相当于锁定每年700万吨供应量,价格波动容忍度提升50%。”

技术突破:中国海油总工程师李勇介绍:“深海一号二期工程实现1500米超深水开发,成本从80美元/桶油当量降至55美元,推动我国深水气田产能提升至年产130亿立方米。”

交易机制:上海石油天然气交易中心董事长郭旭介绍:“新推出的价格指数引入期货对冲机制,将JKM价格波动率从35%压缩至17%。2024年通过该平台完成的跨境交易量突破1000亿立方米。”

三、政策工具箱:制度创新样本

甲烷控排立法:2025年2月晋升为生态环境部副部长的李高曾在解读《油气甲烷排放管控条例》时介绍:“要求2027年前泄漏率低于0.5%,相当于每年减少甲烷排放160万吨。中国石油已在大庆油田试点激光监测技术,泄漏检测精度提升至ppb级。”

碳市场衔接:清华大学能源环境经济研究所所长张希良测算:“将燃气发电纳入全国碳市场后,其单位发电碳配额需求仅为煤电的1/3,通过CCER交易可额外获得0.03元/千瓦时的绿色收益。”

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全球镜鉴:转型范式的比较研究

一、美国经验:市场驱动型转型

页岩气革命使美国天然气产量十年增长80%,支撑风光发电占比从10%提升至22%。其核心逻辑为:

矿权开放:美国地质调查局(USGS)数据显示,联邦土地勘探权拍卖制度吸引中小勘探商贡献35%新增产量。先锋自然资源公司CEO斯科特·谢菲尔德表示:“矿权流转速度从平均5年压缩至18个月,激活了二叠纪盆地3万亿立方米资源潜力。”

金融创新:芝加哥商品交易所(CME)能源产品总监彼得·基夫指出:“亨利港期货合约日均交易量达120万手,价格波动率长期低于亚洲现货市场50%,为全球70%的LNG贸易提供定价基准。”

技术创新:哈里伯顿技术总裁弗雷泽·怀特透露:“水平井钻井成本从1200万美元降至450万美元,盈亏平衡点降至2美元/MMBtu。我们研发的纳米驱替技术将页岩气采收率从18%提升至28%。”

二、欧盟教训:激进转型的代价

2022年能源危机迫使欧盟重启煤电,但2024年碳排放反弹11%。反思显示:

基础设施短板:欧洲天然气基础设施协会(GIE)统计,德国至今无运营LNG接收站,导致2023年冬季不得不以每百万英热单位40美元的天价进口现货,是长期合约价格的4倍。

政策割裂:布鲁盖尔研究所能源政策主任乔治·扎克曼指出:“碳边境税(CBAM)与甲烷法规叠加,使欧盟工业用气成本增加30%。巴斯夫已削减欧洲基地40%的天然气需求,将产能转移至美国和中国。”

社会成本:欧盟统计局数据显示,家庭能源支出占比从2020年的6%升至12%,引发法国“黄马甲”运动升级版和德国大规模示威。柏林能源经济学家克劳迪娅·肯福特警告:“能源贫困人口已突破4000万,威胁社会稳定性。”

未来图景:天然气3.0的演进方向

一、技术迭代:零碳气源革命

生物甲烷:法国燃气集团(Engie)宣布投资50亿欧元建设欧洲最大生物甲烷网络,CEO凯瑟琳·麦格雷戈表示:“2030年产量达350亿立方米,通过农业废弃物转化,可替代10%管道气需求。”

地热制气:冰岛CarbFix项目首席科学家埃达·阿拉多蒂尔介绍:“我们用地热发电的CO2与玄武岩反应生成碳酸盐,同时电解水制氢合成甲烷,实现负碳排放。每兆瓦时电力可生产160立方米合成气。”

核能制气:美国NuScale Power CEO约翰·霍普金斯透露:“小型模块化核反应堆与甲烷干重整技术耦合,能量效率从传统制氢的60%提升至75%。首个示范项目将于2027年在爱达荷州投运。”

二、系统融合:能源互联网载体

多能互补:沙特NEOM新城能源总监彼得·特瑞尔宣布:“‘风光气储’一体化基地集成70GW光伏、20GW风电和40GWh储气库,可再生能源渗透率达95%。燃气轮机仅需在每年8%的时间段提供备用电源。”

数字孪生:国家管网集团数字化总监李明哲介绍:“智能调度系统通过30万个传感器实时监控全国管网,运用数字孪生技术优化输气路径,使管输效率提升20%,相当于每年节约100亿立方米天然气。”

金融赋能:高盛绿色金融主管凯特·拉森披露:“绿色天然气债券发行规模突破500亿美元,收益率比传统能源债高1.5%。”

结论:在确定性与不确定性之间

当气候雄心遭遇能源安全现实,当理想主义的技术路线图碰撞复杂的地缘政治,天然气以其独特的系统价值架起了务实转型的阶梯。正如丹尼尔·耶金在剑桥能源周所言:“能源史从来不是非此即彼的替代,而是新旧要素的创造性重组。在这个重组过程中,天然气既是传统能源体系的‘改良者’,更是新能源世界的‘架构师’。”

对中国而言,需在三个维度深化认知:

一是战略定位:摒弃“过渡能源”思维,将天然气纳入新型能源体系主干网。正如中国工程院院士黄维和所言:“天然气在能源系统中的角色应从‘替补队员’转变为‘中场核心’,承担系统平衡与安全保障的双重职责。”

二是创新驱动:突破资源、技术、制度三重瓶颈。中国石油在煤岩气领域的重要理论成果及勘探进展,标志着煤岩气勘探开发已进入快速发展期。中国石油天然气股份有限公司副总地质师李国欣介绍:全球煤系地层分布十分广泛,煤岩气资源丰富,仅中国煤岩气地质资源量初步估算就超过30万亿立方米。中科院大连化物所研究员邓德会团队已研发出“纳米限域催化”技术,将甲烷转化效率提升至95%,为天然气高值化利用开辟新路径。

进口战略通道基本形成。外交学院国际经济学院教授指出:“‘一带一路’能源合作推动全球能源治理的影响效应与转型路径研究,旨在通过合作构建天然气命运共同体,促进全球能源的可持续发展”。俄罗斯天然气工业股份公司(Gazprom)总裁阿列克谢·米勒表示:“中俄东线天然气管道成为欧亚大陆能源互联的典范。”

唯有如此,方能在碳中和征程中,既仰望星空的理想,又脚踏现实的大地。

(本期封面报道栏目信息来源:新华网、人民网、央视网、国家能源局官网、中国能源网、中国石油新闻网、中国石化新闻网、中国海油咨询网、istis.sh.cn、知乎专栏、BP公司官网等融媒体,部分信息运用DeepSeek进行归纳)






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2025年, 第4期
刊出日期:2025.04
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