“碳中和”目标下中国天然气不可或缺但发展空间将被压缩

2021 年 4 月 油 气 与 新 能 源 第33卷 第1期 * 洪涛，男，高级经济师。现任职于国务院发展研究中心资源与环境政策研究所，从事能源公共政策研究。地址：北京市东城区朝内大街 225 号，100010。E-mail：ht0118@163.com 32 文章编号：2097-0021（2021）01-0032-06 “碳中和”目标下中国天然气不可或缺 但发展空间将被压缩 洪涛* （国务院发展研究中心资源与环境政策研究所） 洪涛.“碳中和”目标下中国天然气不可或缺但发展空间将被压缩.油气与新能源，2021，33（1）：32～37 摘要：在中国明确提出“碳中和”目标的背景下，天然气作为一种低碳化石能源，在中国能源系统中具有特殊的地位和意义。通过分析中国天然气的发展空间、发展路径、应用场景以及多种影响因素，得出结论：“碳中和”目标下中国天然气发展的时间、空间将被压缩，但在去碳化进程中不可或缺。具体而言，中国天然气消费将在 2040 年左右达峰，峰值高点约 6 000 亿立方米，一次能源占比低于 15%。“碳达峰”后，电气化、CCS（碳捕获与封存）等各种因素叠加会影响天然气的终端渗透率，尤其是碳定价的影响将越来越大。因此，中国天然气发展需要未雨绸缪，创造条件以争取更多发展空间。 关键词：气候变化；碳中和；碳定价；天然气；能源转型 中图分类号：TE-9 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.2097-0021.2021.01.007 Under the Goal of “Carbon Neutrality” China's Natural Gas is Indispensable but its Development will be Compressed HONG Tao (Research Institute of Resources and Environment Policies, Development Research Center of the State Council) Abstract: Carbon neutrality orientation renders low-carbon natural gas a unique position in China's energy mix. This paper conducts a study on the future development of natural gas in China in terms of its development potential and application. The result shows that China’s consumption peaking of natural gas will be up to about 600 billion cubic meters in 2040, accounting for less than 15% of primary energy resources. The post-carbon-peak effects of electrification, CCS (Carbon Capture and Storage) and particularly carbon pricing on terminal gas market share make it necessary to explore advanced strategies for the optimization of natural gas development. Overall, natural gas development is indispensable in the process of decarbonization despite its constrained development in time and space associated with carbon neutrality orientation. Keywords: Climate change; Carbon neutrality; Carbon pricing; Natural gas; Energy transition 0 引言 天然气被誉为低碳清洁的化石能源，是能源转型进程中的过渡能源，被中国能源主管部门定位为“主体能源之一”［1-3］。当前，气候变化已成为最重要的全球性问题之一，综合考虑能源安全、气候安全和环境安全等方面，各能源品种、能源形式的地位和竞争优势也将此消彼长。可再生能源、电气化、氢能与储能将在电力系统及终端应用场景与天然气产生竞争。加之碳定价等因素的介入，天然气在内的化石能源的地位将受到更大程度冲击。 随着中国日益接近“碳达峰”，“碳中和”约束下的天然气发展也将面临新形势，亟待未雨绸缪，谋划未来发展。 第33卷 第1期 2021 年 4 月 洪涛：“碳中和”目标下中国天然气不可或缺但发展空间将被压缩 33 1 中国“碳中和”目标将对天然气 产生重要影响 中国国家主席习近平在 2020 年 9 月 22 日召开的联合国大会上表示：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，争取在 2060 年前实现碳中和。” 1.1 中国“碳中和”的承诺具有深远意义 一是对国内能源转型提供了确定性预期。这一承诺明确了“碳中和”目标，以及在时点、强度等方面提出了确定性的碳约束指标。制定“碳中和”实施路线图，考虑各种政策的优先序与协同性将成为下一步工作重点。 二是难度大、压力大，机遇与挑战并存。“碳中和”完成时间提前，客观上压缩了能源转型的时间与空间，增加了纵向分年度、横向分部门的成本。同时，加速转型成本前置，预计短期成本或增加更快。 三是技术的重要性更加凸显。先进的脱碳能源技术、现代电网技术是支撑去碳化目标的核心所在。实现能源脱碳后，中国能源安全将从过去依靠化石能源资源保障（资源约束）转向技术保障。 1.2 “碳中和”将重新配置不同能源的形式与组合 过去十余年，中国能源转型目标与控碳政策强度呈现正相关关系（见表 1）。碳约束从“务虚、弹性”到“明确、刚性”，能源转型路径从单一到多元，更加务实地针对去碳化。同时，影响能源转型的因素也日益复杂化。 表1 不同碳约束目标下的中国去碳转型路径变迁 时间 碳约束目标 典型路径与政策 2014 年以前 加快能源转型，推进化石能源清洁利用 发展可再生能源，推进化石能源清洁利用 2014—2016 年 加快能源转型，加强控碳政策，但未明确碳中和 大规模核电＋高比例可再生 2017—2018 年 更强碳约束政策，开始探讨净零目标 高水平电气化＋高比例可再生 2019—2020 年 受欧盟《绿色政纲》及 2050 年净零排放目标影响，开始重视约束性碳目标的研究 “双高”路径脱碳转型＋高渗透绿氢 2020—2030 年 促进有条件的地区率先碳达峰，中国整体达峰 - 2035 年后 能源碳排放稳中有降，缩短平台期 碳汇、CCS（碳捕获与封存）、CCUS（碳捕获利用与封存）等 碳中和目标下的能源转型需要重新考虑以下议题及优先序：一是高比例可再生＋高水平电气化的“双高”模式；二是化石能源清洁利用，煤炭煤电短期地位；三是负碳技术应用场景、规模上限、贡献率，CCS、CCUS、BECCS（生物能源碳捕获和存储），不同技术、路径的实现条件及可能性、机遇挑战、困难障碍、成本收益风险、基础设施及增量成本等［4-6］。 不同于德国单纯依靠可再生能源及电气化，和美国主要靠天然气及可再生能源的转型路径，国情决定中国将采取更具包容性的混合转型路径。在明确的“碳中和”目标下，深度电气化及高渗透绿氢都不能一蹴而就，天然气仍将在中国扮演重要作用，但其作用将从大气污染治理时的减污调整为减污降碳协同发挥。 综上，中国“碳中和”目标提供了能源脱碳转型的确定性预期，也影响包括天然气在内的不同能源的地位和竞争力。 2 中国天然气预计在2040年左右 达峰 通过综合比较国内外权威机构于 2019—2020年 8 月发布的中长期能源展望数据，可以发现各机构对中国天然气消费预测呈现收敛趋势［7-8］。无论在更快转型（更强控碳）情景下，还是与前期预测相比，中国天然气消费规模和一次能源占比的峰值高点有下调趋势，峰值时点有提前趋势。这些研究报告发布于中国官宣 2060 年碳中和目标前，预测至2050 年的长期趋势，对中国天然气的判断如下：中国天然气将在 2040 年左右达峰，峰值高点约 6 000亿立方米，一次能源占比低于 15%。 2.1 峰值高点区间：多分散于6 000亿立方米以下 从各机构发布的预测数据看，中国天然气需求在2050年的预测结果为185百万吨油当量（低限）～600 百万吨油当量（高限），折合实物量约 2 054 亿 油气与新能源|趋势与展望 Vol.33 No.1 Apr.2021 34 立方米（低限）～6 660 亿立方米（高限）。E T R I（ 中国石油经济技术研究院）给出了最为乐观的预测，ETRI-BAU19（中国石油经济技术研究院基准情景）预测 2050 年天然气需求量最高，约合 6 660 亿立方米（如图 1）。 2.2 峰值时点分布：集中于2030—2040年 在各机构预测的 15 个情景中，仅 6 个情景在预测期内达峰，其中 3 个情景集中分布于 2030 年，2 个情景分布于 2035 年。较早的达峰时间多集中在2030 年，对应的达峰情景有 IEA-SDS19、BP-NZ20、SHELL-SKY18，其中峰值最高是 BP-NZ20，对应峰值约合 4 794 亿立方米。最晚的达峰期为 2045 年，对应的达峰情景为 BP-BAU20，峰值约合 6 202 亿立方米，同时它也是所有机构预测峰值最高情景。峰值最低是 IEA-SDS19 情景，于 2030 年达峰，约合 4 340 亿立方米（见表 2）。 表2 中国天然气预测结果乐观程度排序 高点预 测类型 2030 年情景及规模 2050 年情景/规模 峰值预测类型年份情景及规模 最高预 测前三 BP-BAU20，5 627 亿立方米 ETRI-BAU19，6 660 亿立方米最早达峰前三2030 IEA-SDS19，4 340 亿立方米 ETRI-BAU19，5 550 亿立方米 BP-BAU20，6 049 亿立方米2030 SHELL-SKY18，4 767亿立方米BP-RT20，5 415 亿立方米 Equinor-Reform20，6 005亿立方米 2030 BP-NZ20，4 794 亿立方米 最低预 测前三 EIA-RCP20，3 250 亿立方米 SHELL-SKY18，2 054亿立方米最晚达峰前三2045 BP-BAU20，6 202 亿立方米IEA-SDS20，4 340 亿立方米 BP-NZ20，4 460 亿立方米 Equinor-Rivalry20，4 085亿立方米 Equinor-Rivalry20，4 706亿立方米 2.3 平台期：集中于