天然氣“黃金時代”真的會到來么？
作者： 日期： 2019/7/23 17:08:53 來源：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BP公司發布的《世界能源統計年鑒》和國際能源署《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”即將到來？
天然氣“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特別報告中，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300億方，較2014年增長830億方……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，我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%（310億方）和18.1%（430億方），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6200億方下降至2014年的5000億方，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3.9萬億方增長至4.3萬億方。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，我認為可能很難做出天然氣“黃金時代”已經回歸的判斷。當然，但沒有所謂的“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%之間，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。
成本是天然氣成就“黃金時代”的首要挑戰
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。
在此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3000億方，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為接近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。但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，加上每方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。“煤改氣”與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。
脫碳是天然氣長遠發展的根本立足點
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的競爭優勢。
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多個小時即實現盈利。
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CO?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CO?為72.5億噸左右，約占當年全球化石能源碳排放的1/4。
實際上，IEA在2011年天然氣特別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CO?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（National Grid）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左右）。只有在“天然氣去碳化情景”（DecarbonizeGas）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”可能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“Power to X”，即利用風力發電的剩余電力電解水生成氫氣或合成甲烷）；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。
