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天然氣“黃金時代”真的會到來么?

2019-07-22 17:18:34 來源:能源雜志 林益楷
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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?

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。

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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。

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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。

 

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