中国碳中和目标下的天然气产业发展与贡献

摘要

实现碳中和已经成为中国重大国家战略，在此目标导向下，中国的能源供需结构将迎来深刻变革，天然气作为清洁高效的低碳化石能源，肩负着能源消费结构从高碳污染向低碳绿色过渡的重要使命。分析研究天然气对于中国碳中和目标实现的贡献及在新形势下行业的发展前景具有重要现实意义和价值。为此，本文首先对碳中和概念及其内涵和实现方法进行了分析梳理，阐述了天然气对于“双碳”目标的贡献；同时，归纳总结了国内外研究机构、企业和学者对中国天然气行业的发展前景预测，并基于对中国经济发展的基本判断，构建了3种发展情景：基准情景、低速情景和高速情景；通过定基能源消费弹性系数法对中国“双碳”目标时期的一次能源消费总量及天然气消费量进行了预测。在此基础上，从中国天然气的供需两端论述了行业发展的方向和前景。最后，还对天然气在碳中和时代与其他绿色能源的耦合式发展提出了建议。研究结果表明：1）由于天然气清洁、便利等特性，应快速提高其使用量及在能源系统中的占比，在碳中和时代替代煤炭成为化石能源中的主体能源，与可再生能源共同构建起清洁能源体系；2）在假设情景中，预计2030年中国一次能源消费总量为55.14×108～60.78×108 t（吨标准煤），天然气消费量在5 449×108～6 006×108 m3之间；2060年一次能源消费总量为53.43×108～68.20×108 t，天然气消费量预计达到5 280×108～6 740×108 m3，天然气行业具有巨大的发展空间。针对中国天然气产业发展提出了建议：1）在供给端加大对常规天然气探勘开发力度的同时，积极推动对页岩气、煤层气、生物天然气及天然气水合物等非常规天然气的开发和试采，同时，促进进口LNG和管道气等贸易，巩固能源供应安全，丰富供应类型；燃气发电和工业用热将成为天然气在消费端的主要使用途径，尤其在未来以新能源为主体的新型电力系统中，气电将发挥快速响应等优势承担电网调峰调频作用；工业领域需大力推动以气代煤，提高天然气在高耗能行业的使用量；2）结合可再生能源产业现状从生产、储运、利用3方面提出了天然气产业与风能、太阳能和氢能等绿色可再生能源系统深度耦合发展的思路：天然气开发过程中引入更多电驱设备，大力发展二氧化碳强化页岩气开采、CCUS等负排放技术；重视天然气管网和储气库等基础设施尤其是应急调峰能力建设，实现电转气、储氢、碳封存等技术的深度融合；结合新型电网，通过数字和智能技术改造管理和控制模式，实现天然气储集运输及消费的智能化，助力天然气与新能源高质量协同发展，确保“双碳”战略目标的实现。

关键词

碳中和 / 能源转型 / 天然气 / 可再生能源 / 耦合发展

基金资助

四川省国际科技创新合作项目（2021YFH0010）; 四川省科技计划项目（2022JDRC0098）