世界能源發(fā)展已跨過煤炭進入了“油氣時代”。世界典型國家的發(fā)展經(jīng)驗表明，未來天然氣將在世界能源消費結構中扮演重要角色，發(fā)電和工業(yè)用能是天然氣消費增長的主要方向。與世界典型國家相比，中國能源消費總量大，結構不合理，天然氣利用水平較低，大氣環(huán)境亟需改善。鑒于此，中國應大幅減少煤炭利用，大力提高可再生能源和天然氣的利用水平。隨著國產(chǎn)氣多元化、進口氣多渠道格局的形成，未來中國的天然氣利用具備了快速發(fā)展的資源基礎。在能源消費總量和大氣環(huán)境改善的約束條件下，預計到2030年全國天然氣需求潛力為5800億立方米，主要集中在天然氣發(fā)電和以氣代煤領域。為實現(xiàn)此目標，需要國家出臺相關政策提高天然氣戰(zhàn)略地位，明確天然氣發(fā)展定位，落實《大氣污染防治行動計劃》，減少天然氣供應中間環(huán)節(jié)，加快重型燃機等裝備國產(chǎn)化，促進天然氣市場健康可持續(xù)發(fā)展。
1 世界典型國家天然氣利用的戰(zhàn)略地位與發(fā)展方向
1.1 天然氣在世界能源中的地位
世界典型國家的能源發(fā)展經(jīng)歷了主體能源由高碳向低碳的演變過程，目前已演變到“油氣時代”，油氣占能源消費總量的比例達到60%左右。在此過程中，能源結構持續(xù)調整和轉型，“煤降氣升”趨勢明顯（見表1）。以日本為例，經(jīng)歷了兩次能源轉型：第一次在1955－1973年，能源結構從以煤炭為主向以石油為主轉變；第二次在1973－2003年，兩次石油危機促使日本尋求能源多元化，鼓勵天然氣利用，到2003年，石油占比下降至48%，天然氣占比上升到13%。
為推動天然氣的利用，各國政府通過頒布一系列法律法規(guī)提高天然氣的戰(zhàn)略地位，鼓勵或強制社會各行各業(yè)使用天然氣。美國在1938－1993年先后頒布了《天然氣法》、《清潔空氣法》、《氣候變化活動計劃》等[3]，2015年發(fā)布《清潔電力計劃》，規(guī)定到2030年之前電廠污染物排放量較2005年減少32%。美國能源信息署（EIA）預計，2016年美國的天然氣在電力燃料結構中將首次超過煤炭，達到33%。英國先后頒布《清潔空氣法》、《污染控制法》、《天然氣法》，設立“禁煤區(qū)”等[4]。日本頒布《煙煤控制法》、《環(huán)境污染控制基本法》、《大氣污染防治法》等，并在貸款和稅收上給予一定的優(yōu)惠政策，促進了天然氣的快速發(fā)展[5]。2015年，美國、英國和日本的天然氣消費量在能源消費結構中占比分別達到31%、32%和23%，戰(zhàn)略地位高于煤炭或基本相當（見表2）。
1.2 世界天然氣發(fā)展方向
世界天然氣發(fā)展基本遵循啟動期、快速發(fā)展期和成熟期的自然成長規(guī)律。在啟動期和快速發(fā)展期的初期，天然氣的主要利用方向是城市燃氣和工業(yè)用能，例如美國在1945年二者天然氣消費占比達到80%。在快速發(fā)展后期，發(fā)電成為天然氣的主要利用方向。美國1970年發(fā)電在天然氣消費中占比19%，2015年超過38%；英國在2015年發(fā)電占比達到36%，日本達到60%。可見，美國的用氣結構呈均衡型，歐洲國家以城市燃氣和發(fā)電為主，日本以發(fā)電為主。
在工業(yè)用能領域，歐美國家及日本等賦予了天然氣與電力相同的能源地位。美國的工業(yè)用能結構中天然氣占比超過30%，電力接近15%，而煤炭低于6%；英國的天然氣與電力占比達到51%，煤炭占比僅為5%；日本資源匱乏，但在工業(yè)領域也主要選擇以天然氣、電力和重油為主要能源，幾乎沒有燃煤。鼓勵天然氣在工業(yè)燃料領域中大規(guī)模“以氣代煤”，并通過法律法規(guī)強制約束，在歐美國家及日本的大氣污染治理過程中發(fā)揮了十分重要的作用。
在城市燃氣領域，發(fā)達國家的天然氣早已超過煤炭、人工煤氣、LPG等成為主導燃料。例如，美國、英國和日本的城鎮(zhèn)居民使用天然氣的氣化率均超過85%，中國目前為40%；就人均年用氣量而言，美國達到428立方米，英國為752立方米，日本為83立方米，中國目前僅為23立方米，差距明顯。
根據(jù)《BP 2035世界能源展望》，預計到2030年，全世界的天然氣消費量將達4.3萬億立方米，其中工業(yè)燃料和發(fā)電為天然氣的主要利用方向，消費占比將分別達到40.2%和38.5%；城市燃氣占比有所下降，而交通運輸占比略有上升，2030年二者消費占比分別為18.4%和3.0%[6]。
1.3 國外天然氣發(fā)展的啟示
1）通過擴大天然氣利用，世界典型國家實現(xiàn)了主體能源從煤炭向油氣的演變，能源結構演變過程中“煤降氣升”趨勢明顯。
2）在能源戰(zhàn)略結構調整過程中，通過制定一系列限制高污染燃料使用的環(huán)保政策，擴大了天然氣的利用規(guī)模。
3）在資源供應保障、燃機技術進步、環(huán)保要求高等多重因素促進下，天然氣發(fā)電成為天然氣利用的主要方向和電源燃料結構的重要組成部分，在天然氣利用結構中占有重要地位。
4）在工業(yè)用能結構中，天然氣和電力等清潔能源的占比高于50%，煤炭占比低于15%，推動工業(yè)用能清潔化利用的做法是提高天然氣在用能結構中的占比。
5）未來世界天然氣供應充足，天然氣將在能源消費結構中繼續(xù)扮演重要角色，其中發(fā)電和工業(yè)用能將是天然氣消費增長的主要方向。
2 中國天然氣的發(fā)展現(xiàn)狀及利用水平
2.1 中國的天然氣發(fā)展現(xiàn)狀
2004年，西氣東輸一線管道建成正式投入商業(yè)運營，標志著中國的天然氣市場進入了快速發(fā)展期。2005－2013年，天然氣的絕對消費量年均增長148億立方米，年均增速17.1%；2013－2015年，受國內(nèi)經(jīng)濟進入新常態(tài)、可替代能源價格低廉等因素影響，中國的天然氣市場處于快速發(fā)展期的波動階段，絕對消費量年均增長有所下滑。根據(jù)國家能源局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015年全國天然氣表觀消費量為1907億立方米，同比增長僅5.5%。
中國的天然氣消費結構主要集中在工業(yè)燃料和城市燃氣領域。2015年，工業(yè)燃料消費天然氣量738億立方米，占比38.2%；城市燃氣消費量628億立方米，占比32.5%；發(fā)電和化工消費量較少，分別為284億立方米和282億立方米，占比14.7%和14.6%。
天然氣消費區(qū)域已擴展至全國31個省市自治區(qū)，2015年全國337個地級及以上城市中有315個城市已不同程度地使用上天然氣，城市覆蓋率超過90%。其中，年消費量超過100億立方米的省市區(qū)有5個，分別為四川、新疆、江蘇、廣東和北京。隨著全國的長距離、大管徑高壓天然氣管網(wǎng)初具規(guī)模，天然氣的消費重心已從過去的西部地區(qū)，不斷向東部沿海地區(qū)轉移。四川、新疆、青海、陜西、內(nèi)蒙古、重慶的天然氣消費量在全國總量的占比，已從2006年的42.5%下降至2015年的29.4%；北京、江蘇、浙江、廣東、福建、山東、上海的天然氣消費量在全國總量中的占比，已從2006年的27.6%上升至2015年的36.8%。
中國的天然氣資源供應實現(xiàn)了“國產(chǎn)多元化、進口多渠道”的格局，保障能力逐年增強，有力地支撐了國內(nèi)天然氣市場的快速發(fā)展。近十年來，國產(chǎn)氣年均增量87億立方米，年均增速12.0%，2015年已達到1350億立方米；國外進口管道氣與LNG并舉，自2006年開始進口天然氣以來，年均增量67億立方米，年均增速59.9%，2015年已達614億立方米。2015年全國資源總供應量達到1964億立方米。
天然氣資源的有效供應離不開輸配管網(wǎng)等基礎設施的建設。截至2015年底，中國的天然氣基礎設施主體框架已基本形成，西氣東輸系統(tǒng)、陜京線系統(tǒng)、川氣東送等天然氣長輸管道里程已達到7.3萬千米，全國天然氣管道網(wǎng)初具規(guī)模；深圳大鵬、福建莆田、江蘇如東等沿海LNG接收站已投產(chǎn)12座，總接收能力達到4860萬噸/年，基本覆蓋沿海各?。?a target="_blank">大港儲氣庫群、華北儲氣庫群、江蘇金壇、新疆呼圖壁、重慶相國寺等地下儲氣庫已建成18座，形成有效工作氣量55億立方米，極大地提高了下游市場的安全保供水平。
2.2 中國的天然氣利用水平
2010年中國的經(jīng)濟總量超過日本，成為世界第二大經(jīng)濟體，但中國的能源消費結構中天然氣的占比仍遠低于世界典型國家，天然氣的利用規(guī)模與中國的經(jīng)濟發(fā)展水平不匹配。中國相繼發(fā)布了《天然氣利用政策》、《關于理順非居民天然氣價格的通知》、《天然氣基礎設施建設與運營管理辦法》等一系列天然氣產(chǎn)業(yè)政策，促進中國天然氣消費快速增加。從國內(nèi)分品種能源的消費增速來看，天然氣消費增速處于領先地位，年均增速達到16.0%，天然氣在能源消費總量中的占比從2005年的2.4%提高到2015年的5.9%，但天然氣消費占比遠低于世界平均水平24%。由于過去資源不足、基礎設施不完善等歷史原因，《天然氣利用政策》鼓勵優(yōu)先發(fā)展城市燃氣，允許發(fā)展工業(yè)燃料用戶，限制大規(guī)模天然氣發(fā)電，因此目前城市燃氣和工業(yè)燃料中用氣比重相對過大，而天然氣發(fā)電所占比重相對較小，2015年僅14.7%，與世界平均水平37.3%差距較大。
此外，從城鎮(zhèn)居民氣化率、人均用氣量、天然氣在工業(yè)燃料能源消費總量中的占比、氣電在全國總發(fā)電量的占比等具體用氣指標來看，中國與國外典型國家也存在相當差距?；?、化肥等附加值低的產(chǎn)業(yè)用氣比例較高，原因在于天然氣被產(chǎn)地周邊化工及化肥廠就近利用?？上驳氖?，中國交通運輸領域的天然氣利用走在世界前列，2015年已氣化公交車、出租車、重型卡車等420萬輛，氣化漁船、拖船、散貨船等60余艘，用氣量約200億立方米，消費占比11%，遠高于國外（見表3）。
2.3 中國天然氣市場發(fā)展存在的主要問題
1）國家相關政策對天然氣利用的定位不統(tǒng)一，鼓勵不到位，配套不完善。例如，《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》對天然氣發(fā)電項目的定位是“有序發(fā)展”：在天然氣來源可靠的東部經(jīng)濟發(fā)達城區(qū)，合理建設燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)調峰電站；在電價承受能力強、熱負荷需求大的中心城市，優(yōu)先發(fā)展大型燃氣聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)項目；積極推廣天然氣熱電冷聯(lián)供，支持利用煤層氣發(fā)電。而《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014－2020年）》對天然氣發(fā)電項目的定位為“適度發(fā)展”：在京津冀魯、長三角、珠三角等大氣污染重點防控區(qū)，有序發(fā)展天然氣調峰電站，結合熱負荷需求適度發(fā)展燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)?！洞髿馕廴痉乐涡袆佑媱潯穭t對天然氣發(fā)電項目“限制發(fā)展”：原則上不再新建天然氣發(fā)電項目，新增天然氣應優(yōu)先保障居民生活或用于替代燃煤，僅對天然氣分布式能源等高效利用項目鼓勵發(fā)展，天然氣調峰電站有序發(fā)展。
2）天然氣與替代能源掛鉤的新定價機制未能實現(xiàn)動態(tài)調整，不能及時反映天然氣市場價格與供需關系的變化。目前，中國的天然氣定價采用的是市場凈回值法，2014年以來國際油價迅速下降，由于天然氣價格未能實現(xiàn)動態(tài)調整，供應價格偏高。天然氣價格對應的布倫特原油價格約為55美元/桶，而燃料油、LPG等替代能源價格對應的原油價格僅為26～46美元/桶，導致市場對天然氣的需求放緩。以上海為例，天然氣與可替代能源終端價格的對比見圖1。
3）部分地區(qū)供氣中間環(huán)節(jié)多，終端用氣價格過高。以某省玻璃用戶為例，2016年用氣價格為2.84元/立方米，其中省門站價1.98元/立方米，省網(wǎng)管輸費0.25元/立方米，城市燃氣輸配費0.61元/立方米，省網(wǎng)管輸費和城市燃氣輸配費占終端用氣價格的30%。此外，中間環(huán)節(jié)過多使上下游聯(lián)動機制難以有效形成，上游價格的調整難以有效地傳導至終端用戶。
4）地下儲氣庫等調峰設施能力嚴重不足，天然氣供應的安全風險大，影響下游用戶的發(fā)展。隨著采暖負荷的逐年增長和煤改氣工程的實施，中國的天然氣峰谷差逐年走高，從2010年的1.36倍提高至2015年的1.72倍。由于地質條件不利、調峰責任不明等因素影響，中國的地下儲氣庫等調峰設施建設滯后，截至2015年底，儲氣庫形成的有效工作氣量只有55億立方米，僅占天然氣消費總量的3.0%。在冬季調峰能力不足的情況下，往往需壓減發(fā)電和工業(yè)燃料用戶的供氣量，嚴重影響了發(fā)電和工業(yè)用戶的用氣積極性[7]。
3 未來中國天然氣利用的戰(zhàn)略方向選擇
3.1 未來中國能源總量和結構預測
2016－2030年，隨著經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構的調整、能源利用技術的進步和企業(yè)管理水平的提高，中國的單位GDP能耗將不斷下降。根據(jù)中國能源研究會、國家發(fā)改委能源所和中國工程院等機構的預測，2030年中國的能源需求總量為53億～56億噸標準煤。本文選取中間值55億噸標準煤作為測算依據(jù)。
中國“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦決定了在一次能源消費結構中煤炭一直占據(jù)主導地位，但燃煤對環(huán)境造成極大破壞，導致中國很多城市霧霾天氣頻發(fā)，溫室氣體超標排放。治理大氣污染和降低CO2排放已經(jīng)成為刻不容緩的問題。2015年中國發(fā)布了《強化應對氣候變化行動——中國國家自主貢獻》，確定CO2排放量在2030年左右達到峰值并爭取盡早達峰；單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的CO2排放量比2005年下降60%～65%，非化石能源占一次能源的占比達到20%左右。國家發(fā)改委能源研究所在《2050年中國能源需求預測研究》等相關報告中提出2030年之前能源消耗CO2排放量將達到峰值110億噸。環(huán)境保護部環(huán)境規(guī)劃院和清華大學在研究報告中提出了具體的PM2.5改善目標：2030年全國地級以上城市PM2.5排放濃度達到國家空氣質量優(yōu)級標準35微克/立方米以下。
綜合考慮上述數(shù)據(jù)，結合中國能源研究會、環(huán)保部環(huán)境規(guī)劃的研究成果，經(jīng)測算2030年中國一次能源消費結構中煤炭占比必須降至49%以下才能達到CO2減排和大氣環(huán)境改善的目標。為保證《強化應對氣候變化行動——中國國家自主貢獻》中提出的2030年非化石能源占比達到20%的目標，在2030年石油達到峰值的前提下，為滿足全社會發(fā)展的能源需求，2030年天然氣占比需要達到14%，需求總量達到5800億立方米（見表4）。
3.2 未來中國天然氣的主要利用方向
在大氣環(huán)境和能源總量的約束條件下，2030年中國的煤炭消費占比降至49%，屆時煤炭需求總量為37.7億噸，同時必須提高煤炭的集中利用度水平和優(yōu)化利用效率[8]。中國的煤炭用途可大致分為以下四類：發(fā)電、化工、工業(yè)燃料與供熱、損耗及其他。中國的煤炭集中利用度太低，2014年發(fā)電消費量為18.5億噸，占煤炭消費總量的45%，而美國為93%、德國80%、韓國70%。未來中國將逐步提高發(fā)電用煤的比例，預計2030年提高到55%左右，煤炭消費量20.8億噸（見圖2）。未來化工用煤不會發(fā)生太大改變，2030年保持在7.5億噸左右。煤炭的精細化利用也將大大減少煤炭在開采、運輸、利用過程中的損耗，預測2030年損耗及其他用煤將由2014年的4.5億噸下降至2.1億噸。在控制煤炭消費總量37.7億噸的基礎上，剩余可用于工業(yè)燃料與供熱的煤炭量為7.4億噸，比2014年的10.9億噸下降3.5億噸，若全部以氣代煤，天然氣新增需求潛力為1884億立方米。
根據(jù)中國電力聯(lián)合會等機構的預測，中國全社會用電量峰值將在2030年左右，屆時用電量將達到9.0萬億千瓦時。大氣環(huán)境的治理和能源總量的控制離不開電源燃料的升級，2030年全國電煤用量20.8億噸，發(fā)電量預計為4.8萬億千瓦時，占全社會用電量的53%。水電、風電、太陽能等可再生能源發(fā)電屬于清潔電力，必須優(yōu)先保障利用，根據(jù)《中國非化石能源發(fā)展目標及其發(fā)展路徑》預測，2030年非化石能源裝機規(guī)模將達到10.8億千瓦，發(fā)電量3.4萬億千瓦時，占全社會用電量的38%。在煤電和非化石發(fā)電量確定的前提下，天然氣發(fā)電的剩余空間為0.8萬億千瓦時，占全社會用電量的9%，屆時天然氣發(fā)電裝機將達到2.6億千瓦，天然氣需求量1820億立方米。
通過對天然氣發(fā)展?jié)摿屠梅较蜓信校?ldquo;以氣代煤、天然氣發(fā)電”是中國未來天然氣消費增長的主要方向。此外，天然氣在“城市燃氣、交通、化工”等行業(yè)的利用也將保持一定的利用規(guī)模（見圖3）。
3.3 未來中國天然氣供應的資源保障
2015年中國的天然氣表觀消費量是1907億立方米，在能源消費結構中占比僅5.9%，經(jīng)過15年的發(fā)展，預計2030年天然氣消費規(guī)模為5800億立方米，相當于美國1965年的水平。中國的天然氣已經(jīng)形成國產(chǎn)多元化、進口多渠道的供應格局，2030年總供應能力將達6500億立方米，供應能力的增強和氣價的低位運行為天然氣的大規(guī)模發(fā)展提供了良好的基礎。
國產(chǎn)氣方面：國內(nèi)天然氣市場已經(jīng)實現(xiàn)了常規(guī)天然氣、非常規(guī)天然氣（頁巖氣、煤層氣）、煤制氣等多元供應格局，國產(chǎn)氣穩(wěn)步增長，供應能力逐步增強。根據(jù)國務院發(fā)展研究中心、中國工程院的研究成果，2030年國產(chǎn)氣生產(chǎn)能力有望達到4000億立方米，其中常規(guī)氣2500億立方米、頁巖氣500億立方米、煤層氣500億立方米、煤制氣500億立方米。
進口氣方面：IEA預測未來世界天然氣需求增速放緩，2020年世界天然氣需求量為3.93萬億立方米，年均增長僅2.0%，低于過去10年2.3%的增長速度。隨著非常規(guī)天然氣技術的突破，全球天然氣供應能力進一步增強，供需形勢整體寬松。根據(jù)IEA、EIA、高盛等多家機構預測，中國“十三五”期間，國際油氣價格將持續(xù)低位運行（原油50～70美元/桶、亞太地區(qū)LNG價格6～9美元/百萬英熱單位）。結合規(guī)劃建設LNG接收站規(guī)模和進口管道氣規(guī)劃，2030年中國進口氣將達2500億立方米，其中進口管道氣1500億立方米，進口LNG1000億立方米。
4 未來中國天然氣的五大利用領域
4.1 以氣代煤
以氣代煤符合國家制定的《天然氣利用政策》，《大氣污染防治行動計劃》和中國政府的碳排放相關承諾?！短烊粴饫谜摺吩试S“建材、機電、輕紡、石化、冶金等工業(yè)領域中環(huán)境效益和經(jīng)濟效益較好的以天然氣代煤項目”和“城鎮(zhèn)（尤其是特大、大型城市）中心城區(qū)的工業(yè)鍋爐燃料天然氣置換項目”；《大氣污染防治行動計劃》要求加快推進集中供熱、“煤改氣”和“以電代煤”工程；2015年中國在巴黎氣候大會承諾2030年左右中國碳排放達到峰值，并爭取盡早實現(xiàn)。
天然氣鍋爐和窯爐技術成熟，與燃煤相比熱效率可提高10%左右，產(chǎn)品成品率提高3%以上。同時單位投資、占地面積、操作定員、維修保養(yǎng)等方面天然氣同樣具有明顯的技術優(yōu)勢。與燃煤相比，在獲得相同熱值能量的條件下，天然氣可減排CO2約57%，減排SO2接近100%，減少顆粒物排放量60%以上。天然氣的價格競爭力低于煤炭。以江蘇為例，生產(chǎn)1噸蒸汽所需天然氣燃料費達到165.7元，而燃煤只需要58.6元，僅為天然氣的35%。
以氣代煤發(fā)展方向符合國家支持政策，同時在技術和環(huán)保方面天然氣也具有明顯優(yōu)勢，價格是制約以氣代煤發(fā)展的主要原因。但如果能夠有效執(zhí)行《大氣污染防治行動計劃》，嚴格控制煤炭總量；建立統(tǒng)一的碳稅交易市場，并適當提高碳稅征收標準；減少天然氣供應中間環(huán)節(jié)，降低終端用戶用氣價格等，將逐步縮小天然氣與煤炭之間的價格劣勢，未來以氣代煤將在燃煤鍋爐和窯爐改造方面空間廣闊。
根據(jù)《大氣污染防治行動計劃》，未來燃煤鍋爐改造的重點是，將淘汰10蒸噸/小時及以下的燃煤鍋爐，禁止新建20蒸噸/小時以下的燃煤鍋爐。目前全國燃煤鍋爐共計53萬臺左右，其中20蒸噸/小時以下的鍋爐45萬臺，規(guī)模95萬蒸噸。全國各省市已分別制定了各自的“煤改氣”改造計劃，預計到2030年燃煤鍋爐改造及新建燃氣鍋爐規(guī)模將達到50萬蒸噸，新增天然氣需求1100億立方米。
燃煤窯爐改造主要集中在玻璃、陶瓷、金屬冶煉、耐火材料以及裝備制造等行業(yè)。2014年全國各式窯爐共計10萬余座，主要集中在河北、湖北、廣東、山東、江西等地。由于天然氣具有清潔高效的特性，相比燃煤窯爐，不僅能夠降低污染物排放，而且能夠有效提高產(chǎn)品合格率，各地窯爐企業(yè)對煤改氣態(tài)度積極，預計到2030年玻璃行業(yè)產(chǎn)能改造及新建產(chǎn)能可達到3500萬噸，陶瓷生產(chǎn)線改造及新建2000條，新增天然氣需求預計可達到460億立方米。
2014年全國以氣代煤用氣量為391億立方米，到2030年預計將新增1560億立方米，總需求達到1951億立方米。
4.2 天然氣發(fā)電
天然氣發(fā)電符合國家《天然氣利用政策》和《大氣污染防治行動計劃》?！短烊粴饫谜摺穼⑻烊粴夥植际侥茉春腿細鉄犭娐?lián)產(chǎn)作為優(yōu)先類發(fā)展項目，燃氣調峰電廠作為允許類發(fā)展項目?！洞髿馕廴痉乐涡袆佑媱潯饭膭畎l(fā)展天然氣分布式能源，有序發(fā)展天然氣調峰電站。
天然氣發(fā)電技術成熟。燃氣調峰電廠相比燃煤純凝機組熱效率高10%以上，熱電聯(lián)產(chǎn)和分布式能源熱效率高20%以上[9]。無論是與普通燃煤機組相比還是與“超低排放”機組相比，燃氣電廠在排放方面均具有明顯優(yōu)勢，其中煙塵可減排14%～80%，SO2可減排100%，CO2可減排45%～62%（見表5）。由于中國燃氣機組的核心設備需要進口，并且整機檢修維護、改造升級、部件更換等均必須通過廠家服務協(xié)議模式管理，費用高昂，其中維護費用和折舊費高達燃氣發(fā)電總成本的7%，造成氣電成本與煤電成本相比高出0.307元/千瓦時，競爭能力被大幅削弱。
天然氣發(fā)電特別是熱電聯(lián)產(chǎn)、分布式能源符合國家天然氣利用政策，在技術和環(huán)保方面也具有明顯優(yōu)勢，但價格是制約天然氣發(fā)電發(fā)展的主要原因。如果國內(nèi)能夠嚴格控制煤炭消費，在京津冀魯、長三角、中南等大氣污染重點防控區(qū)淘汰30萬千瓦以下的小型燃煤機組和10蒸噸以下的燃煤鍋爐，支持建設天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)和分布式能源；在甘肅、內(nèi)蒙、東北等地為消納風電、光電、水電等可再生能源發(fā)電，支持配套建設天然氣調峰電廠；加快重型燃機的科研攻關并盡快實現(xiàn)國產(chǎn)化，降低設備投資和運維費用，則未來中國的天然氣在發(fā)電領域的利用潛力巨大。
按照大氣環(huán)境約束和能源總量控制的要求，為實現(xiàn)2030年燃氣發(fā)電在全國總發(fā)電量的占比達到9%，天然氣消費量5800億立方米的目標，天然氣發(fā)電裝機需要在目前0.66億千瓦的基礎上，新增1.94億千瓦，總規(guī)模達到2.6億千瓦，主要可通過以下三個途徑實現(xiàn)。
1）配套消納新能源，建設燃氣調峰電廠。通過積極推進天然氣發(fā)電與風力發(fā)電、太陽能發(fā)電和水力發(fā)電等可再生能源發(fā)電的融合發(fā)展，支持在風電、光電和水電基地配套建設燃氣調峰電廠，提升電網(wǎng)消納可再生能源發(fā)電量的能力，降低棄風、棄光、棄水率。在甘肅、內(nèi)蒙古、吉林、寧夏、云南、四川、廣西等風電、光電、水電集中區(qū)域，配套建設總裝機容量0.5億千瓦的天然氣調峰電廠。
2）新建天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)和分布式能源項目。在環(huán)渤海、長三角、東南沿海、中南等大氣污染重點防治地區(qū)的產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、工業(yè)園區(qū)、燃煤鍋爐改造達到一定市場規(guī)模的區(qū)域，支持發(fā)展帶穩(wěn)定熱負荷的熱電聯(lián)產(chǎn)項目，在采暖地區(qū)，適度發(fā)展帶采暖的熱電聯(lián)產(chǎn)項目。在具有穩(wěn)定冷熱電需求的產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、工業(yè)園區(qū)、商業(yè)中心和醫(yī)院等，推廣建設天然氣分布式能源站。到2030年新建熱電聯(lián)產(chǎn)和分布式能源機組裝機規(guī)模達到0.64億千瓦。
3）對小型燃煤機組進行燃氣改造。在燃煤機組“上大壓小”的基礎上，在環(huán)渤海、長三角、東南沿海以及中南等環(huán)境敏感地區(qū)，對30萬千瓦以下燃煤發(fā)電機組進行燃氣改造，包括建設燃氣調峰電廠、熱電聯(lián)產(chǎn)和基荷電廠。預計到2030年改造機組裝機規(guī)模達到0.8億千瓦，其中東部地區(qū)改造規(guī)模0.65億千瓦，中南地區(qū)改造規(guī)模0.15億千瓦。
4.3 交通
天然氣在交通領域的主要利用方向是城市公交、城際載客車、載貨車、內(nèi)河及沿海船舶等，主要替代的是汽油、柴油和燃料油等油品。目前，國家已出臺多個文件鼓勵發(fā)展天然氣車船。其中國務院《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014－2020年）》明確提出，“加快天然氣加氣站設施建設，以城市出租車、公交車為重點，積極有序發(fā)展液化天然氣汽車和壓縮天然氣汽車，穩(wěn)妥發(fā)展天然氣家庭轎車、城際客車、重型卡車等”。交通部《關于推進水運行業(yè)應用液化天然氣的指標意見》明確LNG在水運行業(yè)的發(fā)展路徑、目標、原則、任務和保障措施等。
從能源利用的全生命周期進行比較，天然氣汽車的能源綜合利用率為14.6%，高于汽柴油的綜合利用率（9.3%）。環(huán)保方面，天然氣優(yōu)勢明顯。與汽柴油相比，在獲得相同熱值的條件下，天然氣可減排CO2達20%，減排SO2接近100%，減少顆粒物排放接近100%。天然氣價格低于汽柴油20%～30%。因此，天然氣汽車的綜合成本比汽柴油車低3%左右，具備經(jīng)濟優(yōu)勢。
目前中國的天然氣汽車保有量為400萬輛左右，年用氣量185億立方米；氣化船舶60余艘，年用氣量14萬立方米。預計到2030年，中國的天然氣公交車、出租車50萬輛左右，總數(shù)達到城市公交車輛的75%，新增用氣需求62億立方米；改造及新增載客、載貨汽車70萬輛，總數(shù)占載客、載貨車輛的10%左右，新增用氣需求235億立方米；改造及新增私家轎車1000萬輛，其中原廠車占比超過50%，新增用氣需求80億立方米；在內(nèi)河及沿海改造及新增船舶8.6萬艘，新增用氣需求95億立方米。2030年中國的交通運輸行業(yè)天然氣總需求量為657億立方米。
4.4 城市燃氣
城市燃氣是天然氣利用優(yōu)先保障供應的利用方向，2015年中國城鎮(zhèn)居民氣化率為40%，氣化人口3.0億人。隨著“新型城鎮(zhèn)化”持續(xù)推進，配套設施逐步完善，城市燃氣將保持穩(wěn)定增長，預計到2030年城鎮(zhèn)居民氣化率達到70%，氣化人口7.2億人，總用氣量達到648億立方米。
4.5 化工及其他
化工不是天然氣未來利用的主要發(fā)展方向，世界化工用氣比例僅維持在5%左右，且主要集中在俄羅斯、中東等資源產(chǎn)地。中國的天然氣化工市場總體萎縮，其中化肥、甲醇等行業(yè)受煤價下降、氣價上漲等因素影響，部分企業(yè)已“氣轉煤”或停產(chǎn)封存；石油煉廠過去主要以市場價格較高的輕油、重油和石腦油制取氫氣，隨著管道天然氣的連通，以價格相對低廉的天然氣制氫經(jīng)濟性更好，煉廠積極性更高。預計到2030年化工用氣需求為233億立方米。
其他用氣行業(yè)主要集中在玻璃、陶瓷、金屬冶煉、管道加熱、油氣開采等高耗能行業(yè)以氣代油，預計2030年需求量為429億立方米。
5 加快中國天然氣利用的政策建議
5.1 提高天然氣能源戰(zhàn)略地位，明確能源規(guī)劃指標
在“十三五”及未來的能源發(fā)展規(guī)劃中，應將大力發(fā)展天然氣作為主要基調之一，同時明確能源消費主要指標。例如，明確到2030年能源消費總量控制在55億噸標準煤，煤炭占比下降到49%，天然氣在能源中的占比提高到14%，天然氣發(fā)電占總發(fā)電量的9%；在天然氣發(fā)展專項規(guī)劃中，明確到2030年天然氣發(fā)電裝機2.6億千瓦，占總裝機規(guī)模的10%；在以氣代煤領域，天然氣占工業(yè)用能總量的20%；在交通領域，城市公交燃料中天然氣占比達到75%；在城市燃氣領域，城鎮(zhèn)居民氣化率70%以上。
5.2 嚴格遵守《大氣污染防治法》，全面落實《大氣污染防治行動計劃》
1）擴大禁煤區(qū)范圍。在2017年前在東部發(fā)達地區(qū)省會城市及計劃單列市的中心城區(qū)設立“禁煤區(qū)”；到2020年省會城市中心城區(qū)、東部發(fā)達地區(qū)地級及以上城市建成區(qū)設立“禁煤區(qū)”，并逐漸向近效區(qū)擴展；到2030年，全國鋼鐵、建材等行業(yè)全面實施燃料升級和清潔化。在以氣代煤利用方向，以2030年天然氣在工業(yè)燃料中占比20%為目標，通過政策引導等手段，建議嚴格實施煤炭總量控制和“禁煤區(qū)”政策，按照《大氣污染防治行動計劃》逐級落實，并將各省市煤炭消費減量替代和工業(yè)燃料升級納入考核體系，并賦予天然氣利用與以電代煤相同的考核地位。
2）落實碳稅政策。在全國建立統(tǒng)一的碳稅交易市場，提高碳稅征收標準。加快碳排放和碳稅政策立法工作，在工業(yè)燃料和發(fā)電領域中對燃煤、燃油及天然氣采取同一標準安排碳排放配額，盡快建立全國統(tǒng)一的碳排放交易市場，發(fā)布實施碳稅征收標準。碳稅政策的出臺可提高高碳燃料的使用成本，從而縮短天然氣與煤炭的價格劣勢。
3）控制污染物排放。在環(huán)境敏感的環(huán)渤海、長三角、珠三角等地區(qū)制訂特別排放標準；將現(xiàn)行的《珠三角、長三角、環(huán)渤海（京津冀）水域船舶排放控制區(qū)實施方案》中排放控制區(qū)范圍擴大至長江、珠江、京杭運河等內(nèi)河流域和所有沿海地區(qū)。建議該方案提升至法律法規(guī)層面，由國家出臺重點地區(qū)水域控制區(qū)船舶排放管理規(guī)定或立法。
5.3 積極推進天然氣發(fā)電方向的應用
1）支持天然氣調峰電站建設。積極推進天然氣發(fā)電與風力、太陽能和水力發(fā)電等可再生能源發(fā)電的融合發(fā)展，支持風電、光電項目配套建設燃氣調峰電廠，提升電源輸出的穩(wěn)定性，降低棄風、棄光率；鼓勵在環(huán)渤海、長三角和珠三角等用電負荷中心地區(qū)發(fā)展調峰電廠；鼓勵30萬千瓦以下燃煤機組淘汰中由天然氣調峰電廠替代。
2）支持熱電聯(lián)產(chǎn)電站建設。在京津冀魯、長三角、中南等大氣污染重點防控區(qū)支持發(fā)展具有穩(wěn)定熱負荷的天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目，適度發(fā)展帶居民采暖的熱電聯(lián)產(chǎn)項目。
3）鼓勵分布式能源電站建設。在具有穩(wěn)定冷、熱、電需求的大中城市的大型商業(yè)區(qū)及新型產(chǎn)業(yè)區(qū)加快發(fā)展天然氣分布式能源。
5.4 加強財稅政策支持，降低終端用戶用氣成本
建議國家盡快出臺以氣代煤和天然氣發(fā)電相關財稅支持政策，向天然氣發(fā)電、以氣代煤用戶提供低息貸款，燃料改造節(jié)約的土地收益返還企業(yè)，加大財政補貼和地方財政支持力度，并保障補貼到位。此外，要向天然氣利用設備裝備國產(chǎn)化提供財政支持，加快燃氣輪機、車用第五代高壓直噴發(fā)動機、大型LNG船用單燃料發(fā)動機等科技攻關，盡快實現(xiàn)設備裝備的國產(chǎn)化，降低企業(yè)投資和運維的成本。
在天然氣價格方面，樹立天然氣用戶的市場主體地位，尊重用戶自主選擇供氣路徑的權利。建議在長輸管道附近建設的燃氣電廠和工業(yè)大用戶推行直供模式；在遠離長輸管道的燃氣電廠和工業(yè)大用戶利用現(xiàn)有管網(wǎng)，由上游企業(yè)直銷，區(qū)域管道企業(yè)只經(jīng)營管輸業(yè)務，并由政府價格部門按照國家統(tǒng)一制定的標準核定管輸費。
陜公網(wǎng)安備 61019102000282號 能源監(jiān)管熱線：12398
