2021年全球与中国天然气产业现状
全国碳市场构建对传统油气和石化产业的挑战及应对
12 摘 要：面对全球碳市场结构性变局压力，我国碳达峰、碳中和目标下顶层规划的快速推进，我国碳市场构建步伐不断加快。油气和石化产业是传统高耗能、高排放产业，“十四五”期间将加快融入全国碳市场，迎来产业发展的命运关口。一方面是贯彻落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略、保障国家能源安全和重要化工原材料供给的政治责任；另一方面是锚定碳达峰、碳中和“30·60”战略目标、加快节能减排低碳发展的现实压力，传统油气和石化产业亟需加快转型发展、低碳发展、高质量发展，采取更加积极有效的措施应对大变局时代的到来。关键词：碳市场 碳税 油气和石化产业 低碳转型
收稿日期：2021–07–26。作者简介：皮艳军，高级经济师，湖南大学电气工程学院电子信息工程专业毕业，现任中国石油化工集团有限公司综合管理部办公室（督查室、保密室、冬奥办）主任，长期从事政策研究、督查督办、综合协调等工作，对石油石化行业发展、国有企业内部管理有一定的研究和理解。
2021年7月16日，全国碳市场在上海环境能源交易所鸣锣开市。经过多年的酝酿筹备，碳市场正式从区域试点走向全国统一，真正进入配额现货交易阶段。首批2 200多家电力企业正式启动交易后，全国碳市场覆盖排放量已经超过40亿吨，即刻成为全球覆盖温室气体排放量规模最大的碳市场。“十四五”期间，包括石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力和民航在内的8个高耗能行业将逐步纳入碳市场，覆盖排放量预计将达80亿吨，占全国碳排放量的70%~80%；按业界预测，到2030年，我国碳交易总额将突破1 000亿元。中国碳排放量世界第一，在全球碳排放总量占比约28%。作为世界第二大经济体、第一大工业国和第一大货物贸易国，中国的碳市场体系构建不仅关乎我国碳达峰碳中和“30·60”战略目标的实现，而且直接牵引全球气候变化议程，展现了我国积极担当国际责任、推进全球绿色发展的坚定立场和战略决心。油气和石化产业是传统的高耗能、高排放产业，“十四五”期间将加快融入
国内天然气管道掺氢技术分析与发展
国内天然气管道掺氢技术分析与发展摘要：氢能是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介。
作为清洁燃料，是实现交通运输、传统工业和建筑等领域大规模深度脱碳的终极能源。
氢可广泛用于发热和发电等领域，使用过程具有“零碳排放”的优势。
氢气的储存和运输成本过高仍然是行业的痛点，因此将氢气掺入天然气中将是解决大规模、长距离氢气输送的一个良好的方法。
目前世界许多国家已经逐步开展天然气管网掺氢项目。
关键词：天然气管道掺氢技术；二氧化碳排放；燃料电池；加氢站引言天然气和氢气在物理性质上具有一定的相似性，其压缩、储存、管输、燃烧等基础设施对氢气均有共性，这为开展天然气掺氢输送奠定了良好的基础，氢气按一定比例注入天然气管网，掺氢天然气可直接输送给工厂、居民和商业用户使用，或者经过分离提纯后供应至工厂、加氢站等。
1天然气掺氢技术现状（1）管道设施对氢气的适应性分析输气管道及配套基础设施对氢气的适应性是决定能否掺氢和掺氢比例的重要因素。
受气体性质差异、管道材质特性、掺氢比和外部环境等影响，氢气掺入天然气管道后容易产生氢脆、渗透和泄漏等风险。
管道钢级越高越容易受氢气影响，管道钢X80、X70比X60更易发生氢致开裂。
氢气压力、纯度、环境温度、管道强度水平、变形速率、微观组织等因素均会影响氢气对管道的损伤程度，低强度钢，更适合加氢天然气的输送。
掺氢浓度越高，管道越容易发生严重断裂；管输压力越高，管道越容易在缺陷处发生氢致裂纹扩展；管道钢等级越高、服役年限越长，氢脆敏感性越大，承受氢气掺混量越小。
现在管道掺氢的相容性研究主要集中在天然气长输管道。
国内天然气主干管道的末端一般为城市天然气门站，门站后的天然气管网即为城市天然气管网，城市管网的天然气输气压力一般低于4MPa，由于掺氢体积比较低(≤10%)，氢气的分压也低(＜1MPa)，在此压力下基本不会产生氢脆等问题，但天然气掺氢对管道的实际影响有待进一步的验证。
中国自海合会国家进口天然气的现状与前景
资 源丰 富外 ，还 有 巨大的天 然气 蕴藏 ，且近几 气 储 量 为 １ ７４ ２ ８ ．９ 万亿 立方 米 ，其 中海合 会 国
年天然气产业发展迅速 。中国已开展 自卡塔 家拥有 约４ 万亿立 方米 ，占全球 天然气 储量 的 ３
尔 、阿联 酋 、阿曼 的天然气 进 口 ，与 沙特 、科 ２ ． ％ （ ２６ ５ 见表 １ ）。卡塔尔 、沙特 、阿联酋 的天 威特 等 国家在天 然气 贸易领 域的合 作前 景取决 然气储量分列世界第三 、第五位和 第六位 ｌ ｌ ｌ 。
领 域 的合 作 。
关键词
海湾合作委 员会 （ ＣＣ） 中国 天然气 Ｇ
液化天然气 （ ＮＧ） 进 口 Ｌ
作为 一种 清洁 能源 ，天然 气越来 越 广泛地 塔 尔 、科 威特 、巴林 六 国 ，拥有 全球最 为 富集
应用在生产和生活领域。海合会国家除了石油 的石油和 天然 气资源 。２ ０年 全球 已探 明天 然 ０９
合计
１ ８ ４ ． ５ ．４ ７ ２６ ５
数据来 源： Ｐ 。 Ｅ Ｓ
２ １ ．ｏ 。 １１
国际石油经 济 ． ６７
天然气与Ｌ Ｇ Ｎ Ｔ Ｒ ｌ Ａ ＆Ｌ Ｇ Ｎ Ａ Ｕ Ａ Ｓ Ｎ Ｇ
国内消费 ，应 用领域有 发 电 、海水 淡化 、石化 量 减少伴生气 的燃烧 。科 威特计 划到２ ｌ年将 ０５ 生产 、民用等 。天然气 是Ｇ Ｃ国 内仅 次于石油 天然气产量提高至１亿立方 英尺／ ［ Ｃ ０ １７ ３１ 。 的第二大 消费能 源 ，在ＧＣ 国 家能源消 费结构 Ｃ
潜 力。
天然气储量在全球 占有 领先地位 ，使得ＧＣ 国家 Ｃ 人均天然气拥有量高出全球平均值约２倍。 ０
天然气产业的发展历程与趋势
天然气产业的发展历程与趋势近年来，随着社会和经济的持续发展，天然气产业在全球范围内得到了广泛的发展和应用。
作为一种重要的能源来源，天然气因其环保和高效的特点，被越来越多的人所关注。
本文将介绍天然气产业的发展历程与趋势。
一、天然气产业的发展历程1、天然气的发现与利用天然气作为一种化石燃料，在地球形成的过程中逐渐形成，而其实用价值一开始并没有被人们所重视。
直到19世纪中叶，人们才开始了解天然气的存在，并尝试将其用于照明和取暖。
1866年，加拿大发现了第一口工业用途的天然气井，一个世纪以后，天然气逐渐成为全球的一种重要能源。
2、天然气产业的兴起经过一系列的技术创新和探索，天然气的开采、储运、加工和利用技术逐渐得到完善和提高，相应的产业链也逐渐形成。
在上世纪八十年代，天然气产业进入高速快车道，成为全球范围内的一种重要的能源来源，产业规模逐年扩大。
3、全球开采和储量的变化根据国际能源机构（IEA）的统计，2019年全球天然气的开采量为3,918亿立方米，其中占比最大的产区为北美和欧洲。
此外，根据IEA的预测，全球天然气储量趋势较为稳定，预计未来30年将保持大致平稳。
二、天然气产业的发展趋势1、环保和清洁能源的革新随着环保和清洁能源的发展，天然气作为一种清洁能源被更多的人所认可。
在未来，天然气将逐渐取代传统的化石燃料，成为一种更为环保和高效的能源。
2、技术不断提高随着技术的不断提高和革新，天然气的开采、储运、加工和利用技术将逐渐得到完善和提高，更加高效和环保的生产模式将逐步形成。
3、全球市场的竞争格局随着天然气产量的不断增长，天然气的全球供应市场也在悄然变化。
目前，全球的天然气市场主要由俄罗斯、伊朗、美国、中国和卡塔尔等国家主导，未来随着国际竞争格局的不断变化，天然气产业的发展也将面临新的挑战和机遇。
4、管道与液化天然气的竞争随着液化天然气（LNG）技术的不断提高和发展，液化天然气的使用也逐渐得到广泛推广、应用。
我国温室气体来源与减排举措及效果分析(2021年)
目录我国温室气体来源与减排举措1、减排重点和节奏2、政策要求和发展规划3、从能源系统整体看减排框架我国温室气体来源与减排举措1、减排重点和节奏1.1 总体减排节奏预计我国减排分为三个阶段，2020-2030 年属于峰值平台期，2030-2035 年逐步减排，2035 年之后加速减排。
基于清华气候院对于我国不同情境下CO排放路径的研究，2030 年前碳达峰目标对应于研究中所设强化政2策情景，2060 年碳中和目标位于2°C 情景和1.5°C 目标情景之间。
当前由于能源和经济体系惯性，难以迅速实现2°C和1.5°C 情景的减排路径。
预计2030 年前碳达峰后，再加速向2060 年碳中和目标逼近。
基于前文所述2°C 和1.5°C 情景分别对应于全球2070 年、2050 年左右碳中和，则2060 年碳中和路径将位于2°C 路径和1.5°C 路径之间。
•政策情景：CO2 排放2030 年左右达峰，2050 年下降到约90 亿tCO2；•强化政策情景：2030 年前达峰，2050 年下降到约62 亿tCO2；•2°C 情景：2025 年左右达峰，2050 年下降到约29 亿tCO2，再加上CCS 和森林碳汇，净排放约20 亿吨，人均排放约1.5t；• 1.5°C 情景：2025 年前达峰，2050 年下降到约12 亿tCO2，再加上CCS 和森林碳汇，基本实现CO2 零排放。
图28：我国中长期CO2 减排路径1.2 分部门减排重点和达峰节奏2020 年我国CO2 排放占温室气体总排放量的82.3%，能源相关CO2 排放占72.7%。
据清华大学气候院测算，2020 年我国温室气体排放总量约137.9 亿tCO2e，考虑农林业增汇，净排放量约130.7 亿tCO2e。
其中，CO2 排放由能源相关CO2 排放和工业过程CO2 排放构成，总量为113.5 亿t，占温室气体排放总量的82.3%；能源相关CO 2 排放为 100.3 亿t ，占温室气体排放总量的 72.7%。
天然气水合物试开采现状及理论技术发展趋势-2022
天然气水合物试开采现状及理论技术发展趋势一、全球天然气水合物试开采现状分析天然气水合物（Natural Gas Hydrate，NGH）是水和甲烷气体形成的非化学计量性笼状晶体物质。
它的形成不仅需要时间和空间，还需要气源、水以及低温和高压的条件，因而主要在冻土层以下和海底陆坡生成。
其在自然界中大量存在且分布广泛，已在全球的79个国家超过230个区域发现天然气水合物。
就水合物的研究历程而言，主要可以划分为４个阶段：第一阶段是始于19世纪初的实验室合成研究阶段；第二阶段是始于20世纪30年代的管道及相关设备防堵研究阶段；第三阶段是始于20世纪60年代的自然界中水合物赋存证实阶段；第四阶段是始于20世纪90年代的资源勘查与试采阶段。
目前国际上先后在俄罗斯麦索雅哈、加拿大马更些三角洲、中国祁连山、美国阿拉斯加北坡冻土区和日本南海海槽、中国南海神狐海域进行过开采试验。
全球主要天然气水合物钻探与试采活动分布示意图2020年，中国南海海域进行了第2次试采，使用包括水平井+降压法等在内的一系列先进技术。
此次试采创造了产气总量86.14×104 m3、日均产气量2.87×104 m3两项世界纪录，实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大跨越。
二、中国天然气水合物开采现状分析（一）中国天然气水合物发现地目前，中国已在南海、东海以及青藏高原冻土区成功钻获天然气水合物实物样品5处，发现地质、地球物理、地球化学等赋存标志7处，并在其他地区发现一系列天然气水合物异常标志。
中国已发现天然气水合物产地情况（二）中国天然气水合物资源量天然气水合物资源量是指地层（沉积物）中所蕴藏的天然气水合物资源总量，不管发现与否以及能否被开发利用。
依据工作程度可将资源量分成已发现资源量和待发现资源量两部分，并可进一步细分成潜在资源量、理论资源量、推测资源量、推定资源量、可采资源量和探明资源量等。
储量则指经过合理评价得出的有经济开发价值的天然气水合物量，依地质工作程度可细分成推测储量、推定储量、可采储量和探明储量等。
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2021年全球与中国天然气产业现状
一、天然气产业发展概况
1、定义及优点
广义上，天然气是指埋在地层中自然形成的所有气体，包括气田气、油田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等。
狭义上，天然气指的是贮藏在地层较深区域的一种富含碳氢化合物的可燃气体。
其主要优点如下：
2、发展阶段
从海外成熟市场天然气发展历程看，各国天然气市场主要可以分为启动期、发展期和成熟期三个阶段。
二、天然气产业链
1、产业链示意图
天然气的产业链大致可以分为上游产气、中游输气、下游消费三部分。
上游：我国天然气的来源有三个，一是三桶油为主勘探开发的国产天然气，二是来源于中亚、缅甸等的进口管道气（陆气），三是通过LNG船舶运输的进口LNG（海气）；中游环节为仓储运输，运输方式主要通过管网、槽车和LNG运输船；下游部分为应用，运输
后的天然气一方面可出售给全国性或地方性燃气公司，然后再用作居民燃气等，另一方面也可以直接出售给企业或者电厂。
2、消费结构
从消费构成看，2021年，中国城市燃气用气量占到天然气消费总量的38%，是我国天然气消费的主要领域；其次是工业用气，消费占比达到36%；发电用气和化工用气领域的消费分别占比18%、8%。
三、天然气产业发展政策
政策加码推动天然气加速发展，产业体系不断优化。
国家近年来出台多项天然气相关政策，从利用类型、替代改造、发展规划、勘探开发、基础建设、运营体系、价格机制等多个层面推动天然气加速发展。
2022年2月10日，国家发改委及能源局印发《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》，提出建立健全多层次的天然气储气调峰和应急体系，从而优化其产业结构。
四、全球天然气产业发展现状
1、产量结构
全球天然气产量分布较为集中。
2021年美国天然气产量位居全球第一，占比达23.1%，俄罗斯、伊朗、中国、卡塔尔和加拿大紧随其后，分别占比17.4%、6.4%、5.2%、4.4%和4.3%。
2、消费结构
从各地区的消费量来看，2021年北美洲天然气消费量最大，占全球总消费量的比例为25.6%，亚太地区、独立联合体国家及中东地区消费量分别占全球总消费量比例的22.7%、15.1%、14.3%。
3、进出口结构
亚太地区是全球天然气进口量最大的地区，2021年的进口量占比达42.1%；其次是欧洲，进口量占比33.4%；再试北美洲，进口量占比为15.9%；其他地区的进口量占比均不足5%。
出口方面，2021年全球天然气出口地区前三位的是以俄罗斯为主的独立联合体国家、北美洲和亚太地区，分别占全球总出口量的31.1%、25%和18.1%。
4、发电能源结构
在电力行业中，煤炭、石油和天然气等能源均可作为燃料发电，目前煤炭仍然是全世界使用比例最大的发电燃料，而天然气已成为使用量第二的燃料，2021年的占比约23%，需求量较大。
5、定价模式
当今全球天然气定价模式可分为8类。
当今全球天然气定价模式可分为8类，其中OPE、GOG、BIM、NET可以广义的描述为“市场”定价；RCS、RSP、RBC、NP可以广义的描述为“受监管”定价。
目前，主流的定价模式为OPE模式和GOG模式。
其中OPE模式通过基准价
格和变化条款与竞争性燃料挂钩来决定交易价格，通常挂钩原油、柴油或燃料油。
在某些情况下，可挂钩煤价、电价。
而GOG模式更多是由天然气自身供需决定。
据统计，GOG是全球天然气交易中占比最大的定价模式，2020年占全球天然气消费量的比重为49.3%。
GOG模式下天然气价格是由供需相互作用决定的，通过不同地区的天然气与天然气的竞争，并在不同时期（日、月、年或其他时期）进行交易。
五、中国天然气产业发展现状
1、产量
供给方面，我国天然气产量保持上行态势，2021年产量达2075.8亿立方米，同比增长7.8%，2012-2021年期间年均复合增速为7.3%。
2、产量地区分布
我国天然气的生产主要分布在四川、新疆、陕西和内蒙古等地。
2021年四川省是我国天然气产量最丰富的地区，总产量为522.2亿立方米。
四川盆地拥有包括页岩气在内的丰富的天然气资源，是我国天然气的重要产地。
新疆和陕西天然气的产量紧随其后，分别为387.6亿立方米和294.1亿立方米。
3、供应结构
从我国天然气供应结构来看，2021年国产气占比55.07%，我国天然气进口包括进口LNG和进口管道气，进口LNG和进口PNG分别占比29.21%和15.72%。
4、消费地区分布
2021年，我国天然气消费规模排名前五的地区为广东、江苏、四川、山东和河北，天然气消费量分别为364、314、268、237和228亿立方米。
5、进口情况
作为全球最大能源消费国，我国能源存在一定进口依赖。
我国天然气进口数量逐年攀升，2021年达12136万吨，同比增长19.4%；进口额达到558.1亿美元，同比增长66.8%。
6、气田
我国天然气气田丰富，主要集中在中西部，包括渤海湾、松辽、准噶尔等在内的10大盆地。
其中，新疆塔里木盆地和四川盆地资源最为丰富，占总储气量的40%以上。
目前，安岳气田是我国最大的气田，储量规模大、含气面积大、气井产量高，投产气井日产可达60万立方米。
我国气田包括页岩气气田、超深超高压裂缝性致密砂岩气藏等多种类型，资源丰富，天然气供给端坚挺。
六、天然气产业面临的挑战
资源总量不足、对外依存度大。
一方面体现在自产资源还较为有限，现有资源远不能满足发展需要；另一方面还体现在增量资源主要依赖采购现货LNG，抗风险能力弱。
短期落实大量优质资源难度大。
国内大型油气公司现存LNG长期合约与总体需求仍有差距，亟需尽快落实低成本资源，确保能源供应。
同时大型油气公司LNG长期合约挂钩油价系数低，且价格较高。
在现货价格水平低时，背负高价长期合约的企业会因价格倒挂带来严重亏损。
储运设施仍需加强。
主要是考虑到“双碳”目标及能源结构发展方向，当前LNG 接收站接收能力要满足不断增长的LNG 进口需求仍显不足。