經營管理天然氣工業(yè)004年4月天然氣時代何時到來錢凱李本亮中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院)錢凱等.天然氣時代何時到來天然氣工業(yè)2004244)118-120摘要文章從人類能源利用向低碳化發(fā)展的歷史規(guī)律出發(fā)總結出能源利用大體可以分為6個時代薪炭時代、煤炭時代、石油時代、油氣共榮時代由作者提出)天然氣時代、無碳時代。并從油、氣在能源結構中的地位、天然氣市場發(fā)育程度、天然氣運輸與利用條件和天然氣工業(yè)的發(fā)展前景等方面論證了油氣共榮時代的存在。重點討論了全球天然氣時代大約在21世紀40~50年代到來該時期天然氣供給可達(5000-6100)×10°t油當量接近或超過石油的供應量。結合中國的國情、資源現狀和天然氣市場條件進行分析,認為中國追求全國能源天然氣化的目標較難實現也不太適宜而中國大中型城市實現能源天然氣化的目標是可能的從中國和美國的人數、GDP的類比以及從中國達到中等發(fā)達國家水平的能源需求兩個方面預測中國大中型城市天然氣化時代的到來時間在2070年左右滯后于世界天然氣時代。主題詞全世界中國天然氣時代從上個世紀末開始就流行一種說法21世紀將每百萬焦耳熱量釋放出的CO,的克數作為單位是天然氣世紀更有人具體指出天然氣時代可以在克,/百萬焦耳)逐年降低可以證眼圖1a、b)這2015年前后到來這著實令人震驚。對這個問題的個演化又是通過能源物質的不斷更替實現的圖1c、認識是制定能源政策的重要依據同時也將會在某d、c、f)種程度上影響天然氣地質學的發(fā)展,對該問題認識木材;110克。o/百萬癌耳的正確與否將對國民經濟產生廣泛深遠的影響。e/佰百萬焦耳石油,73克0百萬焦耳天然氣:56克。/百萬焦耳能源低碳化是必然趨勢從歷史、現狀及發(fā)展前景看人類能源利用大體可以分為6個時代薪炭時代、煤炭時代、石油時代、矢然二油氣共榮時代、天然氣時代、無碳時代。其中油氣共榮時代是筆者新近依據客觀需要及其在人類歷史上185019001950200020502121502200的重要性提出來的。從總趨勢看在這6個時代中,天然氣的地位從無到有從低到高再到無。天然氣圖1世界能源消費結構的非碳化趨勢與物質更替地質學的興起和作用也將遵從這一規(guī)律在22世紀據章兆淇教授2001年資料改編)晩期無碳時代到來時,天然氣地質學也將逐步退出美國能源消耗結構非碳化演變趨勢(克,/百萬焦耳)世界能歷史舞臺——現在正處于上升發(fā)展期。源消耗結構非碳化演變趨克。2/百萬焦耳)c世界木材在能源消耗中比倣%);d.世界煤炭在能源消耗中比傚%)世界石油從薪炭時代到今天的石油時代人類能源利用在能源消耗中比例%);江世界天然氣在能源消耗中比例%的歷史證明了一條重要規(guī)律:世界能源結構總趨勢向低碳化進展并向無碳化演變(如圖1)18世紀薪炭時代19世紀以前圖1c、d顯示為1888年中葉以來全球能源消費結構一直向低碳化方向發(fā)以前〕木材在世界能源結構中占主導地位,世界能展表現了明顯的非碳化趨勢,1850年~1998年世源平中國煤化工百萬焦耳。界和美國消費的能源當中碳的平均含量(以燃燒時CNMHG至20世紀60年代末作者簡介:錢凱1937年生』962年畢業(yè)于南京大學地質系教授級高級工程師莊要從事油氣地質、油氣資源評價及油氣戰(zhàn)略研究發(fā)表論文百余篇出版專著10余部。地址(065007)河北省廊坊市44信箱。電話(010)9213408。新藻!C8II第24卷第4期天然氣工業(yè)經營管理煤炭在能源結構中的比例逐漸升高而后降低,但—到來還需要穩(wěn)定的國際政治環(huán)境并妥善解決產氣直占主導地位,世界能源平均含碳量由97.9克國和消費國的利益分配形成廣泛的國際合作。洲百萬焦耳降至75克。/百萬焦耳。際天然氣管道的建設和運作,以及全球天然氣市場石油時代:968年石油在一次能源消費中的比的形成都具有風險性,需要政治家和決策者的遠例達到40%隨之超過煤炭而成為主要能源能源消見、勇氣和智慧。但不管怎樣這個總趨勢是不會變費結構中平均含碳量由1970年的75克/百萬焦的耳降至1998年的67.1克/百萬焦耳°。全球天然氣時代何時到來氣共榮時代石油時代中我們建議分出個油氣共榮時代,從20世紀末就流行一種說法21人類能源利用的歷史性規(guī)律為預測天然氣時代世紀將是天然氣的世紀對比圖1、表1可以發(fā)現這的到來提供了有力的科學依據。根據這一規(guī)律預測個說法不是很確切的。我們認為目前仍然是石油時全球天然氣時代將在本世紀40-50年代到來如圖代從全球看有可能在本世紀20~30年代進入油1所示推測將在本世紀40年代初期(2043年)到氣共榮時代。依據有四條來。世界一次性能源供需預測也為這個認識提供了(1)目前石油仍占主導地位。從圖1看出石油旁證(表1)據表1到2050年世界天然氣供給可在一次性消耗的能源結構中約占40%而天然氣只達(50006100×10°油當量基本接近或超過石占23%左右煤炭所占的比例在25%左右木材的油的供應量(5400~5800×10°t比例更低,占3%左右所以主要還是以消耗石油為主其次為天然氣和煤炭表1世界一次性能源供應需求預測10°t油當量)(2)20世紀六、七十年代,世界大氣田相繼發(fā)和CO2排放10°t碳)現天然氣儲量、產量快速增長產氣國政府開始對年份1991200天然氣的價格和使用范圍放寬控制天然氣生產者能源需求80458570-9300900-1160:800-100向周邊發(fā)達國家出囗天然氣形成區(qū)域天然氣消費油3890303803901540-580市場。但這些消費市場相對獨立天然氣只是區(qū)域能煤82200~26002700~32004000~5000性的能源商品。世界天然氣的貿易規(guī)模比石油小很氣15961:80-00005050600電、核能等10061100-12001300~15603700~4100多貿易量還達不到天然氣產量的20%。貿易雙方各40~38按項目簽定天然氣買賣合同除北美外在世界其他能22-2地區(qū)天然氣不是作為一般的商品經營而是作為項氣%)2022-2121-22目進行經營因此帶有很強的地區(qū)特點也就是說目額k電核能等121313-14前天然氣尚不能與石油并駕齊驅。CO2排放(10°t碳)6.57.1-7.78.0~11.013.0-15.0(3)今后20~30年全球有可能為天然氣發(fā)展投入1萬億美元巨額資金,包括建設(50~70)×注據第十五屆世界石油大會資料改編(1997)10+km的輸氣管道和200×10km的配氣管網。使具體說來,世界各國情況有很大不同。一些天洲際天然氣管道、航道和其他非管輸天然氣途徑形然氣資源豐富或經濟較發(fā)達的國家如俄羅斯、荷成網絡有能力輸送大量商品天然氣除儲量約占世界1/3以上的俄羅斯天然氣北、中、南美洲天然氣蘭目前就已進入天然氣時代在能源結構中天然氣繼續(xù)開發(fā)利用外,也使占世界40%以上的中東和中分別占50%、47%(1995年統(tǒng)計數字)有一定資源亞地區(qū)的天然氣儲量得到廣泛開發(fā)利用從而滿足親件的國家如美國正向天然氣時代靠近天然氣世界各地區(qū)的天然氣消費需求。也就是說從21世在能源結構中占28%而一些缺乏資源的國家雖然紀二三十年代起將進入油氣共榮期。經濟發(fā)達富足但仍離天然氣時代很遠如日、韓天(4)事實上天然氣在世界能源低碳化進程中已然氣中國煤化工.5%、11%。中國屬于經起到了重要作用。198年世界能源平均含碳量已有CNMH原體中煤占70%石油降到67.1克/百萬焦耳當然油氣共榮時代能否占26%天然氣只占3%。①天然氣在能源結構中的地位”中國國際工程咨詢公司研究所』997年。119經營管理天然氣工業(yè)004年4月中國天然氣時代到來時間相對滯后中國農村人口約占70%居住較為分散環(huán)境容納空間較大環(huán)境自然凈化能力較強因此不必追求筆者預測中國天然氣時代的到來有兩種目標、天然氣化。而急需提高天然氣在能源結構中比例的兩種途徑城市人口只占30%,其中大中型城市人口比例在1.中國天然氣時代20%以下若中國人囗在16億左右穩(wěn)定下來則大用類比法預測,以人均國民生產總值和人口總中型城市人口將在3.2億左右。如果以3.2億人為量為主要依據則無論與美國還是與俄羅斯相比中主的城市經濟發(fā)達程度達到美國人均水平并實現國要接近或達到天然氣時代天然氣供應量少則為天然氣化那么需要年消耗天然氣6784×10m3。隨俄羅斯的數量(195年天然氣消耗量3394×著中國國民經濟的發(fā)展和進口能力的增加這個目105m3)多則為美國目前供氣量的數量(1995年天標當是可以實現的。假設每年增加進囗量50×然氣消耗量5299×103m3e)僅憑中國目前天然氣105m3以2020年的2000×103m3為起點則在21世年產量314×10°m3要供應如此大量的天然氣是難紀末到22世紀初期我國城市天然氣時代是可以實以實現的?，F的洳年增進口量100×10°m3則在2067年前后用需求增長預測基于對國民經濟增長、能源結即可到來僅稍晩于全球天然氣時代。構優(yōu)化、科技進步的認識當前中國能源消費系數以2)以中國達到中等發(fā)達國家水平的能源需求0.4計今后一二十年逐漸降至0.3~0.25。2020年預測我國總能源消耗均值約為18.8×10°噸標煤在我此時,中國能源結構中天然氣消耗量大體要達國能源結構中夭然氣大體占10%~15%。據此確定到中等發(fā)達國家的30%。2020年我國總能源消耗中國天然氣需求量為1500-2000)×10°m3中國天均值約為18.8×103噸標煤,以中國國民生產總值然氣的供給量可能達到1000~1500)×10°m3其中增長率4%~6%能源彈性系數為0.25來計算據國內自生(800~1000)×10°m3隊從國外進口(500~此確定該時期中國的天然氣消耗量約為(4800700)×103m35600)×103m3。同樣以2020年中國已有天然氣消在能源結構中天然氣總量只占8%~10%在未耗量2000×10°m3為起點若天然氣消耗量增長到來的能源需求中即使假設煤炭產量不再增加,天然(4800~5600×10°m3則需要50~100年。那么中氣要想超過煤炭也需1×102m3左右因為中國天國城市天然氣時代的到來時間為2070~2120年。然氣最高年產量可能在(1200~1500)×103m3那么上述兩種方式預測顯示,中國大中型城市的天進囗量將達8000×105m3。從總體經濟效益出發(fā)是然氣化時代的到來時間大約在2070年較世界天然不可取的方案。聯(lián)系到日本、韓國的現實追求實現氣時代的到來時間相對滯后。全國能源天然氣化的目標是不適宜的。參考文獻2.中國城市天然氣時代Ⅰ)據人口數量、人均國民生產總值GDP與美1關德范.21世紀油氣勘探理論技術思考.見搏誠德主編國相比21世紀中國石油天然氣資源戰(zhàn)略——中國石油論壇報告美國天然氣工業(yè)十分發(fā)達其天然氣工業(yè)的發(fā)文集(第二集)北京石油工業(yè)出版社2000展歷程和經驗對中國天然氣工業(yè)的發(fā)展具有重要的2李德生邁向新世紀的中國石油地質學見誠德主編借鑒意義。同時美國是世界經濟最發(fā)達的國家,也21世紀中國石油天然氣資源戰(zhàn)略——中國石油論壇報告是世界上能源消耗量最大的國家之一。據1995年文集(第二集)北京石油工業(yè)出版社20003胡朝元.中國天然氣高峰產量及需求量的預測研究.見統(tǒng)計其總人口為2.5億國內生產總值約7.5萬億傳誠德主編.21世紀中國石油天然氣資源戰(zhàn)略——中國美元年人均產值為3.0萬美元沃然氣消耗5299石油論壇報告文集(第二集).北京:石油工業(yè)出版社,10°m3占一次性能源總消耗量的27%渼國人均每年消耗天然氣2120m3每消耗1m3天然氣所產生中國煤化工的年人均產值為14.2美元。CNMHG3-11-14編輯黃君權)②世界天然氣工業(yè)發(fā)展狀況和經驗”中國石油天然氣總公司信息研究所1997年120·