天然气时代何时到来

经营管理天然气工业2004年4月天然气时代何时到来钱凯*李本亮(中国石油勘探开发研究院廊坊分院)钱凯等.天然气时代何时到来.天然气工业2004 24( 4):118-120摘要文章从人类能源利用向低碳化发展的历史规律出发总结出能源利用大体可以分为6个时代:薪炭时代、煤炭时代、石油时代、油气共荣时代由作者提出)天然气时代、无碳时代。并从油、气在能源结构中的地位、天然气市场发育程度、天然气运输与利用条件和天然气工业的发展前景等方面论证了油气共荣时代的存在。重点讨论了全球天然气时代大约在21世纪40 ~ 50年代到来,该时期天然气供给可达( 5000 -6100)x10't油当量接近或超过石油的供应量。结合中国的国情、资源现状和天然气市场条件进行分析，认为中国追求全国能源天然气化的目标较难实现,也不太适宜,而中国大中型城市实现能源天然气化的目标是可能的,从中国和美国的人数、GDP的类比以及从中国达到中等发达国家水平的能源需求两个方面预测中国大中型城市天然气化时代的到来时间在2070年左右滞后于世界天然气时代。主题词全世界中国天然气时代从上个世纪末开始就流行一种说法21世纪将每百万焦耳热量释放出的CO2的克数作为单位,是天然气世纪更有人具体指出天然气时代可以在克。,/百万焦耳)逐年降低可以证明(图1a、b)。这2015年前后到来，这着实令人震惊。对这个问题的个演化又是通过能源物质的不断更替实现的(图1c、认识是制定能源政策的重要依据,同时也将会在某d、e、 f)。种程度上影响天然气地质学的发展;对该问题认识120木材: 110克。/百万焦耳煤发: 97克cor/百万焦耳的正确与否将对国民经济产生广泛深远的影响。10石油73克百万熊耳r100天然气: 56克ca/百万焦耳能源低碳化是必然趋势时80上木材世R 60-从历史、现状及发展前景看人类能源利用大体油可以分为6个时代薪炭时代、煤炭时代、石油时代、然气20-油气共荣时代、天然气时代、无碳时代。其中油气共荣时代是笔者新近依据客观需要及其在人类历史上185019002050 2100 2150 2200的重要性提出来的。从总趋势看在这6个时代中，天然气的地位从无到有，从低到高再到无。天然气图1世界能源消费结构的非碳化趋势与物质更替地质学的兴起和作用也将遵从这一规律在22世纪(据章兆淇教授2001年资料改编)晚期无碳时代到来时，天然气地质学也将逐步退出a.美国能源消耗结构非碳化演变趋势(克a/百万焦耳);b.世界能源消耗结构非碳化演变趋势(克0/百万焦耳) x0.世界木材在能源历史舞台一现在正处于 上升发展期。消耗中比例%);d世界煤炭在能源消耗中比例%)e.世界石油从薪炭时代到今天的石油时代,人类能源利用在能源消耗中比例% );f世界天然气在能源消耗中比例% )的历史证明了一条重要规律:世界能源结构总趋势向低碳化进展,并向无碳化演变(如图1 )。18 世纪薪炭时代( 19 世纪以前图lc、d显示为1888年中叶以来全球能源消费结构一直向低碳化方向发以前) :木材在世界能源结构中占主导地位,世界能展表现了明显的非碳化趋势,1850 年~1998年世源平均含碳量大于97.9 克/百万焦耳。界和美国消费的能源当中碳的平均含量(以燃烧时煤炭时代:从19世纪末至20世纪60年代末,作者简介:钱凯1937年生,1962 年毕业于南京大学地质系教授级高级工程师;主要从事油气地质、油气资源评价及油气战略研究发表论立百全管出版去葵10全部t地址(065007河北省底坊市44信箱由话( 010￥921 3408.第24卷第4期.天然气工业经营管理煤炭在能源结构中的比例逐渐升高而后降低,但一到来还需要稳定的国际政治环境并妥善解决产气直占主导地位,世界能源平均含碳量由97.9克/国和消 费国的利益分配形成广泛的国际合作。洲百万焦耳降至75克。/百万焦耳。际天然气管道的建设和运作,以及全球天然气市场石油时代:1968年石油在-次能源消费中的比的形成都具有风险性,需要政治家和决策者的远例达到40%随之超过煤炭而成为主要能源能源消见、勇气和智慧。但不管怎样这个总趋势是不会变费结构中平均含碳量由1970年的75克co,/百万焦的。耳降至1998年的67.1克。/百万焦耳9。全球天然气时代何时到来油气共荣时代:在石油时代中我们建议分出一个油气共荣时代,从20世纪末就流行一种说法 21人类能源利用的历史性规律为预测天然气时代世纪将是天然气的世纪,对比图1、表1可以发现这的到来提供了有力的科学依据。根据这-规律预测个说法不是很确切的。我们认为目前仍然是石油时全球天然气时代将在本世纪40~50年代到来,如图代从全球看有可能在本世纪20~ 30年代进入油1所示推测将在本世纪40年代初期( 2043年)到气共荣时代。依据有四条:来。世界一次性能源供需预测也为这个认识提供了( 1 )目前石油仍占主导地位。从图1看出石油旁证(表1 )。据表1到2050年世界天然气供给可在一次性消耗的能源结构中约占40%而天然气只达( 5000 ~-6100 )x 10°9t油当量基本接近或超过石占23%左右煤炭所占的比例在25%左右,木材的油的供应量( 5400 ~ 5800 )x 10°t。.比例更低,占3%左右，所以主要还是以消耗石油为主其次为天然气和煤炭。表1世界- 次性能源供应/需求预测K 10°t油当量)和CO2排放( 10°t碳)(2 )20世纪六、七十年代,世界大气田相继发现天然气储量、产量快速增长产气国政府开始对年份1990200020102050天然气的价格和使用范围放宽控制,天然气生产者能源需求8045 8570 ~ 93009800 ~ 1160 18100 ~21000向周边发达国家出口天然气,形成区域天然气消费油| 3185 3400 ~ 3500 3800 ~ 39005400 ~ 5800煤2258 |2200 ~ 2600 2700 ~ 32004000 ~ 5000市场。但这些消费市场相对独立，天然气只是区域能|气1596 |1870 ~ 20002000 ~25005000 ~ 6100性的能源商品。世界天然气的贸易规模比石油小很应电、核能等1006 1100~ 1200 1300~ 1560| 3700 ~4100多贸易量还达不到天然气产量的20%。贸易双方各油(%)| 4040~3839 ~3530~28按项目签定天然气买卖合同除北美外在世界其他能煤%)| 2825 ~2828~2922~24地区天然气不是作为一般的商品经营,而是作为项份气(%)| 2022 ~2121 ~2228 ~29目进行经营,因此带有很强的地区特点也就是说目额水电、核能等12113~ 1420前天然气尚不能与石油并驾齐驱。CO2排放6.5 7.1~7.7 8.0-11.013.0~ 15.0(3 )今后20~30年,全球有可能为天然气发展( 10°t碳)投入1万亿美元巨额资金,包括建设( 50 ~70 )x注据第十五届世界石油大会资料改编1997 )。10'km的输气管道和200x 10'km的配气管网。使具体说来,世界各国情况有很大不同。- -些天洲际天然气管道、航道和其他非管输天然气途径形然气资源丰富或经济较发达的国家,如俄罗斯、荷成网络,有能力输送大量商品天然气除储量约占世兰,目前就已进入天然气时代在能源结构中天然气界1/3以上的俄罗斯天然气北、中、南美洲天然气分别占50%、47%( 1995年统计数字);有一定资源继续开发利用外,也使占世界40%以上的中东和中条件的国家,如美国,正向天然气时代靠近，天然气亚地区的天然气储量得到广泛开发利用，从而满足在能源结构中占28%而一些缺乏资源的国家,虽然世界各地区的天然气消费需求。也就是说从21世经济发达富足,但仍离天然气时代很远,如日、韩天纪二三十年代起将进入油气共荣期。(4)事实上天然气在世界能源低碳化进程中已然气在能源结构中分别只占8.5%、11%。中国属于经起到了重要作用。1998 年世界能源平均含碳量已有一定天然气资 源的现在能源体中煤占70%石油降到67.1克,/百万焦耳,当然油气共荣时代能否占26%天然气只占3%。经营管理天然气工业2004年4月中国天然气时代到来时间相对滞后中国农村人口约占70%居住较为分散环境容纳空间较大环境自然净化能力较强因此不必追求笔者预测中国天然气时代的到来有两种目标、天然气化。而急需提高天然气在能源结构中比例的两种途径。城市人口只占30% ,其中大中型城市人口比例在1.中国天然气时代20%以下若中国人口在16亿左右稳定下来则大用类比法预测,以人均国民生产总值和人口总中型城市人口将在3.2 亿左右。如果以3.2亿人为量为主要依据则无论与美国还是与俄罗斯相比中主的城市经济发达程度达到美国人均水平,并实现国要接近或达到天然气时代,天然气供应量少则为天然气化那么需要年消耗天然气6784x10*m'。随俄罗斯的数量( 1995年天然气消耗量3394 x着中国国民经济的发展和进口能力的增加,这个目10*m3❷)，多则为美国目前供气量的数量( 1995年天标当 是可以实现的。假设每年增加进口量50 x然气消耗量5299x10*m3❷)。仅凭中国目前天然气10*m3 ，以2020年的2000x10*m3为起点则在21世年产量314 x10*m3 ,要供应如此大量的天然气是难纪末到 22世纪初期我国城市天然气时代是可以实以实现的。现的;如年增进口量100x10*m3，则在2067年前后用需求增长预测基于对国民经济增长、能源结即可到来 ，仅稍晚于全球天然气时代。构优化、科技进步的认识当前中国能源消费系数以(2)以中国达到中等发达国家水平的能源需求0.4计今后一二十年逐渐降至0.3~0.25。2020年预测我国总能源消耗均值约为18.8x10*吨标煤,在我此时,中国能源结构中天然气消耗量大体要达国能源结构中天然气大体占10% ~ 15%。据此确定到中等发达国家的30%。2020年我国总能源消耗中国天然气需求量为( 1500 ~ 2000 )x 10*m3 ,中国天均值约为18.8 x 10*吨标煤以中国国民生产总值然气的供给量可能达到( 1000 ~ 1500 )x10*m'其中增长率4% ~6%能源弹性系数为0.25来计算据国内自生( 800~ 1000 )x 10*m’,从国外进口( 500 ~此确定该时期中国的天然气消耗量约为(4800~700 )x10* m'。5600 )x 10*m'。同样以2020年中国已有天然气消在能源结构中天然气总量只占8% ~10%在未耗量2000x 10*m3为起点,若天然气消耗量增长到来的能源需求中即使假设煤炭产量不再增加,天然( 4800 ~5600 )x10°m3则需要50~100年。那么中气要想超过煤炭,也需1 x102m'左右,因为中国天国城市天然气时代的到来时间为2070 ~2120年。然气最高年产量可能在( 1200~ 1500 )x10*m3那么上述两种方式预测显示,中国大中型城市的天进口量将达8000x10*m'。从总体经济效益出发是然 气化时代的到来时间大约在2070年较世界天然不可取的方案。联系到日本、韩国的现实追求实现气时代的到来时间相对滞后。全国能源天然气化的目标是不适宜的。参考文献2.中国城市天然气时代( 1 )据人口数量、人均国民生产总值GDP与美 1关德范21世纪油气勘探理论技术思考.见傅诚德主编.国相比21世纪中国石油天然气资源战略一中国石油论 坛报告美国天然气工业十分发达其天然气工业的发文集(第二集).北京:石油工业出版社2000展历程和经验对中国天然气工业的发展具有重要的2李德生.迈向新世纪的中国石油地质学.见:傅诚德主编.借鉴意义。同时美国是世界经济最发达的国家也21世纪中国石油天然气资源战略一--中国石 油论坛报告是世界。上能源消耗量最大的国家之一。据1995年文集(第二集).北京石油工业出版社2000统计其总人口为2.5亿，国内生产总值约7.5万亿3胡朝元.中国天然气高峰产量及需求量的预测研究.见:傅诚德主编.21世纪中国石油天然气资源战略一-中国美元年人均产值为3. 0万美元天然气消耗5299 x石油论坛报告文集(第二集).北京:石油工业出版社10*m3，占-次性能源总消耗量的27%美国人均每2000年消耗天然气2120 m' ,每消耗1 m'天然气所产生的年人均产值为14.2美元。(收稿日期2003-11-14 编辑黄君权)