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李永昌:关于天然气几个颇有争议的问题

  2022-07-13

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1.天然气原料属性为主还是燃料属性为主?

上世纪80年代,四川能源研究会内部就曾经发生过一个争议:天然气使用领域究竟应该以化工原料为主,还是以燃料为主。四川省在整个20世纪国内天然气消费量方面,一直是位居首位的,因此这场争论颇有意义。客观上,1980年的四川省天然气消费数据是支持燃料为主观点的,而1985年和1986年的该省天然气消费数据却是支持以原料为主观点的,详见下表:

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注:锅炉、工艺和居民用气为燃料用气的3个子项。资料来源于1988年6月四川省能源研究会编的《2000年的四川能源》。

从表中可知,1985年和1986年连续两年,四川天然气消费中都是以原料气为主。当时的数据表明,“七五”区间(1986-1990年),四川省原料用气与燃料用气之比为71:13,其中,化肥用气占比稳定在外供用气的53%左右。当时甚至有人说,“烧天然气就是烧人民币”。可是后来的发展证明了,天然气消费还是以燃料为主,即天然气的能源属性占显著优势。四川省能源局负责人分析认为,2020年四川天然气消费结构中,城镇燃气占比为37.63%、工业用气占比为29.93%、交通用气占比为14.24%、化工用气仅占14.59%、发电用气占比为3.57%。事实胜于雄辩,当初争论的结果早已有了定论。

2.我国天然气究竟是缺乏还是丰富?

关于这个问题,笔者在《中国煤化工》2018年第3期上发表过文章“我国并不少气”,兹不赘述。仅补充一句:“十四五”期间,我国天然气的可采技术储量很有可能将超过美国,位居世界第5;天然气产量极有可能将超过伊朗,位居世界第3。

3.天然气到底是不是清洁能源?

50多年前,笔者参加工作开始,就一直被告之,天然气是清洁能源。其燃烧后产生的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物等污染物较汽油和柴油少得多;产生的二氧化碳较成品油少24%,较煤炭少约50%。

《国务院关于促进天然气协调稳定发展的若干意见》(国发【2018】31号文件的第一句话就是“天然气是优质高效、绿色清洁的低碳能源。”可是,近几年突然冒出“天然气不是清洁能源”的说法。追溯其源头,不外乎来自以下两个方面的误解和误导。

几年前,由于当时的国产燃气发动机为了追求经济性,普遍采用的是稀薄燃烧技术,加之部分燃气重卡驾驶员又不按规定选用后处理装置,致使发动机排气温度过高而造成天然气—空气构成的可燃混合气中的空气生成的氮氧化合物超过国家排放标准,于是被误解为天然气不该列入清洁能源范畴。后来,我国所有重型燃气发动机都采用了当量燃烧技术和废气循环燃烧系统,再外加一个三元催化器,就都能在2019年7月1日之前(较柴油重卡提前一年)达到国六排放标准。关于天然气的误解遂不攻自破。

近一二年,国内有个2000万人口特大城市的环保部门称,经其检测的不少在用油气两用乘用车排放达不到国六,甚至达不到国五排放标准,因此还一度掀起天然气不清洁的风波;其实国家生态环境部要求在用车排放检测的适用标准不是国五、国六,而是GB18285-2018《汽油车污染物排放限值及测量方法》。按照该标准检测,绝大部分在用天然气乘用车都能达标。很明显,是这个城市的环保部门将标准选用错了。

对于天然气汽车的认识,作为亚洲天然气汽车发祥地的自贡市却很有先见之明。该市早在1999年发布的《关于自贡市防治机动车排气污染的实施意见》(自府办发【1999】62号)中就明确规定“使用压缩天然气等清洁能源的机动车实行免检。”

近年来,又有人提出,天然气在生产、使用、储运环节(特别是LNG)中难免会泄漏一些甲烷,而甲烷是典型的温室气体,同体积的甲烷的温室效应是二氧化碳的几十倍。进而判断天然气不是清洁能源。其实,温室效应属于气候影响因素,而不是环境污染因素,二者不能混为一谈。当然,我国也在采取严格的控制甲烷泄漏措施,正在制定“甲烷国家行动计划”。但这并不影响天然气的清洁能源属性。

4.我国天然气的剩余可采储量究竟是多少?

长期以来,我国关于天然气储量的评价指标和量值都是混淆甚至五花八门的,缺乏权威统一的说法及数据。例如,2020年《天然气工业》第8期文章“天然气工业发展回顾与前景展望”(作者是中国石油副总裁)中提及2020年“全国累计探明地质储量达19.61万亿立方米”“技术可采储量为10.18亿立方米”。而自然资源部发布的《中国矿产资源报告(2021)》称,“2020年中国天然气剩余探明技术可采储量为62665.78亿立方米。”二者之间数据悬殊确实不少。

此外,我国天然⽓的储量长期被严重低估。

我国天然气的储量及其世界排名长期被国内外媒体与⽂献严重低估,数据有时也未能及时刷新。

例如,《中国石油报》2021年7月15日收集的“世界十大天然气储量国”报道称“截至2020年全球天然气储量前六的国家分别是俄罗斯、伊朗、卡塔尔、美国、土库曼斯坦和沙特阿拉伯”。将我国排除在前6名之外。又例如,《全国能源信息平台》(2021年6月2日)收集的“世界十大天然气储量国排名”中列入的是伊朗(34亿万立方米)、俄罗斯(32.3万立方米)、卡塔尔(24.5万立方米)、土库曼斯坦(17.5万立方米)、美国(10.4万立方米)、沙特阿拉伯(8.3万立方米)阿拉伯联合酋长国(6.1万立方米、委内瑞拉(5.6万立方米)、尼日利亚(5.1万立方米)和阿尔及利亚(4.5万亿立方米)等10个国家。居然将我国排除在前10名之外。

即使是具有70年历史的bp《世界能源统计年鉴(2021年版)》,虽然统计的是天然气剩余可采储量,并且将我国排名列为世界第六名,但是,录⼊的2020年储量数据仍然是2019年的8.4万亿立方米。实际上,2020年我国新增天然⽓探明地质储量为1.29万亿立方米,除去当年天然气1925亿立方米产量之后,当年新增剩余可采储量应为10975亿立方米。换言之,我国2020年的累计天然气剩余可采储量应约为9.5万亿立方米。

再来看2021年,仅中国石油和中国石化的新增天然气探明地质储量就分别达到10951亿立方米和2681亿立方米,合计为13632亿立方米(全国合计数量自然高于此数),扣除当年2053亿立方米的开采量,当年新增可采技术储量至少为11579亿立方米,累计即为10.6万亿立方米以上。

5.为什么2030年我国碳达峰不包括天然气?

2021年6月1日,国家生态环境部、发改委、能源局等8部门联合发布了《关于加强自由贸易试验区生态环境保护推动高质量发展的指导意见》。其实,该文件对全国各地都有指导意义。

该文件明确指出,“鼓励自贸试验区新(改、扩)建设项目实施煤炭减量替代,优先使用非化石能源和天然气满足新增用能需求。”大家注意,这可是国家八部委文件中首次将天然气与非化石能源相提并论,列入优先使用的能源品种。这就从政策方面确定了天然气与非化石能源在“煤改气”中的主力地位。实际上近几年我国煤炭消费量的增速减缓主要就是依靠发电厂、工业燃料与农村居民的“煤改气”,每年数以千万吨的煤炭需要数以百亿立方米计的天然气来替代。例如,2021年发电用天然气在天然气总消费量中的占比约为17.5%,消费量约为650亿立方米。

天然气发电具有灵活、稳定性(不受气象条件、季节因素的影响)好等优点,而非化石能源在环保性、发电成本等方面具有优势。就看发电企业如何来选配组合。

在交通用能方面,主要通过“以气代油”与“以电代油”来减少成品油的消费量。

上述文件指出,“鼓励将老旧车辆和非道路移动机械替换为清洁能源车辆。公共交通、物流配送等领域新增或更新车辆,鼓励使用新能源或清洁能源汽车。积极推广应用电动和天然气动力船舶。”这里的清洁能源汽车主要说的就是天然气汽车,这又与新能源汽车同日而语了。通过“以气代油”和“以电代油”的并肩作战,共同促进成品油的碳达峰。

据有关资讯,2021年,我国CNG汽车保有量为620万辆,天然气消费量为220亿立方米,可替代汽油1622.6万吨;LNG汽车保有量为82万辆(其中重卡63万辆),天然气消费量约为290亿立方米,可替代柴油1950万吨;二者合计车用天然气为510亿立方米,可减少约2040万吨二氧化碳的排放。

值得一提的是替代柴油车目前主要依靠的是LNG重卡,其他能源在替代柴油车方面尚难有大的作为。

从以上分析中不难看出,正是为了确保煤炭和石油这两种高碳化石能源在2030年前达峰,就需要天然气为其保驾护航,因此天然气自身的碳达峰时间就必须在2030年之后。

另一方面,为了满足国民经济健康发展和人民群众生活需要,低碳清洁的天然气也应该在2045年之后再议碳达峰之事。

 


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