“双碳”背景下我国页岩气产业发展潜力分析

 一、全球能源消费总量及结构

1、全球能源消费总量变化趋势

根据《BP世界能源统计年鉴》资料，笔者统计了近20年来全球范围内能源消费总量，除2009年全球经济危机及2020年因全球新冠肺炎疫情引起的产业动荡之外，全球能源消费总量一直表现出持续增长的趋势，自2002年的409.53EJ增长至2021年的595.15EJ，累计增长45.33%(表1、图1)。其中，北美洲和欧洲无明显变化，中南美洲增长36.25%，独联体增长24.36%，中东地区增长98.11%，非洲增长64.57%，亚太(不含中国)增长56.37%。中国成为近20年来能源消费增长最为明显的地区，能源消费总量自2002年的48.89EJ增长至2021年的157.65EJ，累计增长222.45%，在全球能源消费中的占比自11.94%提升至26.49%，增长14.55%，强有力的增长既证明了中国社会经济发展的强大韧性，也反映了我国“双碳”目标实现过程中的巨大困难。

2、全球能源消费结构变化趋势

纵观20年来全球能源消费结构，呈现逐步从高碳能源向低碳能源、清洁能源转变的趋势。全球及各代表地区能源消费结构变化雷达如图2所示。由图2可知，2003年，全球能源消费结构中，石油、天然气、煤炭及其他能源(核能、风能、水能、太阳能等)占比分别为37.16%、23.91%、26.67%、12.27%;2021年，全球能源消费结构中，石油、天然气、煤炭及其他能源(核能、风能、水能、太阳能等)占比分别为30.95%、24.42%、26.90%、17.72%。能够清晰地看出，石油、煤炭等传统能源消费占比呈现下降趋势，而天然气、其他能源消费占比逐步提升。

以欧盟和美国为主的发达国家，石油、煤炭等高碳能源消费占比呈现下降趋势，尤其是煤炭消费更为明显。欧盟煤炭消费占比自2003年的18.31%降至2021年的11.21%，美国煤炭消费占比自2003年的24.47%降至2021年的11.37%。而我国能源消费结构依然以煤炭为主，在2007—2011年之间甚至超过了70%，2021年依然维持在54.66%的高位，达到全球煤炭消费占比(26.90%)的2倍。

二、“双碳”背景下我国能源消费趋势

1、我国能源总体消费趋势

近20年来，我国经济发展的速度和规模都取得了举世瞩目的成就。我国能源产业也经历了由弱到强的发展阶段，能源结构愈加多元化，逐步形成了煤、油、气、可再生能源多品种能源生产和消费体系。2003年，我国能源消费结构中，煤炭、石油、天然气及其他能源占比分别为69.32%、22.12%、2.45%、6.11%;2021年，我国能源消费结构中，煤炭、石油、天然气及其他能源占比分别为54.66%、19.41%、8.65%、17.29%。其中煤炭消费占比下降约14.66%、石油消费占比下降2.71%、天然气消费占比增长6.20%、其他能源消费占比增长11.18%，对高碳能源的依赖明显降低。天然气作为一种优质、高效、低碳的一次性能源，在中国能源消费结构中的占比呈快速增长趋势。

21世纪世界能源发展显现出4大趋势:清洁低碳逐步成为发展方向、供需格局开始向多元化转变、新一轮技术创新引爆能源产业革命、能源市场不稳定因素增多。2020年，我国提出了“碳达峰、碳中和”发展目标，而国民经济各行业的发展都需要能源来支撑，预计我国能源消费总量至少在未来10年内仍然保持增长。大力发展非化石能源和低碳能源技术是我国实现“双碳”目标的“双引擎”。天然气是最为清洁低碳的化石能源，同时具有高效、灵活等优势，将在我国“碳达峰、碳中和”进程中扮演着重要角色。

2、我国天然气供需矛盾

天然气在燃气、化工、发电、燃料等领域具有广泛的应用场景。“双碳”背景下，一方面，可以增加天然气工业锅炉在烟草、生物医药、食品饮料、农特产品、冶金、有色金属加工、建材、化工等行业的使用;另一方面，积极探索气价补贴或就地建厂等方式，解决目前“气/电价倒挂”的问题，使得燃气发电投资具备经济可行性，保供和调峰燃气电源建设，较快解决电力缺口问题，起到优化电源结构、促成火电从高碳向低碳过渡的作用。

根据国家统计局资料，自2002年至2021年，我国天然气消费量从339亿m³增长至3726亿m³，年均增长13.45%，天然气消费量在我国能源消费结构中占比从2.45%提升至8.65%。与此同时，我国天然气生产量从2002年的327亿m³增长至2076亿m³，年均增长10.22%，低于同期消费量需求增幅。天然气消费量的增加也导致我国天然气对外依存度持续攀升，自2007年起，天然气对外依存度逐步提高，2021年达到历史高值44.28%。随着天然气供需矛盾的日益突出，作为非常规天然气的重要一员，页岩气的勘探开发显得愈加重要。

三、页岩气产业发展潜力

1、国际页岩气勘探开发现状

美国能源信息署组织的研究团队对世界41个国家137个页岩气沉积盆地进行了全球页岩气评估。结果显示，全球页岩气技术可采资源量为206.68×1012 m³，与常规天然气探明可采储量相当。其中，美国页岩气技术可采资源量为18.8×1012 m³，位居世界第四。为了推动美国能源独立，美国能源部于1976年实施东部页岩气计划，在Barnett页岩中成功实现页岩气商业开发。进入21世纪，随着水平井改造技术的发展，Barnett页岩实现了规模化效应开发，带动了其他盆地页岩开发。近10年来，美国页岩气产量飞速增长，2009年，美国页岩气产量为824.6亿m³，占干气总产量的14%;2019年美国页岩气产量达到6321亿m³，占干气总产量的比例达到66%，使其实现了从天然气进口国到出口国的转变，被称为“美国页岩气革命”。

随着全球经济和社会发展对油气资源需求量的不断增长，页岩气资源调查评价与勘探开发技术的不断提高，尤其是美国、加拿大等国页岩气资源勘探开发利用取得成功，极大地提高了世界各国页岩气资源调查评价与勘探开发的信心，推动了全球页岩气产业发展的进程。

2、我国页岩气资源潜力

2011年，由国内相关石油企业、大学、地质调查机构和科研院所等27个单位参与的“全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选”项目表明:我国页岩气资源潜力大，分布面积广、发育层系多，页岩气地质资源潜力134.42×1012 m³，可采资源潜力25.08×1012 m³。近年来，我国油气资源评价在页岩气资源调查评价方面不断取得突破，评价范围也由以往132个沉积盆地，逐步聚焦到具有一定远景的84个含油气盆地或坳陷;而评价深度也由“十五”的7km，逐渐拓展到“十二五”的8km，“十三五”时期在塔里木与四川盆地更是达到9km的评价深度。截至2021年，我国天然气剩余探明技术可采储量共72494亿m³，其中页岩气3660亿m³。

3、我国页岩气勘探开发现状

涪陵页岩气田是我国第一个投入商业开发的大型页岩气田。2012年11月28日，中国石油化工股份有限公司在川东南焦石坝地区完钻的焦页1HF井在五峰组—龙马溪组获得页岩气测试日产量20.3万m³，正式宣告了涪陵页岩气田的发现;2013年，在焦页1井获得商业发现的基础上，优选28.37k㎡有利区开展井组开发评价试验，同年9月，国家能源局批准设立了重庆涪陵国家级页岩气示范区。2014年，中国石化焦石坝区块提交我国首个页岩气探明地质储量1067.5亿m³，实现了我国页岩气探明储量零的突破;2017年，涪陵页岩气田如期建成百亿立方米产能，相当于建成千万吨级的大油田。2021年，涪陵页岩气田年产气量为70.89亿m³，累计产气量超过400亿m³，累计探明储量近9000亿m³。

根据国家能源局数据，2012年，我国页岩气产量仅为0.25亿m³，至2021年，该数字达到230亿m³在我国当年天然气产量中占比达11.08%，不仅成为我国天然气生产的重要组成部分，更是天然气增量中的主力军。我国页岩气已进入了快速发展的黄金时期，随着天然气在能源消费结构中的比重不断攀升，在国内天然气供需矛盾日益突出的当下，页岩气成为中国未来最可靠的能源接替类型。