第1章 中国天然气市场状况
党的十九大报告指出，中国特色社会主义进入新时代，我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾 。该矛盾体现在能源领域就是，在能源供求总量关系缓和的同时，结构性、体制性等深层次矛盾进一步凸显，环境问题突出，能源供需的安全高效、清洁低碳可持续发展成为解决当下能源行业主要矛盾的重要路径。
天然气作为高碳排放的化石能源和新型清洁能源之间的过渡能源，已被全球很多国家广泛地使用在了工业、商业、居民和发电行业，肩负着能源结构向清洁化方向优化的使命。全球低碳发展趋势也迫使中国调整能源消费结构大力发展天然气，价格改革、天然气管网建设等问题都受到广泛的关注。
2017年，比往年更多的优质蓝天占比，宣告“大气十条”第一阶段蓝天保卫战的初步胜利，期间，天然气承担了能源转型中的重要任务。然而，在多重因素交互作用下，2017年冬季开始出现大面积气荒事件。但这并不是2017年冬季的独*现象，2005年和2009年冬季在全国多地已出现过气荒。然而在2014～2016年国内经济新常态及国际油价下跌的背景下，需求放缓致使气荒转变成了荒气，直到2017年9月国内天然气供需形势逆转，荒气才变成了气荒。2018年2月5日，《人民日报》发文“气荒如何不再来—对今冬大面积气荒的调查与思考”，解释了气荒的主因是国内天然气需求超常增长，打破了供需平衡，指出了避免气荒的方法是“需求侧平稳有序安排煤改气是关键，供给侧建设足够的调峰能力是重点，长远之计是理顺价格”。因此，在经济发展、能源安全及环境诉求的大背景下，需要对天然气需求侧进行精细及精准的预测，并在此基础上，完善和理顺目前的天然气价格机制，测算目前天然气不同定价模式对供需失衡的影响，同时对供给侧、储运侧进行短期的应急调峰策略分析及长期的系统可靠性评估研究，对于促进我国天然气行业长期安全稳定发展、解决目前天然气短期供需失衡矛盾具有重要的理论价值。
1.1 研究背景
1.1.1 资源约束和环境约束是全球面临的问题
全球能源经济显现出快速增长的趋势。据英国石油公司（British Petroleum，BP）报告，2000年至2015年，全球一次能源消费增长了40%左右。伴随能源的使用会产生一定的环境问题，例如，2016年全球CO2的排放达到334.23亿万吨。中国已经成为能源消费大国，能源消耗及由能源消耗产生的污染物排放的增长速度也随着经济的发展而快速增长。2016年中国一次能源消费占比已超过23%，在保障国民经济持续快速发展的同时能源对外依存度也不断攀升，因此中国同样面临着资源约束的问题。加之，自改革开放以来的能源消费结构都是以煤炭为主，2014年我国天然气在能源消费总量中的占比仅为5.7%，而同时期煤炭的消费占比为65.6%，石油消费占比为17.4%，但是这三种能源的碳排放强度分别为44.8%、75.5%、58.6%，即碳排放越高的能源在消费结构中占比越大，这就导致了中国存在巨大的CO2排放量。从2001年开始，中国的CO2排放进入快速增长阶段，平均年增长率达到7%，并且在2006年超过美国的CO2排放量，成为全球CO2排放量占比*大的国家，在2015年其排放量在全球占比达到了27.3%，因此，中国面临着严重的空气污染的环境压力。而且，2012年我国能源利用率仅为33%，从单位国内生产总值（gross domestic product，GDP）能耗来看，2012年我国的单位GDP能耗是世界平均水平的1.8倍和美国单位GDP能耗的2.2倍。面对不断加重的能源资源约束与环境污染问题，我国从“十二五”规划开始就已提出了绿色发展。
1.1.2 经济发展需要能源作支撑
新常态经济发展阶段的经济稳步增长战略要求行业、企业随之转型升级，新型城镇化的相关建设也被作为“十三五”规划的重要内容，这一系列改革发展的背后都需要能源作支撑。据测算，我国城镇化率每提高1%，需要新增能源消费4436万吨标准煤并需要1093万吨钢和3061万吨水泥。而且，经济发展往往都需要消耗巨大的能源，作为新兴经济体，未来中国在经济上的发展和推进也是其国际竞争地位的重要体现，因此为满足经济增长需要可预见的巨大能源消费，也对我国的能源安全和环境安全提出了挑战。中国“十三五”期间致力于在经济—能源—环境体系中抉择出一条可持续发展的战略，因此节能减排、发展低碳经济等一系列举措相继出现。同时作为在化石能源中清洁度较高的重要能源，天然气消费也会随之发生变化，因此对天然气消费进行深刻的研究有利于把握经济增长下天然气需求的不断攀升所刺激的行业产能扩容问题，为下一步的发展方向和政策制定提供一定的参考。
1.1.3 能源消费多元化和清洁化是明显趋势
面对日益严峻的大气污染问题，中国致力于实施低碳化的发展体系，然而中国以煤炭为主的能源消费结构导致碳减排压力较大。持续的雾霾天气也倒逼中国相关部门加大力度控制煤炭在能源消费结构中的比重，用清洁能源进行替代。研究表明，同等标准煤下每燃烧1吨煤炭产生的CO2比石油多30%、比天然气多70%，由此可见，产生同等热量下天然气排放的CO2是*少的，因此天然气作为化石燃料中高效、清洁的低碳优质能源，是优化能源消费结构使其逐渐趋于清洁化的*佳选择。
在石油和煤炭一度成为世界能源消费的主体能源后，石油危机、油价高涨及环境污染问题相继出现。在“十三五”期间，碳强度较高的石油和煤炭在一次能源消费中的占比逐渐下降，加之核能发展在一定时间内仍受到一定程度的抑制，非常规天然气的突破性发展使得具有能耗低、燃料高的天然气消费呈持续增长态势，在可以取代碳强度更好的燃料或能够支持可再生能源并存的情况下，天然气非常适合逐步低碳化的能源体系。同时，在实现节能减排和低碳发展这些目标的过程中，相比于风能、可再生能源等新型清洁能源，天然气更具成本、技术优势，且受地域和时间等自然条件的限制较小，因此，在煤炭和石油的清洁替代能源中天然气潜力更大。2015年全球天然气消费增加了近50%，成为化石燃料中增长*快的能源，而中国是天然气需求增长的主要中心。因此，天然气在未来有可能逐渐替代石油、煤炭等能源成为主要能源产品。因此对天然气消费的研究不仅有利于把握天然气这一重要能源的供需情况，同时对被替代的部分煤炭、石油来说可以有效判断并应对可能出现的供需局势。
1.1.4 中国天然气的发展具有很大的空间和潜力
相比于石油和煤炭等化石能源，天然气具有一定的清洁优势，以及相比于可再生能源等新型清洁能源，天然气具有很大的技术优势和成本优势。然而，2015年中国作为新兴经济体的天然气消费增量仅次于伊朗天然气消费大国，其天然气占一次能源消费只有6%左右。据BP统计，2015年全球天然气消费在一次能源中的消费比重达到了23.8%，因此中国天然气的市场消费份额既远远低于全球平均水平，而且也低于亚洲10%的平均比重，但这也意味着中国在能源结构优化中存在很大的上升空间。
在美国，天然气的供应充足、价格低廉及清洁高效，使之超过煤炭消费成为*主要的发电来源。相对于美国，中国目前的天然气是一种发展比较滞后的能源。其中一个重要的原因就是中国天然气价格偏高，在能源价格结构中存在一定的价格扭曲，使得具有明显价格优势的煤炭和石油对天然气的替代性变大。但是，目前一些利好的天然气价格调整政策相继出台，例如，2015年国家发展和改革委员会对非居民用气*高门站价进行下调并取消下限浮动范围。这意味着政府对天然气价格的控制逐步放松，使其在一定程度上由市场供需决定，而且天然气门站价的大幅下调又极大释放了下游消费者需求，因此中国未来的天然气消费量将会有一个很大的提高。
1.2 天然气发展状况
1.2.1 世界天然气发展状况
从世界天然气产业发展史来看，天然气产业发展历程经历了1821年以前早期的天然气产业、1821～1915年天然气的商业化使用、1916～1949年现代天然气产业的兴起、1950～1970年现代天然气产业的成熟、1971～2000年天然气产业的高速发展和2001年至今新型天然气产业的出现六个阶段。进入2000年后，全球气候变化给人类经济、生活和健康带来了负面影响，应对全球气候变化、推进能源转型已成为国际社会和能源行业的共识，如何处理好资源和环境之间的关系是全球面临的关键问题。世界能源转型在非化石能源技术取得重大突破之前，仍主要依靠化石能源清洁低碳发展。天然气作为能源系统低碳转型的过渡性能源，为应对环境问题提供了解决方案，加上天然气技术的不断改革和创新，越来越多的新型天然气产业出现并不断发展。近年来，全球天然气贸易量随着产量增长而增加，在总量持续增长的背景下天然气贸易市场也持续发生深刻变化；2010～2019年液化天然气（liquefied natural gas，LNG）贸易量年均增幅为5.4%，管道天然气（简称管道气）贸易量年均增幅为0.2%；全球贸易增量主要来自LNG出口的增长。管道气贸易市场份额由2000年的73.4%下降至2018年的54.3%，LNG市场份额由2000年的26.6%上升至2018年的45.7%。未来随着美国、澳大利亚、俄罗斯等国LNG出口量进一步增长，LNG市场贸易份额将很快超过管道气贸易份额。全球天然气供需持续处于宽松态势。从BP展望来看，未来我国煤炭消费绝对量会下降、原油消费绝对量仍有小幅增长空间，但二者占比都会进一步被压缩，未来天然气市场随着全球对能源绿色化要求的逐渐提高将具备更大的发展空间，这也是未来20年我国一次能源方面*主要的增长点。
1. 全球天然气储量分布
BP发布了2020年的《BP世界能源统计年鉴》，据其披露，2012～2019年，全球天然气储量基本上呈现上升态势。2019年，全球天然气已探明储量为198.76万亿立方米，较2012年增长6.09%，相较于石油等资源的储量，天然气储量增长稍显强势。截至2019年，全世界共发现气田1.21万个，其中美国*多，有9552个，俄罗斯有882个。全世界有1000亿立方米以上的大气田114个，储量占世界气田储量的60%。在全世界已探明的天然气储量中，几乎50%赋存于俄罗斯；中东地区的天然气约占全球的25%；北美（美国、加拿大、墨西哥）约占10%。全球天然气已探明储量排名前十的国家依次是俄罗斯、伊朗、卡塔尔、土库曼斯坦、美国、中国、委内瑞拉、沙特阿拉伯、阿联酋、尼日利亚。全球十大天然气田中，有五个位于俄罗斯，分别是Urengoy、Shtokman、Yamburg、Zapolyarnoye、Bovanenko气田。俄罗斯西伯利亚地区的天然气储量占到俄罗斯总储量的50%左右。由于天然气储量丰富，又毗邻中国，俄罗斯目前已成为中国重要的天然气进口国。中俄天然气管线东线建成后，*高每年向中国输送380亿立方米天然气（约合油气当量3400万吨）。
截止到2019年，伊朗和卡塔尔天然气已探明储量分别为32.02万亿立方米和24.68万亿立方米，两国共有全球第一大天然气田北方—南帕尔斯气田，该气田很大一部分位于伊朗境内。国际能源署（International Energy Agency，IEA）数据显示，北方—南帕尔斯气田估计储存有天然气51万亿立方米、凝析油500亿桶。值得一提的是按照已探明油气当量来计算，伊朗达到3822亿桶，比沙特阿拉伯高出近18%。也就是说，其实伊朗才是中东真正的第一油气大国，而非沙特阿拉伯。土库曼斯坦凭借17.5万亿立方米的天然气探明储量位列全球第四名。需要强调的是，中国石油天然气集团公司（简称中石油）在土库曼斯坦的天然气项目投资很大。土库曼斯坦是向中国供应天然气*多的国家，该国的天然气是中国西气东输二线的重要气源。
非常规天然气范畴的页岩气是近年来的市场热点，联合国贸易和发展会议（United Nations Conference on Trade and
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