世界能源轉型大勢與中國油氣可持續發展戰略

侯梅芳 潘松圻 劉翰林

中國石油勘探開發研究院

0 引言

中國經濟社會發展已經進入一個新階段，高質量發展是當前和今后一個時期的主題，而我國長期以來對化石能源的高度依賴、粗放低效的能源發展方式，已經成為影響經濟社會發展質量的現實問題。

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標綱要》指出，我國將在2035年建成現代化經濟體系，并明確提出單位GDP能耗降低、單位GDP二氧化碳排放量降低等約束性指標。從國家提出的一系列理念、規劃和目標來看，構建“清潔低碳、安全高效”的能源體系是對我國能源高質量發展的根本要求。特別是2020年9月習近平主席代表中國向全世界莊嚴承諾“中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”（以下簡稱“雙碳”目標）?！半p碳”目標的提出，為我國能源發展確立了清晰的階段性目標，明確了全新的、更高的要求[1-2]。

作為能源體系中的重要組成部分，油氣行業如何適應未來的發展，已成為當前的重大課題。在碳中和如此重大的國家戰略目標面前，油氣行業不僅不可缺席，而且還須主動作為、堅持可持續發展。為此，我國油氣行業需要掌握和預判世界能源發展的趨勢，落實國家低碳戰略要求，深化認識面臨的形勢，進一步明確未來油氣功能新定位，深入研究油氣可持續發展戰略。

1 世界能源發展的規律和趨勢

1.1 世界能源正在進行“第三次重大轉換”

能源是人類經濟社會發展的重要物質基礎。自19世紀以來，全球一次能源消費量、GDP和人口數量迅速增長。據BP的統計數據，2020年全球一次能源消費量達138×108t（油當量），比2000年增長約41%，比1900年增長約16倍；1900年以來GDP增長約160%，人均能源消費量增長約80%；世界人口從1800年的10億發展到現在約77億[3]。

人類文明發展進程也是一部能源發展史，能源推動人類文明進步，人類文明也在不斷探索新的能源。18世紀前，人類只限于對風力、水力、畜力、薪柴等天然能源的直接利用，特別是薪柴在世界一次能源消費結構中長期占據主體地位。18世紀后期，第一次工業革命引發各領域的技術創新和產業興起，隨著蒸汽機的發明，煤炭得到大規模的應用，并替代薪柴成為主體能源，自此完成從薪柴到煤炭的第一次能源重大轉換。19世紀末期，內燃機的發明推動石油化工產業發展，1965年石油取代煤炭成為第一能源，自此完成從煤炭到油氣的第二次能源重大轉換[4]?；茉吹陌l現和利用，極大地提高了勞動生產率，使人類由農耕文明進入工業文明，推動人類社會大繁榮、大發展，但與此同時也帶來了日益嚴重的環境污染和氣候變化問題，迫使人們反思只講發展不講保護、只講利用不講修復的發展方式。隨著科學技術的發展和“雙碳”目標的提出，在技術和政策的雙重驅動下，世界能源步入低碳轉型，自此開啟從傳統化石能源到新能源的第三次能源重大轉換。

從以上三次能源重大轉換歷程可以看出，能源發展就是主體能源不斷更替升級、能源轉化利用方式不斷進步提升的過程。在此過程中，主體能源的能量密度不斷提高、碳排放強度逐漸降低、技術依賴性不斷增強[5]（圖1）。在碳中和目標下，世界能源將加速低碳轉型，傳統化石能源占比快速下降，非化石能源加速成為主體能源，能源消費結構將由煤炭、石油、天然氣和新能源“四分天下”最終發展成為以新能源為主的“一大三小”新格局[6]。但是，能源轉型又是一個漫長的、漸進的過程，在未來很長一段時間內，石油、天然氣、新能源、煤炭都將在世界能源體系中占據重要的份額[7]。

圖1 1925—2020年全球一次能源消費結構變化趨勢圖

1.2 世界能源發展呈現出“四大趨勢”

盡管能源轉型是一個長期復雜的發展過程，但能源結構清潔化、能源生產科技化、能源消費電氣化、能源管理智能化已成為世界能源發展的“四大趨勢”，分述于下。

1）能源結構清潔化。上述三次能源重大轉換都具有低碳化、清潔化的特征，特別是正在進行的第三次能源重大轉換，以更加清潔的新能源替代二氧化碳排放密集的化石能源，更加顯著地體現了能源結構清潔化的特征。能源結構清潔化又可以細分為能源清潔化和清潔能源化兩個階段。短期內傳統化石能源仍然占據主導地位，能源結構清潔化更多的是低碳化石能源替代高碳化石能源，以及高碳化石能源自身的清潔開發利用。從長遠來看，能源發展必然走向清潔能源化，風能、太陽能、核能等新能源是第三次能源轉換的最終歸宿[8]。

2）能源生產科技化。由最初人類直接從自然界獲取薪柴燃燒使用，發展到煤礦開采利用，再到油氣田勘探開發，科學創新和技術進步在能源生產中發揮著越來越關鍵的作用[4]。煤炭、石油、天然氣等化石能源都屬于資源依賴型，所受限制主要在于資源的不可再生性。而風能、太陽能、核能等可再生能源的開發利用則高度依賴于科學技術，能否規?；б婊瘧酶嗟厥苤朴诳萍及l展進步。當前以科技化為導向的能源革命，將重塑世界能源版圖，使得每個國家都有可能憑借掌握關鍵核心技術來實現能源獨立。

3）能源消費電氣化。人類使用薪柴和煤炭都是以直接燃燒利用熱能為主；隨著蒸汽機和內燃機的發明，能源利用向動能轉換；后又隨著電磁感應的發現，能源利用開啟了電氣化時代。在碳中和目標下，能源使用將加快從以一次直接利用為主轉變為以電氣化二次利用為主，化石能源作為能源載體的直接使用量將逐步減少。預計到2050年，電能將成為最主要的能源載體，占全球能源消費量的比重將超過50%。各行業電氣化水平也將大幅度提升：建筑業電氣化率將從當前的32%上升到73%；工業電氣化率將從26%上升到35%；交通業電氣化率將從1%躍升到49%[9]。

4）能源管理智能化。以大數據、物聯網、人工智能為核心的信息技術正在重塑全球競爭格局，對能源轉型也起到了巨大的推動作用。能源技術與信息技術的深度融合，將推動能源行業數字化轉型、智能化發展，創新能源管理模式。構建能源互聯網，實現能源互聯、智能管理和調配，從集中式利用發展為智能化平衡用能，以清潔、智能、高效為核心的“新能源”＋“智能源”是世界能源轉型的必然趨勢[1]。

2 中國能源高質量發展所面臨的挑戰

中國已成為世界能源消費第一大國和二氧化碳排放第一大國。2020年，我國一次能源消費量達36×108t（油當量），占全球總量的26.1%，二氧化碳排放量達99×108t，占全球總量的30.7%。我國能源消費總量略低于美國和歐洲之和，但碳排放量卻遠高于二者之和。隨著我國工業化進程繼續推進，能源消費量和二氧化碳排放量還會持續增加[10]。我國的資源稟賦具有“富煤而油氣不足”的特點，長期以來，化石能源特別是煤炭占據能源消費的主體地位。2020年，我國一次能源消費結構中煤炭占比達56.6%，遠高于世界平均水平的27.2%（表1）。

表1 2020年世界主要國家和地區一次能源消費量、一次能源消費結構、二氧化碳排放量情況統計表

鑒于以上現實情況，加之我國從碳達峰到碳中和的過渡期只有30年，遠低于發達國家的平均過渡期，決定了我國構建“清潔低碳、安全高效”的能源體系，實現碳中和目標，要比其他國家任務更重、時間更緊，能源高質量發展面臨十分嚴峻的挑戰。

1）挑戰一：在以煤炭為主的能源消費結構下，如何實現煤炭清潔高效利用和能源穩妥有序接替。能源低碳轉型絕不是對煤炭產業實行“一刀切”，清潔能源不是只看“出身”，而是要看最終排放。煤炭不是不發展，而是由限制發展、減量發展到低碳轉型發展。立足我國的資源稟賦，同時考慮國家能源安全和經濟穩定發展的底線，煤炭的主體能源地位在短期內無法發生根本性變化，煤炭清潔高效利用成為能源轉型的關鍵。需要通過落后產能淘汰、現役機組改造、技術變革升級，加快形成技術密集型的清潔高效煤炭產業。隨著西方發達國家逐步退出燃煤發電，我國應利用既有的優勢，提升煤炭產業整體競爭力，成為世界煤炭高效清潔開發利用技術的引領者。未來，煤電的定位將轉向對國家能源安全和經濟社會發展的基礎保障性和新型電力系統的調節性。在大力推動煤炭清潔高效開發利用的同時，還需要加快治理散煤燃燒，逐步減少直至禁止散煤燃燒，推動煤炭、石油、天然氣和可再生能源的有序接替，確保能源轉型的穩健性和風險的可控性。

2）挑戰二：在油氣對外依存度持續攀升的情況下，如何保障國家能源安全。中國已經是世界第一大油氣進口國，據BP的統計數據，2020年我國原油總消費量達7.1×108t，國內原油產量為1.95×108t，天然氣總消費量達3 306×108m3，國內天然氣產量為1 940×108m3，供需缺口巨大，石油和天然氣的對外依存度分別高達73%和41%[10]。與此同時，我國油氣進口來源地集中于中東、非洲地區，運輸路線單一、海上通道嚴重依賴馬六甲海峽，面臨該海峽“鎖喉”的重大風險。我國已開啟全面建設社會主義現代化國家的新征程，經濟社會發展和人民日益增長的美好生活需要，將推動我國能源消費量持續增長。雖然中國油氣產量增長速度居世界前列，但仍然趕不上需求量增長的速度，預計到2050年我國在油氣方面依然將存在著很大的“赤字”，國內油氣供應仍將在很大程度上依賴進口（表2）。

表2 2050年世界主要國家和地區油氣凈出口量預測表

據國家能源局的信息，當前我國能源供需總體保持平衡，安全風險總體可控，2020年生產原煤38.4×108t，進口煤炭僅3.04×108t，煤炭基本可以實現自給自足，能源安全的主要風險就是過高的油、氣對外依存度。在實現碳中和的過程中，石油和天然氣在很長一段時間內仍將占據主體能源地位，保證油氣供應安全仍是重中之重。

3）挑戰三：在綠色低碳能源革命中，如何搶占能源科技制高點。能源行業正在從以往的要素驅動、投資驅動，轉向科技創新驅動，顛覆性技術突破將成為能源轉型過程中最關鍵的變量。新能源發展雖然呼聲正高、增勢正旺，但其分散性、不穩定性、成本高等弊端依然十分突出。哪一類能源能擔當“新能源革命”的主角、有希望發展成為未來支柱產業，前景仍不明朗[12]。能否在能源轉型這場大考中交出優異答卷，科學創新和技術進步是關鍵因素。油氣、氫能、核能、儲能等方面任何一項顛覆性技術的突破，都有可能主導世界能源發展方向、重塑世界能源格局。但技術創新是一個不確定的競爭性過程，從技術雛形到成熟應用的時間周期、顛覆程度都難以預測（圖2）。當前我國能源技術總體上仍然落后于發達國家，以美國為首的一部分國家對我國的技術限制和封鎖或將日益嚴厲。能否掌握關鍵核心技術，占領科技制高點，是我們應對國際競爭、維護國家能源安全、成功完成低碳轉型、如期實現碳中和的關鍵一環。

圖2 技術創新的4個階段示意圖

3 碳中和背景下的油氣功能新定位

實現能源轉型和碳中和，并非簡單的此消彼長，不是“清算油氣”“革油氣的命”，而是需要巧妙處理油氣等傳統化石能源與可再生能源的協同發展。在未來“清潔低碳、安全高效”的多元化能源體系中，各類能源各得其所，相互間既有替代關系，也有備份、協同關系。即使到2060年，石油和天然氣仍然是最重要的戰略資源之一，仍要堅持大力發展油氣行業。中國油氣行業需要立足既有優勢，在能源轉型中進一步擴大優勢，找準新定位，形成油氣與新能源協同發展的新優勢。

3.1 石油功能定位判斷

石油的戰略地位不可替代，是保障國家能源安全的“壓艙石”。我國能源總體對外依存度不高，風險集中體現在石油和天然氣方面。在油氣儲量產量難以滿足國內需求、高度依賴進口的情況下，全球地緣政治格局變化、國際能源格局調整、國際突發事件、能源市場波動都有可能危及我國的油氣供應。在碳中和目標下，雖然石油在能源消費結構中的占比將會逐漸下降，但仍然是保障國計民生不可替代的重要戰略物資，石油消費需求在短期內依然呈增長趨勢，其兜底保障國家能源安全的“壓艙石”地位穩固不變。

石油的原料屬性日益凸顯，是保障民生原料用品的“基石”。隨著終端用能電氣化水平不斷提高，成品油消費需求量將大幅度降低，但石油的原材料功能難以被取代，石油將逐步從燃料向原料轉型。隨著我國工業結構向低能耗、高附加值轉型，化工品原材料需求量正逐步上升。未來石油作為重要化工原材料的地位將更加突出，將逐漸形成以化工需求為主、成品油需求為輔的格局[13]。

3.2 天然氣功能定位判斷

從近中期來看，天然氣是與可再生能源互補協同發展的“最佳伙伴”。2018年9月召開的國際天然氣技術大會提出“天然氣是與新能源共生共榮的最佳伙伴”，可見天然氣在未來能源體系中的重要地位。在儲能技術取得突破之前，可再生能源發電不連續、不穩定的短板仍然突出，多種可再生能源大規模接入電網，將嚴重影響電力系統的安全穩定運行。天然氣發電技術成熟、清潔高效、穩定靈活，能夠及時補充可再生能源發電不穩定造成的供電缺口，具有“穩定器”的作用。構建天然氣與可再生能源有機融合的新型電力系統是最優現實選擇[14]。

長期來看，天然氣是能源從高碳向低碳轉型的“最佳伙伴”。當前及今后相當長一段時間內，可再生能源無法完全滿足我國巨大的能源需求量，其對化石能源的替代將是一個漫長的過程。天然氣是碳排放強度最低的化石能源，并且我國天然氣大規模穩定供應的資源和工業基礎最為扎實。天然氣將作為能源低碳轉型的“伴侶”，替代高碳化石能源，成為主體化石能源，滿足經濟社會發展對能源的需求，保障我國能源供應安全[15]。

4 中國油氣可持續發展的戰略選擇

實現碳中和，對油氣行業來說，既是前所未有的挑戰，也是前所未有的機遇。我國油氣行業需要察勢而明、趨勢而動、因勢而謀、乘勢而上，堅持以正確的戰略引領可持續發展。

4.1 堅持“國內穩油增氣”戰略

堅定不移立足國內，加大勘探開發力度，促進國內油氣增儲穩產上產，力爭實現原油年產2×108t、天然氣年產3 000×108m3并長期穩產，夯實國內油氣供應基礎，筑牢我國能源安全“壓艙石”。我國擁有的石油資源量為1 080×108t、天然氣資源量為210×1012m3；全國累計探明石油地質儲量389.65×108t，其中剩余技術可采儲量35.42×108t；全國累計探明天然氣地質儲量14.22×1012m3，其中剩余技術可采儲量5.52×1012m3[16-17]。我國的剩余油氣資源量和儲量，能夠支持石油穩產和天然氣增產。但當前油氣生產總體上還比較困難，需要解決資源接替、技術瓶頸、成本過高等一系列難題。2020年，我國非常規油氣產量突破0.7×108t（油當量），海洋油氣產量突破0.65×108t（油當量），非常規油氣、海域油氣、深層油氣已經成為我國實現“穩油增氣”目標的重要資源基礎。

國內油氣生產需要堅持常非并舉、深淺并重，完成從常規油氣向非常規油氣、陸上油氣向海上油氣開發、中淺層向深層超深層開采的“三大跨越”，實現資源有序接替[18]。貫徹“穩定東部、發展西部、加快海上”的方針，東部老油田還需深耕細作持續挖潛，通過大幅度提高采收率實現老油田持續健康發展；西部新區需加強風險勘探，重點攻關大型氣田，尋求大突破大發現，持續攻關非常規油氣勘探開發，促進非常規油氣產量大幅度提升；海域方面需加強資源評價和目標優選，大力發展勘探開發關鍵技術和工程裝備，加快海洋及深水油氣勘探開發[19]。

4.2 堅持“天然氣大發展”戰略

全球已進入漫長的能源轉型期，天然氣是從化石能源向可再生能源轉變的“最佳伙伴”。我國天然氣行業正處于發展“鼎盛期”，預計2035—2040年，天然氣將成為我國第一大化石能源，年需求量可能增至7 000×108m3以上。必須把天然氣作為重點發展的清潔低碳能源，大力發展天然氣產業，加強上下游合作，不斷完善產供儲銷體系，推動天然氣替代傳統高碳化石能源，支撐并滿足經濟社會發展對能源消費量增長的需求。持續加大國內天然氣勘探開發力度，特別是針對我國天然氣資源豐富、但品質總體偏差的特點，需要加大非常規天然氣勘探開發力度。2020年，我國非常規天然氣產量為732×108m3，約占當年全國天然氣總產量的38%，已成為我國天然氣增儲上產的重要接替領域[20]。積極“走出去”獲取海外優質天然氣資源，推動進口LNG、進口管道氣多元化發展，加強基礎設施和應急調峰能力建設，穩步提高天然氣儲備能力。大力發展天然氣發電，當好與新能源協同發展的“最佳伙伴”。2020年，我國天然氣發電量為247 TW·h，僅占全國總發電量的3.2%，遠低于世界平均水平的23.4%。需要加快推進天然氣發電裝機和并網，為可再生能源發電提供調峰支持，積極參與可再生能源領域投資，形成因地制宜、多能融合、協同互補的新型電力系統，實現天然氣與可再生能源的融合發展。

4.3 堅持“走出去”戰略

目前中國已經是全球最大的能源消費國。2020年我國能源消費量占全球總量的26.1%，原油進口量占全球原油貿易總量的19.8%，也是未來一段時期全球能源消費量增長的主要貢獻者[10]，未來中國油氣供應將更加依賴國際市場。全球油氣資源豐富，截至2020底，全球油氣可采資源總量為17 318.8×108t（油當量），包括常規油氣10 966.5×108t（油當量）和非常規油氣6 352.3×108t（油當量）。

全球油氣已累計采出2 391.8×108t （油當量），剩余油氣資源量巨大。特別是“一帶一路”沿線國家油氣資源相對集中，其剩余常規可采油氣資源量占全球總量的60%以上[21]。中國油氣行業需依托“一帶一路”國家戰略，堅定不移地“走出去”。加強與“一帶一路”沿線國家合作，加大海外油氣投資，突出資源評價，注重低碳資產，加大海外優質資產獲取力度。

大力實施自主油氣勘探開發，帶動國內上下游相關產業“走出去”。創新國際油氣合作模式，加強基礎設施互聯互通建設，打造互惠共贏的能源利益共同體，提升我國在全球能源治理體系中的話語權和影響力[22]。利用全球能源轉型中油氣供給中心多元化的趨勢，拓展油氣進口來源地，改變當前我國油氣進口集中于中東和非洲地區的態勢，開發多元化輸送通道，破解“馬六甲困局”，構建安全穩定的海外油氣供給格局。

4.4 堅持“創新驅動”戰略

2021年5月，習近平主席在中國科學技術協會第十次全國代表大會上提出，科技攻關要從國家急迫需要和長遠需求出發，在石油天然氣等方面的關鍵核心技術上全力攻堅、加快突破。油氣行業必須立足高水平科技自立自強，扎實推進創新驅動發展戰略，提升自主創新和原始創新能力，努力達到世界能源科技領先水平。

聚焦國家戰略需要，針對生產中亟待解決的難題，明確理論和技術創新的攻關方向和著力點。理論方面，以系統觀的視角，創新能源學研究，從地球、人類、能源三者相互影響與協同演化出發，探討能源轉型發展的理論內涵[23]。立足地球系統演化，從時間到空間尺度，研究各類能源形成分布、評價選區、開發利用、有序替代、發展前景等，對完善學科體系、促進能源發展、明確轉型方向、建設宜居地球具有重要的意義。

通過高效挖潛和發展大幅度提高油氣采收率技術，不斷提高老油氣田總體開發水平和效益；突破大型氣田勘探和復雜氣田提高采收率技術，努力發現大氣田，實現復雜氣藏高效開發；加強非常規油氣勘探開發技術研究，促進非常規油氣規模建產和效益開發；突破一批卡脖子關鍵技術，打造世界領先的工程技術裝備；攻關海洋及深水油氣勘探開發技術，推動海上深層油氣取得重大勘探突破，實現低品位油氣資源有效開發；加強海外油氣勘探開發技術研究，著重油氣資源評價和選區、深水油氣勘探開發、提高油氣采收率等關鍵技術，支撐“一帶一路”油氣勘探開發[24]。

發揮油氣產業的既有優勢，加快油氣與碳捕獲、利用與封存（CCUS）/碳捕獲與封存（CCS）技術融合發展，加強示范工程建設和示范應用，提升油氣產業鏈整體綠色低碳程度。抓住數字經濟新機遇，推動油氣技術與大數據、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術深度融合，以科技創新催生新業態，帶動油氣行業轉型進入多能互補、多網融合、智慧協同的“智能源”時代。

5 結束語

百年未有之大變局加速演進，新一輪科技革命和能源革命呼嘯而來，碳中和目標任務催人奮進。能源學的建立，突破了傳統單一能源學科的理論研究，以系統觀的視角，向研究地球、人類、能源三者相互關系與協同演化的范式轉變，用理論創新驅動傳統化石能源向新能源轉型發展。我國油氣行業需直面挑戰，抓住機遇，找準新定位，適應新角色，實現新發展，為保障國家能源安全、服務國家碳中和戰略、增進人類福祉“加油爭氣”。