新型能源體系建設下的油氣高質量發展研究

吳謀遠，王利寧，段兆芳，向征艱

（中國石油集團經濟技術研究院，北京 100724）

1 加快規劃建設新型能源體系的背景意義

能源是人類文明進步的基礎和動力，關系人類生存和發展，攸關國計民生和國家安全，對于促進經濟社會發展、增進人民福祉至為關鍵。當前，世界百年未有之大變局加速演進，新一輪科技革命和產業變革深入發展，能源低碳轉型加速推進，全球能源格局深度調整。面對新形勢、站在新起點、肩負新使命，需深入推進能源革命，規劃建設新型能源體系，助力全面建設社會主義現代化國家和中華民族偉大復興[1-2]。

規劃建設新型能源體系是應對外部復雜環境，著力提升能源安全的需要。當前，全球能源體系正經歷著深刻的歷史性調整，西方以能源為武器的大國博弈加劇，復雜政治環境下的能源安全問題成為各國關注的焦點。俄烏沖突引發的歐洲能源危機，更加反映出能源自給供應是國家發展最基本的戰略底線。我國是一個富煤、缺油、少氣的國家，原油、天然氣對外依存度高，連續5年分別保持在70%和40%以上。在國際能源市場環境不確定性加劇的今天，樹立底線思維，立足國內確保能源安全穩定供應，是保障國家能源安全和經濟安全的根本要求，也是我國參與全球能源市場的底氣所在。

規劃建設新型能源體系是推動經濟高質量發展的需要。發展是黨執政興國的第一要務，沒有堅實的物質基礎，就不可能全面建成社會主義現代化強國。目前，我國的現代化水平同發達國家相比尚有較大差距，人均GDP剛超過1萬美元，需要再翻兩番才達到中等發達國家水平。國際經驗表明，當人均GDP達到2萬～3萬美元時，人均用能達到峰值。我國人均能源消費量為3.5噸標準煤/年，只相當于美國的約1/3，德國和日本的約2/3。多方研究預測，到2035年，我國能源消費需在2020年水平基礎上再增加12億～15億噸標準煤，達到62億～65億噸標準煤，才能有效支撐基本實現社會主義現代化的目標。

規劃建設新型能源體系是實現碳達峰碳中和目標的需要。按照“雙碳”目標，我國要以全球歷史上最短時間，完成全球碳排放強度的最大降幅，必然面臨發展模式轉型、產業結構轉變、能源結構調整等一系列嚴峻挑戰。同時，低碳技術不成熟增加了轉型發展的不確定性，可再生能源的隨機性和波動性導致大規模接入時，電力系統成本增加和運行安全風險增大等問題日益凸顯。據測算，如果獨立電力系統中新能源電力占比達到40%，系統運行維護成本將與發電效益相當；傳統能源退出帶來的資產擱置和就業等問題也不容忽視。需要統籌抓好能源消費、供給、體制、科技、國際合作“五位一體”的總體布局，通盤謀劃、穩中求進，把傳統能源退出建立在新能源安全可靠的替代基礎上，才能確保能源體系健康可持續發展。

2 新型能源體系建設下我國能源發展路徑

以我國實現“雙碳”目標為導向，采用研究團隊開發的“世界與中國能源展望”模型，系統模擬未來中國能源發展轉型路徑及建設新型能源體系的階段。

2.1 模型方法

“世界與中國能源展望”模型是中國石油集團經濟技術研究院開發的能源系統模擬優化模型，用于定量化模擬不同發展情景下的中長期能源轉型趨勢，并已得到廣泛應用[3-10]。該模型涵蓋了煤炭、石油和天然氣等傳統化石能源以及水電、核電、風能、太陽能和生物質能等可再生能源，并充分考慮已有和研發示范的各種能源技術的影響。詳細刻畫了一次能源從開采、加工轉換到終端消費的全流程（見圖1）。

圖1 “世界與中國能源展望”模型

2.2 新型能源體系建設下的能源總體走勢

基于“世界與中國能源展望”模型，分析經濟社會、產業結構、技術進步等發展趨勢及建設新型能源體系目標，模擬得出未來我國能源轉型發展趨勢，具體結果如下：

我國一次能源需求于2035年前后進入峰值平臺期，峰值約64.3億噸標準煤，之后需求略有下降但維持高位，約57.0億噸標準煤以上。節能降耗與電能替代加速，帶動一次能源消費強度加速下降，碳達峰和碳中和階段年均分別下降2.8%和3.2%（見圖2）。

圖2 我國一次能源需求及年均增速

一次能源消費結構將由“一煤獨大”轉向“多元并存、多能互補”。展望未來，風、光等新能源爆發式增長，推動非化石能源占比持續快速提升，到2030年升至26%，2040—2045年突破50%，2060年達到80%?；茉凑急葎t持續下滑，其中，2030年和2060年煤炭占比分別降至46.0%和5.5%；油氣占比2040年前穩定在24.0%以上，而后逐步下降至2060年的14.5%（見圖3）。

圖3 我國未來一次能源消費結構

非化石能源“先立”滿足增量，化石能源“后破”被規模替代。碳達峰前是非化石能源的“先立”階段?；茉窗l揮供應基石作用，非化石能源快速發展，貢獻本階段能源需求增量的88%。碳達峰后是化石能源的“后破”階段?；茉炊ㄎ恢鸩睫D向關鍵原料與應急保障，非化石能源規模替代化石能源，新型能源體系加快建設（見圖4）。

圖4 碳達峰和碳中和階段各能源品種需求變化

2.3 新型能源體系建設的階段劃分初探

綜合考慮未來我國能源發展趨勢，新型能源體系建設可劃分為三大階段。

1）階段一：2020—2035年，新型能源體系筑基期。這一階段表現為化石能源消費逐步達峰，非化石能源逐步滿足新增用能需求，化石能源支撐新能源規?；l展，概括為“減煤控油增氣強新”。煤炭由穩向減過渡，煤炭清潔低碳利用力度持續擴大；石油穩健發展，消費逐步進入峰值平臺期；天然氣保持較快增長，繼續在減污降碳中發揮重要作用；風能、太陽能、儲能、氫能等新能源加快發展，更大規模滿足能源增量需求。

2）階段二：2036—2050年，新型能源體系建設加速期。這一階段表現為化石能源消費總量穩步下降，非化石能源加速替代傳統化石能源，傳統能源與新能源融合協調發展。此階段，煤炭更好發揮應急與兜底作用，助推新型電力系統建設；石油功能定位加速轉換，從以發揮燃料動力作用為主向原料功能過渡；天然氣廣泛應用于各個領域，消費逐步達峰；新型電力系統加快構建，助力非化石能源占比在2050年超過60%。

3）階段三：2051—2060年，新型能源體系全面建成和升級期。這一階段表現為高碳化石能源回歸原料屬性，做好兜底保障，非化石能源成為用能主體，我國能源自主能力進一步強化。

3 新型能源體系建設下油氣發展研究

3.1 新型能源體系建設下石油發展研究

我國石油消費轉入中低速增長階段。2010—2022年，我國石油表觀消費量從4.3億噸增至7.2億噸，年均增長4.3%，增速較2000—2010年降低2.5個百分點，石油消費轉入中低速增長階段。近年來，隨著傳統煉廠轉型升級，大型煉化一體化企業發展加速，我國煉油能力保持增長，2022年增至9.2億噸。

我國交通用油將于2025年前后達峰。交通用油是石油消費的主力，占比約55%。2000年以來，我國交通用油需求快速增長，從2000年的1.1億噸增至2022年的3.8億噸，年均增幅達5.8%。公路用油是交通用油的主力，2022年占比約83%。但近年來，新能源汽車快速發展對交通用油形成規模替代。受動力電池技術持續創新與基礎設施不斷完善等影響，消費者對新能源汽車安全性與行駛里程的擔憂減緩，我國新能源汽車發展維持快速增長態勢。2023年，新能源汽車銷量達到950萬輛，銷售滲透率達到34.7%，約替代成品油1 700萬噸。在此背景下，我國汽車保有量結構將加速轉變，新能源汽車占比加速提升，到2025年、2030年、2036年、2050年，預計先后突破10%、30%、50%和80%。隨著我國交通運輸方式優化與電氫等新能源應用規模擴張，交通用油增速將進一步放緩，并于2025年前后達到3.9億噸峰值。

受交通燃油需求達峰影響，我國石油需求將于2030年前達到7.8億～8.0億噸峰值。2030年后，盡管化工用油仍有所增長，但其他用油行業需求持續下滑，特別是交通用油與工業燃料，受產業結構優化與電能替代等因素影響需求快速減少，成為決定石油需求走勢的關鍵因素。預計到2060年，我國石油需求降至2.2億～2.5億噸，其中，交通用油較2025年減少3.2億噸，占石油需求減少總量的61%；而化工用油占比持續提升，到2060年增至66%，較2022年提高43個百分點（見圖5）。

圖5 我國石油需求

新型能源體系建設下，石油發展定位由“交通用能主體”向“經濟社會發展支撐原料”轉變，具體可化分為3個階段。2030年前，逐步達峰期：石油是交通領域的主體能源，交通需求規模較大、化工需求強勁，成為石油需求保持高位的主要動力。2031—2050年，穩步回落期：石油消費逐步從燃料為主轉向原料為主，成為經濟社會發展的重要支撐物質基礎?；び糜筒豢苫蛉?，達峰后將保持相對穩定。2051—2060年，原料主導期：隨著更多新材料被創造，石油的原料屬性價值不斷發掘，化工原料成為石油消費的主力。

3.2 新型能源體系建設下天然氣發展研究

中國天然氣消費進入快速增長期。2000—2022年，天然氣消費量由245億立方米增至3 675億立方米，年均增量156億立方米，年均增速13.1%，占一次能源消費的比重由2.2%升至9.1%，成為全球第三大天然氣消費國，僅次于美國、俄羅斯。已形成以城市燃氣（含交通）、工業燃料、發電、化工為主的四大應用領域。2022年，四大領域天然氣消費量占比分別為32.0%、39.7%、17.7%和10.6%。天然氣以其清潔、高效、低碳的明顯優勢，為大氣污染治理和美麗中國建設做出了重要貢獻。通過天然氣規模利用和“煤改氣”工程深入實施，工業和民用散煤用量大幅下降，北方地區清潔取暖率超額完成國家規劃目標，南方地區采暖用氣需求穩步上升，空氣質量得到有效治理。

新型能源體系建設下，天然氣成為支撐經濟社會全面綠色轉型的重要能源，持續替代高污染燃料、支撐新能源規模發展。天然氣發展定位由“清潔替代”進一步擴展至“減污降碳協同替代、支撐新能源規模發展”。碳達峰前，天然氣作為清潔的化石能源，在各領域得到廣泛應用，到2040年達到6 050億～6 500億立方米峰值，2022—2040年需求年均增加130億～140億立方米。達峰后，天然氣逐步被快速發展的可再生能源替代，需求穩步下降，到2060年預計為3 800億～4 000億立方米（見圖6）。

圖6 我國天然氣需求

天然氣發電調節能力強、限制條件少、布局靈活，是配合可再生能源靈活運行的有效電源，將在應對極端氣候、保障我國電力供應安全方面發揮重要作用。天然氣發電應用場景多元，可布局于城市負荷側滿足電力熱力缺口、西北及海上等大型能源基地配合風光等打捆外送、以及用戶側分布式智能化應用等。2023年，我國天然氣發電裝機容量超1.2億千瓦，2010—2023年年均增速超12%，占電力總裝機比重4.5%。長期看，氣電裝機規模將保持較快增長，到2040年達到5.0億千瓦峰值，此后通過配套加裝碳捕集、利用與封存（CCUS）裝置，推進與新能源深度融合發展。

4 思考與建議

新型能源體系建設是一項復雜的系統工程，涉及面廣、領域多，牽一發而動全身。油氣作為我國能源系統的重要組成，油氣行業可有效協調能源安全與可負擔性、可持續性之間的關系，為能源轉型積蓄能量，助力新型能源體系建設。

當前，我國原油產業鏈面臨安全生產成本高、能源利用效率待提升、技術突破難度大等問題，需做好三方面工作：一是要加大勘探開發，保障國家能源安全。堅持“先立后破”，持續開拓深層、深水領域，提高海外油氣權益產量，完善產供儲銷體系。二是要加快技術創新，支撐能源綠色轉型。如，過程降碳技術通過千萬噸級常減壓裝置換熱集成優化實現減碳2萬～5萬噸/年，通過千萬噸級煉廠氫氣優化實現減碳2萬噸/年；分子煉油技術對分離后的組分進行煉制，有效降低碳排放。三是要推進數智賦能，提升企業核心競爭力。有效利用AI、數字孿生等先進技術，在企業端開展數字化轉型、網絡化協同和智能化發展，提升全業務流程、全生產要素的數智化水平。

當前，我國天然氣行業發展不協調、不充分問題依舊突出，產供儲銷體系建設任重道遠，綠色低碳轉型面臨諸多挑戰。天然氣需在供應保障、價格機制、技術創新等多方面突破以贏得發展空間。一是要加大增儲上產和儲備力度，增強貿易靈活度，提升供應安全保障水平。二是要持續推進天然氣和電力市場化改革，通過理順價格機制體現能源的低碳靈活性價值。三是要把天然氣和氫作為連通傳統能源與可再生能源的載體，促進天然氣和氫在上中下游各環節的融合，形成互補、增益、協同的低碳能源互聯網絡。四是要重視天然氣行業自身生產的清潔化、低碳化、高效化發展，重點攻關CCUS等技術。