海洋科普 | 天然气，从哪里来？
leejiafu
发布于
2022-10-29 14:22
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分类专栏：海洋科普
PART01天然气概述天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷的含量占95%以上，燃烧后只有二氧化碳和水。从气藏特征与成藏机理以及采用传统开采技术能否获得经济产量的角度，天然气分为常规天然气和非 ...
天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷的含量占95%以上，燃烧后只有二氧化碳和水。从气藏特征与成藏机理以及采用传统开采技术能否获得经济产量的角度，天然气分为常规天然气和非常规天然气两大类，其中非常规天然气包括致密气、页岩气、煤层气及天然气水合物等；从运输方式的角度，天然气可分管道天然气（PNG）和液化天然气（LNG）两大类。
天然气作为最清洁的化石能源，是一种高热值、高效、清洁的气体，在人类生存生活中具有重要地位。天然气的热值为36MJ/m3，工作效率为90%。据测算，天然气燃烧所造成的污染仅为液化石油气（石油提炼）的1/40，煤炭的1/800。因此，天然气被视为21世纪满足能源需求、改善能源结构、保护大气环境的主要清洁高效能源。大气污染防治和全球气候变暖为全球天然气发展创造了历史性机遇，天然气在能源革命中将起到重要的作用。分析全球天然气供需形势，对促进全球天然气工业的发展和缓解环境问题具有重要的意义。
全球主要天然气分布 (Squire Energy Ltd，2022)
按地区划分的天然气产量年天然气产量，
以太瓦时(TWh）当量计算 ( Statistical Review of World Energy - BP (2022))
全球天然气储量分布相对集中。截至2018年底，全球天然气剩余探明可采储量为196.9万亿m3，约72%分布在中东和独联体国家。探明剩余可采储量前五名的国家分别为俄罗斯（38.9万亿m3）、伊朗（31.9万亿m3）、卡塔尔（24.7万亿m3）、土库曼斯坦（19.5万亿m3）和美国（11.9万亿m3），合计占全球探明剩余可采储量的64.5%。我国天然气探明剩余可采储量6.1万亿m3，占全球探明剩余可采储量的3.1%，全球排名第七。
全球天然气探明剩余可采储量分布情况和全球前十名国家天然气探明剩余可采储量 (据互联网资料) 常规天然气主要集中分布在欧亚大陆和中东地区，欧亚大陆和中东地区的常规天然气剩余技术可采资源量分别为134万亿m3和103万亿m3，合计占全球常规天然气剩余技术可采资源量的近一半。非常规天然气主要集中在北美洲和亚洲地区。亚太地区的致密气和煤层气剩余技术可采资源量均为21万亿m3，位居全球各大区首位。北美洲和亚太地区的页岩气剩余技术可采资源量分别为61万亿m3和53万亿m3，合计占全球页岩气剩余技术可采资源量的近一半。
各国人均天然气探明剩余可采储量差距巨大。卡塔尔、土库曼斯坦和文莱的人均天然气探明储量位居前三，分别为887.95万m3/人、333.28万m3/人和69.94万m3/人。卡塔尔是第二名土库曼斯坦的2.5倍，是第三名文莱的12.6倍；美国为3.64万m3/人，全球排名第23位；我国为0.44万m3/人，全球排名仅第38位；印度为0.1万m3/人，全球排名倒数第一。单位国土面积上的天然气探明剩余可采储量高的国家大部分位于中东地区。卡塔尔、巴林、科威特位居前三，分别为22亿m3/km2、2亿m3/km2和0.94亿m3/km2。
2020年全球天然气储量 (BP Statistical Review of World Energy，2021) 2010年和2020年全球天然气探明储量
排名前列的国家（单位：万亿平方米）
(Sönnichsen,,2021)
1990-2021年天然气生产 （BP Statistical Review of World Energy， 2022)
天然气资源的地质概念图 (United States Geological Survey acts heet 0113-01)
干线天然气运输（管道）系统上输送的天然气必须满足特定的质量措施，以便管网（或电网）能够提供质量均匀的天然气。井口天然气可能含有污染物和碳氢化合物气体液体（HGL），必须先去除这些污染物和碳氢化合物气体液体（HGL），然后才能将天然气安全地输送到将天然气输送给消费者的高压长距离管道。天然气通常从天然气和油井通过管道收集系统输送到天然气加工厂进行处理。
天然气生产与运输图 (U.S.Energy Information Administration, 2022) 2018年，全球PNG出口总量8053.5亿m3，同比增长8.7%。出口量位居前三名的国家为俄罗斯（2230亿m3）、挪威（1143亿m3）和加拿大（772亿m3），分别占总量的27.7%、14.2%和9.6%。其中，俄罗斯的PNG出口至欧洲地区（1938亿立方米）和其他独联体国家（292亿m3），同比增加76亿立方米；挪威的PNG出口至英国（326亿m3）、德国（247亿m3）、荷兰（207亿m3）、法国（196亿m3）等欧洲国家，同比增加51亿m3。设计输送能力380亿m3的中俄天然气管道东线工程将于2019年底初步通气，2023年全面建成，俄罗斯的PNG出口量有望进一步增加。
2018年，全球LNG出口总量4309.7亿m3，同比增长9.4%。出口量位居前三名的国家为卡塔尔（1048亿m3）、澳大利亚（918亿m3）和马来西亚（330亿m3），分别占总量的24.3%、21.3%和7.7%。卡塔尔的LNG主要出口至韩国（195.7亿m3）、日本（135.1亿m3）、中国（126.9亿m3）和印度（147.7亿m3），澳大利亚的LNG主要出口至日本（391.0亿m3）、中国（320.8亿m3）和韩国（107.6亿m3）。
全球天然气管道网络 (Snam Global Gas Report， 2017)
2018年全球前十名PNG进口地区
和LNG进口地区(互联网资料)
当前全球天然气业务面临世界宏观气候环境和国家内部碳减排政策的双重压力。在能源替代方案尚未成熟的情况下，欧洲和澳大利亚等许多发达地区和国家政府及组织机构纷纷出台了较为激进的碳减排政策。例如，2020年12月，欧盟27国领导人峰会就更高的减排目标达成一致，决定到2030年欧盟温室气体排放较1990年减少55%以上；澳大利亚作为《巴黎协定》的签署国，联邦政府承诺将在2030年将碳排放水平降至2005年的26%~28%，且各州政府已分别做出2050年实现净零排放承诺，其中首都领地地区已禁止新天然气接入项目，明确提出2045年前将逐步弃用天然气。世界能源市场结构将发生较大变化。但应对气候变化的政治框架，决心宣誓多、有效的载体和抓手少，天然气业务发展面临内忧外困。
中国天然气产业从新中国成立初期发展至今天大致可以分为三个阶段，第一个阶段在1950～1996年，在此阶段天然气发展规模较小，消费局限在新疆、川、甘、宁等地区，以气源区就近消费为资源的主要消费导向。第二个阶段在1997～2005年，此时段为拓展期，天然气产业在政府主导下有序进行，消费区域随着跨区管道的大范围建设而逐渐扩大，此阶段国内能源资源的持有量决定消费量。第三阶段在2006年以后，此时我国天然气正式进入快速发展时期，以苏里格致密气为大气田，在西气东输建设过程中逐步贯通各个管道，增加天然气储产量，促使天然气储产量大幅上升。在我国主管道高速发展的背景下，分销网络逐渐贯通的同时，天然气价格改革机制开始试点发展，并呈现出市场化的发展趋势，我国天然气产业与国际其他国家相比起步相对较晚，因此在天然气结构方面存在体系内容缺失、互联互通体系建设缺失的短板，但是我国在天然气产业方面发展速度较快，未来仍具备极大的发展潜力。
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