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“双碳”背景下中国油气工业的发展前景剖析
童亨茂
中国石油大学（北京）地球科学学院
“双碳”是“碳达峰”和“碳中和”的简称。随着国内外许多国家“双碳”规划的提出（我国“双碳”目标是2030年前实现“碳达峰”， 2060年前实现“碳中和”），与化石燃料相关的能源行业（主要是油气工业和煤炭工业）受到了很大的冲击，油气工业也被普遍唱衰，被蒙上了一层阴影，给油气工业的从业人员、石油院校的师生、以及打算报考油气相关的学子的心理产生了不良影响。
笔者通过中国经济发展趋势及潜在的能源需求、目前中国的能源结构、绿色能源的发展现状和趋势等方面的综合分析，发现“双碳”背景下中国油气工业的前景并非如人们想象的那么悲观，而且近期还有很大的发展空间和机遇。分析如下。
1、中国经济的高速发展和汽车数量的不断增长决定能源需求的不断增长
改革开放以来，中国经济持续高速增长，带来了能源需求的直线增长。而未来，随着中国经济的发展，对能源需求增长的趋势推测难以改变。虽然我国大力倡导和推动技术革新来降低单位GDP的能耗，但根据目前的科技现状，近期内（比如到中国“碳中和”目标的2060年）单位GDP的能耗难以革命性地降低，经济的增长预测还会伴随能源需求的增长。
近20年来中国汽车数量的爆发式增长，更加剧了中国能源需求的增长态势，其中对油气需求的增长相对更大。虽然绿色环保汽车是未来的发展趋势，但随着汽车数量的增长，能源消耗增长的趋势不会改变。所谓的“新能源汽车”实质上是电瓶汽车。电瓶汽车和氢燃料汽车虽然环保，但一次能源并非就是新能源。发展环保汽车如不改变一次能源的属性，碳排放只是地点的转移（主要是从城市转移到火力发电厂地区），而排放总量不会发生改变，而且有可能还增加一定的数量（电力传输过程中的能量损耗）。
因此，中国经济的不断高速发展和汽车数量的不断增加，决定对能源需求的不断增长。
2、不断增加油气（特别是天然气）在化石燃料中的占比，碳排放总量就会不断下降
由于中国比较独特的地质条件（煤炭资源特别丰富）和作为发展中国家的经济和科技状况，与世界（特别是发达国家）相比，中国的能源结构比较特别（图）：①煤炭占比58%，比世界的平均水平（29%）高出一倍；②石油和天然气分别占比16%和6%，合计为22%，与世界的平均水平（分别为33%和24%，合计为57%）合计相差35%；③绿色能源（为无碳能源，包括水电、核能和新能源）中国占比20%，比世界的平均水平（14%）还高出6%，尤其是水力能源中国特别丰富，中国水电占比17%，比世界的平均水平（7%）高出10%。也就是说，我国目前化石能源的占比（80%）比世界的平均水平（86%）还低6个百分点，这是中国实现“双碳”目标的有利基础。
图 2020年中国和世界的能源结构（资料来自网络）
值得注意的是，不同化石燃料单位质量的热值是不一致的。煤炭的热值一般为10-25MJ/kg，而原油、天然气及液化天然气（液态）的热值则分别为41--45 MJ/kg、36 MJ/kg和88-105 MJ/kg。单位质量油气的热值大约是煤炭的3倍。除此之外，由于油气组成中除碳（C）以外，还有氢（H），其中天然气（以CH4为主）中碳的占比相对最低。这样，单位能量的碳排放，油气是煤炭的三分之一以下。
因此，在化石能源总量一定的前提下，提高油气的占比就可以降低碳排放量。通过简单的估算，在化石能源的总量保持不变条件下，若中国的煤炭能源占比降低到世界的平均水平（29%），而油气能源占比从22%提高到61%（提高29%），碳排放总量就可以下降25%。如其中的天然气占.比提升的话，碳排放量还可以进一步下降。也就是说，在化石能源总量一定的条件下，油气能源占比每提升1%，碳排放总量就可以下降接近1个百分点。这样，发展油气来替代煤炭（尤其是天然气），就可以不断降低碳排放总量，从而为实现“双碳”目标作贡献。
3、绿色能源在近期内（如到2060）推测难以占据主导地位
绿色能源（无碳能源，包括太阳能、水力能、风能、地热能、核能、潮汐能等）的发展可以从根本上解决碳排放问题，但这需要一个过程。
包括中国在内的许多国家对绿色能源的发展十分重视。然而，通过几十年的发展，除传统的水力能外，其它绿色能源累加所占的能源百分数在大多数国家还是个位数，可见绿色能源的发展并非那么容易。
对于绿色能源未来何时能占主导地位以及具体的发展途径，不同学者的观点存在很大的差异，难以有一个准确的预测。按照笔者的理解，绿色能源根本的解决途径是核聚变的商业应用（即所谓的“人造太阳”），其它途径估计都比较困难。当核聚变真正实现普遍意义上的商业应用后，人类的能源问题就可以得到彻底的解决。但笔者推测，这个目标在未来的50年内难以实现。
按照上述分析，绿色能源在近期内（如到2060）很可能难以占据主导地位。
从上面的分析可以看出，在核聚变商业应用没有取得突破的情况下，考虑到我国特殊的能源结构和经济发展的趋势，进一步大力发展油气，不断用油气替代煤炭，提升油气在化石燃料中的比重，可以不断地降低碳排放，是中国实现“双碳”目标的重要举措和可能的必由之路。因此，在“双碳”背景下，油气工业近期发展不仅不应该被唱衰，而且产生了新的发展机遇。这一认识值得引起能源主管和能源相关部门的注意，也可以提升油气从业人员、石油院校的师生及公众对油气工业的信心。
当然，①从长久的发展趋势看，包括油气在内的化石燃料行业总体是夕阳行业，这不仅是绿色经济发展的需要，也决定于化石燃料的不可再生性；②中国要实现“双碳”目标，近期不仅要发展油气，提升油气在化石能源中的占比，更重要的是发展绿色能源和CO2的处理技术。
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