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麻省理工学院公布研究报告天然气前景可期-【zixun】

发布时间:2021-10-12 17:45:05 阅读: 来源:浴缸厂家

麻省理工学院公布研究报告:天然气前景可期

中国页岩气网讯:编者按:6月25日,麻省理工学院公布了《天然气的未来》中期研究报告,从技术、经济、政治、国家安全和环境等方面出发,全面系统地讨论了直到2050年美国和全球天然气(包括非常规天然气)的资源和利用潜力,并提出了多项政策建议。

这项研究是麻省理工学院在能源领域多学科综合性系列研究的最新成果,主要面向高层政府部门。我国天然气消费正在不断增加,而中国又是贫油少气的国家,了解和积极参与全球天然气资源开发和市场发展,加大国内天然气和非常规天然气的勘探开发及相关科学技术研究将是未来能源工作的重点。从这个意义上说,这份报告具有重要的参考价值。

页岩气资源值得重视

天然气现已成为有关能源、安全和气候争论的焦点。

从全球来看,天然气供应是丰富的,且大部分开发成本相对较低。目前对剩余可采天然气资源的预测值中,一般为16200万亿立方英尺,是全球天然气消费量的150倍。此外,最低和最高的预测值分别为12400万亿立方英尺和20800万亿立方英尺。在一般预测值中,大约9000万亿立方英尺是经济可采资源,井口价为4美元/MMBtu或更低。

报告认为,全球丰富的天然气资源预示着近期至中期天然气利用将极大扩张,特别是电力生产。在美国,未来数十年天然气占能源结构的比例将不断增加,其中,非常规天然气尤其是页岩气将对未来美国能源供应和CO2减排产生重要贡献。

过去5年里对美国页岩气可采量的评估大幅上升。目前一般预测约为650万亿立方英尺,最低和最高预测值分别为420万亿立方英尺和870万亿立方英尺。一般预测值中,大约400万亿立方英尺是经济可采的,井口价为6美元/MMBtu或更低。

美国部分原来不产气的地区具有丰富的页岩气资源,开发这些资源将改变全美天然气生产和分配格局。

报告提出,页岩气开发的环境影响是可控的,但仍具有挑战性。最大的挑战是水管理,特别是压裂流体的有效处理。对于从未进行过大规模天然气生产的地区,页岩气开发的扩大需要相应地扩建管道、储存和处理基础设施。这方面的限制需要在用天然气替代煤炭的决策中加以考虑。

天然气开发应与其他低碳技术同步发展

不过,长期来看,非常严格的碳排放约束将限制包括天然气在内的所有化石燃料,除非碳捕获与封存技术与其他低碳替代燃料相比具有竞争力。

新的科学技术运用,特别是对于非常规资源来说,能够在美国天然气供应与进口之间的长期经济竞争中产生显著贡献,能够优化资源利用、降低成本,减少天然气的环境足迹。

即使在假定的CO2排放政策压力下,美国天然气利用预计到2050年将大量增加。在到2050年CO2减排50%的情景下,利用全球经济模型和包括了不确定性的天然气价格曲线,相关CO2排放价格的主要影响是能源需求减少并在电力领域以天然气替代煤炭。实际上,天然气发电为低碳环境下其他技术的竞争树立了一个标杆。

对此情景可能产生影响的一个主要因素是技术进步可能降低替代能源的成本,特别是可再生能源、核能以及碳捕获与封存(CCS)。

更严格的CO2减排目标(如80%)就可能要求电力部门完全除碳化。这必须使相竞争的低碳技术获得高速发展,包括应用于煤炭和天然气的CCS技术。如果因为对天然气资源的乐观评估而忽视了对目前成本较高的技术的开发,这将是严重的政策错误。相反地,对这些技术进行政策扶持和长期性补贴而在中短期内将天然气排除在外也是一种错误的做法,因为这将显著增加CO2减排的成本。

一些政府和类政府的RD&D项目在非常规天然气资源开发中取得了重要成就。这些项目与短期生产税激励相结合,成为当今非常规天然气事业的重要推动因素。

电力部门是天然气使用主力

天然气的总体利用存在弹性,在三大应用部门(电力、供暖、工业)中,任意一个部门用量的减少都将导致价格降低以及其他部门用量的增加。

电力部门是在CO2排放约束下天然气最主要的增长领域。

由于变化性和不确定性,间歇性电力资源,如风能和太阳能的扩大将显著影响天然气的产能及其在电力部门中的利用。这些影响短期内体现在调度模式的响应上,长期则体现在产能的增加和减少对间歇性资源大规模引入的灵活响应上。

在美国,天然气及其他燃料得到高效利用的机会很多,发电可以从煤炭转换为以天然气为燃料。用天然气替代煤炭可在近期内对CO2排放产生重要影响,美国煤炭利用中有相当一部分是低效的火力发电站,不适合采用碳捕获技术,并且还有相当一部分天然气联合循环(NGCC)发电能力未得到充分利用。

美国压缩天然气(CNG)汽车运输市场的发展为天然气利用的扩大和CO2减排提供了机遇,但近期内要成为天然气新的主要市场或减轻美国对石油的依赖性还为时过早。不过,在碳约束情景中可以看到本世纪中期以前,私人汽车市场会出现明显增加。液化天然气(LNG)目前对长途卡车来说还没有表现出经济上的吸引力,主要问题是成本以及需要低温储存。

天然气制甲醇已经得到大规模工业利用,这是一种具有成本竞争力并可减轻对石油依赖的常温液体交通燃料。不过与汽油相比对碳排放的影响不大。

市场与地缘政治

经济对全球天然气市场和贸易的支配程度在未来数十年里将会增加,主要影响体现在投资与天然气进口。

与其他化石燃料相比,天然气的碳足迹明显更低,加上北美非常规天然气供应的发展以及低碳替代能源的高成本和进展缓慢,使人们意识到天然气将成为通往低碳未来的“桥梁”。

目前,北美、欧洲和工业化的亚洲已形成了区域化市场。其中美国天然气市场较为完善,不需要制定特殊政策来使其对CO2减排作出实质性贡献。而国际天然气市场处于整合的早期阶段,还存在许多有待解决的障碍。如果形成一个更为整合的市场,各国可以在同一经济基础上从事天然气生产与贸易,这样将增加当前区域性市场之间的贸易。

研究报告指出,加强国际天然气市场的流动性符合美国的利益,将降低美国的天然气价格,增强全球供应多样化并迅速弥补供应中断,美国将在未来数十年间成为LNG主要净进口国。

本项研究发现,对美国天然气供应的乐观或悲观预测,以及价格波动和政策变化,常常导致成本高昂的投资决策。而全球天然气市场在本项研究的时间范围内可能产生剧烈变化。

作为全球性常规天然气资源集中的结果,政策和地缘政治在全球供应和市场结构中扮演了重要角色。报告提出,一些相关问题将越来越频繁地出现在美国能源与安全议程之中:包括美国的盟国在内对天然气的依赖可能制约美国的对外政策选择;新的市场参与者可能给透明市场的发展带来阻碍;对天然气管道和管线控制的争夺在关键地区非常紧张;较长的供应链增加了天然气基础设施的脆弱性。

高层建议

以上这些因素交集在一起成为当前能源与气候变化政策争论的中心。本项研究的首要目的是为这些争论提供全面的技术性分析。特此提出建议:

1.为使美国丰富的天然气资源对社会的价值最大化,美国的CO2减排政策应设计为创建一个“公平竞争环境”,使所有能源技术能够在由法定CO2排放目标制约的公开市场中互相竞争。对所有燃料来说,没有长期性补贴或享受其他特殊政策待遇的CO2价格是实现这一目标的最有效方法。

2.在尚未制定这类政策时,中期能源政策应试图尽可能实现公平竞争环境方案的效果。至少在近期有必要实现减少能源需求并用天然气替代部分燃煤发电。

3.尽管需要一个公平竞争环境并制定碳排放价格,仍需开展RD&D活动并在有限时间内对长期内有竞争力的低排放技术予以定向补贴,包括可再生能源、煤炭和天然气发电碳捕获与封存以及核能。

4.用NGCC发电替代燃煤发电应是近期内CO2减排的主要选择。

5.在间歇性可再生电力大量增加的情况下,应制定或采取政策和监管措施(如辅助服务或容量机制)使天然气发电的投资达到与之相适应的水平。

6.应当消除天然气作为交通燃料(包括CNG和LNG)的监管和政策障碍,使其能够与其他技术相竞争。这有利于减少石油依赖,且CNG还能减少碳排放。

7.出于经济和全球安全考虑,美国应寻求制定政策以促成高效、全面、透明、供应多样化且由经济因素决定的全球天然气市场。

8.随着全球需求和国际贸易的增长,在国内和对外政策中应采取下述措施:将能源问题全面纳入美国对外政策制定之中;支持国际能源署(IEA)加强对天然气的关注,并将新兴市场(例如中国、印度和巴西)作为不可或缺的参与者吸收到IEA的活动中来;在非常规天然气资源的战略扩张中实现关键技术共享;保障天然气基础设施的物理和信息安全,满足全球天然气输送体系日益扩大和互联的需要;促进国内天然气的高效利用,鼓励减少生产国国内利用的补贴。

9.为确保非常规天然气资源的最大利用,应当在范围和规模上大大增加对非常规天然气开发,特别是页岩气开发研究的政府支持。尤其是应纳入一个全面和完整的研究计划,建立起对美国页岩资源的系统了解。此外,应研究减少压裂用水量,开发具有成本效益的水循环利用技术。

美国地质调查局应加快改进对非常规天然气资源的评估方法。

此外,工业界和各级政府应加强协调,通过研究和监管措施使页岩气开发的环境影响最小化。压裂操作过程和水管理的透明化是关键。应当加强石油和天然气田开发中最佳实践经验的交流。制定综合性区域用水和处置计划并公开水力压裂流体相关信息。

10.政府和国会应当支持有关环境保护和国内天然气供应的RD&D活动。一方面能源部应持续将重点放在基础研究项目;另一方面应由工业界发起一个互相协作的“预算外”计划,重点放在可产生相对短期影响的技术开发与示范以及技术转移。

(中国科学院国家科学图书馆武汉分馆 张军/编译)

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