天然氣作為一種能源為人類了解和(當(dāng)作燃料)利用，已經(jīng)有2000多年的歷史，但是，作為重要的能源和化工原料為社會所重視和大力開發(fā)利用還是近百年的事。當(dāng)今，天然氣所以受到重視，原因是多方面的。首先現(xiàn)代科技和生產(chǎn)手段已使天然氣利用成為較為容易的事；其次，作為氣態(tài)能源，天然氣在運(yùn)輸和利用上有其特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)；第三，與其他礦物能源(煤炭、石油、核燃料)比，天然氣是優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的環(huán)境友好能源；第四，隨著科技進(jìn)步，天然氣在化工領(lǐng)域等的利用，已經(jīng)顯露出更為廣闊的前景；第五，最重要的是天然氣資源豐富，目前天然氣已探明儲量和待發(fā)現(xiàn)的資源均已超過石油(至1997年底，世界石油探明儲量為 1409億噸，世界天然氣探明儲量為144.76萬億立方米，按熱值折合約1447.8億噸石油)。因此，天然氣的開發(fā)利用已成為我國能源戰(zhàn)略調(diào)整的組成部分，大規(guī)模開發(fā)利用勢在必行。研究天然氣的開發(fā)利用問題，也就成為極為重要的戰(zhàn)略課題。
一、我國天然氣資源及開發(fā)利用現(xiàn)狀
1.我國天然氣資源情況
據(jù)1994年完成的全國第二次油氣資源評價和預(yù)測，我國常規(guī)天然氣資源總量約38萬億立方米，其中陸上約30萬億立方米，海域約8萬多億立方米。此外還有煤層氣資源量約30～35萬億立方米。目前探明天然氣的氣田和油氣田有260多個，其中氣田140多個。最主要的氣田，陸上有四川盆地、鄂爾多斯盆地、塔里木盆地、柴達(dá)木盆地、準(zhǔn)葛爾盆地、吐哈盆地、松遼盆地等，海上有南海的鶯歌海和瓊東南海域、東海長江口海域、渤海灣西部和珠江口大陸架等。截止 1996年底全國已探明天然氣儲量1.8萬億立方米，其中油田氣3000多億立方米，氣田氣1.5萬億立方米。我國天然氣資源“八五”期間探明儲量增長很快，5年新增探明天然氣儲量7000多億立方米。近年來平均年增探明儲量1000億立方米，預(yù)計(jì)增長勢頭還可持續(xù)20多年。2000年天然氣探明儲量累計(jì)可達(dá)到3～3.5萬億立方米；2010年累計(jì)達(dá)到4.4～4.9萬億立方米；2020年累計(jì)達(dá)到5.65～6.15萬億立方米。我國天然氣經(jīng)濟(jì)技術(shù)可采資源量，約為11萬億立方米，按世界天然氣開采大國(如美國、俄羅斯、伊朗、委內(nèi)瑞拉、墨西哥、加拿大等國)目前實(shí)際的采出速度上限 (1.03～1.26％)1.26％計(jì)算(每年天然氣產(chǎn)量為1376億立方米)，能夠開采80年?？梢?，我國的天然氣資源相對而言還是比較豐富的。
2.開發(fā)利用現(xiàn)狀
我國是世界上最早利用天然氣的國家之一，早在公元前三世紀(jì)，四川就有用天然氣熬鹽的記載，但是大規(guī)模的開發(fā)利用是新中國成立以后的事。
進(jìn)入本世紀(jì)80年代以后，我國天然氣開發(fā)利用有了更快的發(fā)展。“八五”期間無論從探明儲量、還是從生產(chǎn)能力上講，都有了很大的增長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了解放以來 40年的總和。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1996年底，全國已投入開發(fā)的氣田有108個，天然氣產(chǎn)量為201.3億立方米，其中油田伴生氣所占比例為產(chǎn)量的1/3，而氣層天然氣已達(dá)到產(chǎn)量的2/3。天然氣運(yùn)輸能力(管道運(yùn)輸能力)，也有了長足的進(jìn)步。到1996年底，我國天然氣輸氣干線管道總長3700公里，商品輸氣量 104億立方米。近幾年建設(shè)的陜京輸氣管道全長860公里；崖13－1—香港天然氣(海底)輸氣管線全長778公里，以及靖(邊)—西(安)輸氣管線、靖 (邊)—銀(川)輸氣管線等一批干線輸氣管道相繼投運(yùn)，使我國天然氣管道在建設(shè)規(guī)模、管道的整體技術(shù)和自動化等方面，跨入世界水平的行列。目前我國天然氣主要用在工業(yè)(鍋爐)燃料、化工(合成氨、尿素、甲醇)原料等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，民用相對較少，其中作為能源的約占70％，作為化工原料的約占30％，利用現(xiàn)狀詳見圖1所示。
二、世界天然氣開發(fā)利用狀況及發(fā)展趨向
世界天然氣的開發(fā)利用，應(yīng)該以 1925年美國鋪設(shè)第一條天然氣長輸管道(路易斯安那州北部至德克薩斯州博芒特市)作為現(xiàn)代工業(yè)利用的標(biāo)志。這條管道全長達(dá)到347公里，管道的口徑為 357～457mm。它不僅把天然氣作為商品大量推向市場，而且促進(jìn)了天然氣的化工利用，開創(chuàng)了天然氣利用的新時代。
1.本世紀(jì)20年代以來天然氣開發(fā)利用進(jìn)入持續(xù)快速發(fā)展期
管道的建設(shè)，加快了天然氣進(jìn)入市場的步伐，天然氣利用規(guī)模和利用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，逐步提高了人們對天然氣的認(rèn)識。和其他能源比，天然氣有許多優(yōu)勢。例如，天然氣可以通過管道輸送，比煤炭和石油使用起來更加便利；用途多，可以廣泛地使用在化工、發(fā)電等工業(yè)和商業(yè)、居民生活等領(lǐng)域；污染很小(大體為煤炭的 1/800，石油的1/40)，被稱為大自然賦予的“綠色能源”。同時，天然氣的價格，約為石油的80％左右，因此大大增強(qiáng)了天然氣對石油和煤炭的競爭力。自20年代以來，天然氣工業(yè)首先在美國和歐洲發(fā)展起來。進(jìn)入本世紀(jì)中期以后，發(fā)展速度逐步加快，涌現(xiàn)了以美國及前蘇聯(lián)為代表的世界天然氣大國。70年代至現(xiàn)在，天然氣工業(yè)在全世界更大的范圍蓬勃發(fā)展起來，中東、西北歐、拉美等地的天然氣工業(yè)也相繼迅速崛起。據(jù)統(tǒng)計(jì)從1970年至1996年的26年間，世界天然氣產(chǎn)量年平均增長3.14％，同期世界天然氣剩余可采儲量年平均增長4.88％。天然氣在世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重迅速提高，由1950年占總能源的10.1％，提高至1990年的23.9％，成為世界第三大能源。天然氣工業(yè)正處在一個持續(xù)、快速增長期。
2.天然氣對世界經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展起著越來越大的作用
天然氣的氣態(tài)特性使它作為能源利用具有方便、干凈、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，其物化特性使它在一碳化學(xué)、有機(jī)合成與烴加工和天然氣伴生物(H2、O2、N2、CO2以及氦、氬等稀有氣體)的利用等方面，都展現(xiàn)出了廣闊的發(fā)展前景。 天然氣在全世界許多地方，在越來越多的領(lǐng)域代替煤炭或石油，用于居民生活、工業(yè)發(fā)電、化工生產(chǎn)等，成為有利于提高人類生活質(zhì)量、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“綠色能源”。天然氣作為燃料，用在工業(yè)爐窯和大量進(jìn)入(歐美等地區(qū))城鎮(zhèn)居民家庭，方便了生產(chǎn)、生活，改善了環(huán)境，促進(jìn)了社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。天然氣作為化工原料用在合成氨、甲醇、甲醛等許多化工產(chǎn)品生成中，較用其他原料(煤炭、石油、糧食等)，不僅取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且取得明顯的社會環(huán)境效益。因此，天然氣對經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的作用，受到越來越大的重視。
3.21世紀(jì)將是天然氣時代
(1)天然氣將成為21世紀(jì)能源的主力
據(jù)近20年統(tǒng)計(jì)，世界天然氣的消費(fèi)量大致以平均每年2～3％的速度在增長；在當(dāng)今世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，達(dá)到24％，成為三大主力之一。而且，在一些發(fā)達(dá)國家，如美國、俄國、日本、西歐等天然氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中已占較大比例的國家(能源消費(fèi)大國也是天然氣消費(fèi)大國)，天然氣消費(fèi)比例的增長速度不減(參見圖 2)，有的發(fā)展中國家(中東、北非一些國家)天然氣消費(fèi)增長速度就更快。
目前，世界正處在天然氣取代石油而成為世界首要能源的過渡時期，國際能源界普遍認(rèn)為，今后世界天然氣產(chǎn)量和消費(fèi)量將會以較高的速度增長，2020年以后世界天然氣產(chǎn)量將要超過煤炭和石油，成為世界最主要的能源，21世紀(jì)將是天然氣的世紀(jì)。其發(fā)展趨勢見圖3所示。
(2)固體能源(煤炭等)將更多地走氣化利用的道路
隨著人類生存環(huán)境污染問題的日益突出，能源潔凈化成為治理污染的突出課題。調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，增加“綠色能源”(天然氣)的使用量是必然的選擇。與此同時，潔凈化煤炭等清潔能源也必不可少。在煤炭的潔凈化技術(shù)上(也包括燃燒技術(shù))，雖然已經(jīng)開發(fā)了精選、水煤漿、粉沫化、液化、氣化等利用技術(shù)，但最具發(fā)展前景的技術(shù)，是將煤炭氣化變?yōu)?#8220;人造天然氣”的技術(shù)，尤其是地下氣化技術(shù)。由于地下氣化技術(shù)具有盡可能不將或少將粉塵等污染物帶到大氣中來的優(yōu)點(diǎn)，因此，地下氣化技術(shù)是將煤炭轉(zhuǎn)化為潔凈的氣體能源——“人造天然氣”的最有應(yīng)用前途的技術(shù)。
煤炭的地下氣化，為煤氣管網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)的網(wǎng)際互聯(lián)、實(shí)現(xiàn)能源互濟(jì)創(chuàng)造了前提條件，使能源的管道化運(yùn)輸、管道化供應(yīng)、管道化調(diào)劑成為可能。
(3)天然氣水合物將受到重視，成為天然氣資源未來的主力
天然氣水合物是天然氣和水在特定條件下形成的(分子結(jié)晶)冰狀固態(tài)物質(zhì)。一個單位體積的天然氣水合物固體中，可以含有100～300倍體積天然氣氣體。人們在上個世紀(jì)初就發(fā)現(xiàn)了氣水合物的存在，但是并沒有引起足夠的重視。本世紀(jì)30年代，由于在輸氣管線中發(fā)生了氣水合物堵塞管線的問題，這才引起專家們的重視，并研究氣水合物生成的機(jī)理和消除氣水合物堵塞管道的方法。通過研究，科學(xué)家們認(rèn)識到地球上應(yīng)該有適合氣水合物生成的條件，應(yīng)該有氣水合物礦藏的存在。60年代后期，世界上第一個天然氣水合物礦田，在西西伯利亞被蘇聯(lián)人發(fā)現(xiàn)。隨后，美國、加拿大、日本、德國、挪威、英國、比利時、丹麥、冰島、瑞典、澳大利亞、新西蘭等許多國家都加入到天然氣水合物開發(fā)研究的行列。于是，天然氣水合物研究成為能源科學(xué)前沿的熱點(diǎn)課題。人們所以對天然氣水合物投入特別的關(guān)注，一是天然氣水合物的地理分布廣，從陸地到海域、從地球的兩極到海洋深處普遍存在；二是天然氣水合物的總資源量十分豐富，大約相當(dāng)于全球常規(guī)化石能源 (煤炭、石油和天然氣)總資源量的兩倍。不難想象，一旦有關(guān)天然氣水合物開發(fā)利用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題、環(huán)境影響問題及其理論和實(shí)踐方案等得以解決，人類對天然氣水合物的開發(fā)利用將會大規(guī)模進(jìn)行。完全有理由認(rèn)為，天然氣水合物將會成為天然氣時代的一個重要力量。
4.天然氣的深加工綜合利用前途無量
天然氣作為能源，燃燒利用的市場廣闊；作為原料，深加工綜合利用，可以創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益。天然氣的深加工綜合利用尚處在發(fā)展階段，許多應(yīng)用技術(shù)還在開發(fā)，前途無量。
(1)天然氣的化工利用將成為深加工綜合利用的主方向
天然氣中的烴(主要是甲烷)，已經(jīng)用來生產(chǎn)多種有機(jī)化工產(chǎn)品，進(jìn)一步深加工利用，可以開發(fā)高附加值產(chǎn)品。國際上的一些著名大公司在天然氣的深加工綜合利用上，肯花大本錢進(jìn)行科技開發(fā)。以天然氣為原料深加工的一批有機(jī)原料、石化產(chǎn)品、精細(xì)化工產(chǎn)品等高附加值產(chǎn)品，陸續(xù)投向市場或正在開發(fā)之中。天然氣深加工利用已展現(xiàn)出了美好的前景，無疑應(yīng)成為天然氣開發(fā)利用的主方向。
(2)天然氣中的其他(稀有氣體)組分也會受到重視和利用
除了低分子烴類外，天然氣中還伴有大量的N2、CO2以及少量的稀有元素氦、氖、氬等氣體，可以進(jìn)行集中處理，濃縮回收、分別利用。即使對于天然氣中含量很少的氦、氖、氬等稀有氣體，根據(jù)集中處理回收利用的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)(例如四川天然氣回收氦氣的生產(chǎn)情況)看，其收益也相當(dāng)可觀。
三、我國天然氣開發(fā)利用若干問題探討
我國天然氣開發(fā)利用當(dāng)前存在的主要問題有：生產(chǎn)規(guī)模比較小，資源回收利用程度比較低，市場培育與生產(chǎn)開發(fā)脫節(jié)，工業(yè)市場燃料比例大，化工利用深度不夠，開發(fā)利用推進(jìn)和激勵機(jī)制不建全等。針對我國天然氣開發(fā)利用的現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為以下問題值得從發(fā)展戰(zhàn)略的高度加以研究。
1.以中心城市燃料氣化為突破口大力加強(qiáng)民用市場開發(fā)
世界天然氣開發(fā)利用的實(shí)際情況表明，天然氣首先進(jìn)入大城市居民的生活和生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)城市能源的氣化，是天然氣發(fā)展過程中尤其是起步階段的成功經(jīng)驗(yàn)。我國應(yīng)該結(jié)合環(huán)保工作，以中心城市和大城鎮(zhèn)的能源氣化為突破口，加強(qiáng)民用市場開發(fā)，促進(jìn)天然氣工業(yè)的發(fā)展。在近期要相對集中力量，拓展以中心城市為重點(diǎn)的民用氣市場，給予投資和政策的大力扶持。
2.以化工利用為重點(diǎn)進(jìn)一步加大工業(yè)市場開發(fā)的力度
從天然氣利用的經(jīng)濟(jì)效益看，工業(yè)利用，尤其是深加工化工利用效益最好。化工利用盡管技術(shù)難、投資大，但它對社會的作用和貢獻(xiàn)也大。所以，要明確以化工利用為重點(diǎn)，加大工業(yè)市場開發(fā)的力度，以力求天然氣開發(fā)利用總體效益優(yōu)化。
3.以天然氣集輸干線管網(wǎng)為紐帶統(tǒng)籌規(guī)劃制定我國天然氣開發(fā)利用的戰(zhàn)略部署
根據(jù)目前我國天然氣產(chǎn)地分散，產(chǎn)地與主要消費(fèi)地相距較遠(yuǎn)的具體情況，天然氣開發(fā)利用應(yīng)將資源、市場、管網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃，應(yīng)以集輸干線管網(wǎng)為紐帶，統(tǒng)籌制定我國天然氣開發(fā)利用的戰(zhàn)略部署。
4.加強(qiáng)天然氣集輸處理，提高資源回收率，提高天然氣質(zhì)量，提高綜合利用水平
集輸處理是天然氣開發(fā)利用的重要環(huán)節(jié)，也是優(yōu)化利用的關(guān)鍵措施。集輸處理不僅有利于提高天然氣資源回收率，而且可以通過集中處理，實(shí)現(xiàn)對天然氣組份的分別利用，提高綜合利用水平。同時，通過集輸處理，可以提高和控制天然氣的質(zhì)量，把問題集中解決在利用之前(特別對有害物質(zhì)的處理，例如硫化物等)，為用戶利用創(chuàng)造有利條件。集中處理，也有利于達(dá)到天然氣利用環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的總體綜合優(yōu)化。
5.建立天然氣發(fā)展基金，推動天然氣的開發(fā)利用
我國天然氣開發(fā)利用面臨的最大制約因素或最大的困難是資金問題。一方面生產(chǎn)部門用于開發(fā)的資金本身就已經(jīng)短缺，另一方面消費(fèi)部門和分散的家庭用戶更無力承擔(dān)巨大的管網(wǎng)資金；而我國當(dāng)前的國力也無法包攬國家發(fā)展中許多該辦事情的大量經(jīng)費(fèi)。因此，要解決天然氣開發(fā)利用這樣的全社會性大系統(tǒng)工程的資金及相關(guān)問題，應(yīng)當(dāng)考慮建立“天然氣發(fā)展基金”。這筆基金，要在國家天然氣開發(fā)利用總體規(guī)劃和部署的指導(dǎo)下，由專門的機(jī)構(gòu)控制和管理，并實(shí)行有償使用。當(dāng)前，要以規(guī)劃的干線管網(wǎng)建設(shè)為主要投向，以此帶動上下游(生產(chǎn)和市場)開發(fā)，推動天然氣工業(yè)發(fā)展。
6.把天然氣開發(fā)利用和煤炭氣化利用結(jié)合考慮，統(tǒng)籌規(guī)劃我國能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略調(diào)整
我國是一個煤炭大國，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占75％，難以期望在短期內(nèi)大幅度降低煤炭的比例，更不用說(像俄國、西歐那樣)達(dá)到天然氣為主的程度。因此，發(fā)展天然氣工業(yè)，規(guī)劃天然氣開發(fā)利用，一要考慮我國天然氣資源潛力和分布實(shí)際；二要考慮煤炭氣化(潔凈化)利用的可能(我國在徐州、唐山煤礦進(jìn)行的煤炭地下氣化試驗(yàn)，已經(jīng)取得成功經(jīng)驗(yàn))，以及煤炭氣化利用與天然氣互補(bǔ)和日后的接替問題。應(yīng)當(dāng)統(tǒng)籌規(guī)劃我國能源的優(yōu)化利用與能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略調(diào)整。
四、加快我國天然氣開發(fā)利用的幾點(diǎn)建議
1.制定能源結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略和天然氣開發(fā)利用發(fā)展戰(zhàn)略
我國近年來煤炭市場供大于求和去年以來石油市場相對疲軟的情況，雖然并不表明我國能源已經(jīng)過剩，但卻有利于發(fā)展天然氣的開發(fā)利用。在這種形勢下，必須考慮我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略問題。加快發(fā)展天然氣是實(shí)現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。因此，天然氣的開發(fā)利用，應(yīng)當(dāng)在國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略的指導(dǎo)下進(jìn)行，這樣才有利于天然氣工業(yè)的健康、快速發(fā)展。
2.建立天然氣發(fā)展基金及天然氣開發(fā)利用推進(jìn)機(jī)構(gòu)
天然氣開發(fā)利用，是一項(xiàng)具有能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略調(diào)整性質(zhì)的國家系統(tǒng)工程，它的全局性、社會性，決定了建立“基金”應(yīng)該具有全民性、社會性。因此，可以參照三峽建設(shè)基金籌措辦法，對所有能源用戶加收用于“天然氣發(fā)展基金”(或稱“能源戰(zhàn)略調(diào)整基金”)的能源稅。
為具體研究處理天然氣發(fā)展中的問題，推進(jìn)天然氣開發(fā)利用工作，管理、監(jiān)督和使用好“天然氣發(fā)展基金”，可委托并授權(quán)一個天然氣企業(yè)負(fù)責(zé)。
3.制定全國天然氣管網(wǎng)規(guī)劃和分步實(shí)施計(jì)劃
天然氣集輸管網(wǎng)，是推動天然氣開發(fā)利用系統(tǒng)工程的一大關(guān)鍵。要根據(jù)我國天然氣資源和市場分布情況，在國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，制定全國天然氣集輸管網(wǎng)規(guī)劃和實(shí)施計(jì)劃。當(dāng)前，應(yīng)根據(jù)我國中西部已探明的可采資源，抓緊搞好西起新疆、東到上海，連接準(zhǔn)葛爾、塔里木、吐哈、青海、額爾多斯和四川的幾大天然氣產(chǎn)地，以及連接蘭州、西安、鄭州、武漢、南京、上海等中心城市，并和陜京管道聯(lián)網(wǎng)，連通京、津等城市的基干管網(wǎng)的規(guī)劃和前期建設(shè)準(zhǔn)備。隨后，再以這一基干管網(wǎng)為骨架，逐步拓展延伸。
4.建立天然氣綜合利用和深加工利用的激勵機(jī)制
為有利于促進(jìn)天然氣綜合利用和深加工利用，應(yīng)當(dāng)給這類項(xiàng)目以稅收優(yōu)惠政策、貸款優(yōu)惠政策。例如，對天然氣凈化處理(回收天然氣中的硫化物)應(yīng)該給予免稅等優(yōu)惠；對深加工新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，也應(yīng)該給予優(yōu)惠貸款和產(chǎn)品減免稅等支持。
5.建立加快城市氣化的激勵機(jī)制
在燃煤城市實(shí)現(xiàn)天然氣化的改造過程中，社會和用戶必須有相當(dāng)?shù)馁Y金投入。為了調(diào)動用戶煤改氣的積極性，建議對燒煤的用戶采取多加收環(huán)境污染費(fèi)的辦法，激勵用戶投資使用天然氣。
6.制定法規(guī)規(guī)范和保護(hù)天然氣開發(fā)利用
為使我國大規(guī)模的天然氣開發(fā)利用從一開始就走上規(guī)范化、法制化的軌道，避免走彎路和造成不必要的損失，應(yīng)該考慮參照國外做法、結(jié)合我國實(shí)際，制定天然氣開發(fā)利用的法規(guī)，以確保我國天然氣開發(fā)利用沿著正常軌道健康、順利地發(fā)展。
一、我國天然氣資源及開發(fā)利用現(xiàn)狀
1.我國天然氣資源情況
據(jù)1994年完成的全國第二次油氣資源評價和預(yù)測，我國常規(guī)天然氣資源總量約38萬億立方米，其中陸上約30萬億立方米，海域約8萬多億立方米。此外還有煤層氣資源量約30～35萬億立方米。目前探明天然氣的氣田和油氣田有260多個，其中氣田140多個。最主要的氣田，陸上有四川盆地、鄂爾多斯盆地、塔里木盆地、柴達(dá)木盆地、準(zhǔn)葛爾盆地、吐哈盆地、松遼盆地等，海上有南海的鶯歌海和瓊東南海域、東海長江口海域、渤海灣西部和珠江口大陸架等。截止 1996年底全國已探明天然氣儲量1.8萬億立方米，其中油田氣3000多億立方米，氣田氣1.5萬億立方米。我國天然氣資源“八五”期間探明儲量增長很快，5年新增探明天然氣儲量7000多億立方米。近年來平均年增探明儲量1000億立方米，預(yù)計(jì)增長勢頭還可持續(xù)20多年。2000年天然氣探明儲量累計(jì)可達(dá)到3～3.5萬億立方米；2010年累計(jì)達(dá)到4.4～4.9萬億立方米；2020年累計(jì)達(dá)到5.65～6.15萬億立方米。我國天然氣經(jīng)濟(jì)技術(shù)可采資源量，約為11萬億立方米，按世界天然氣開采大國(如美國、俄羅斯、伊朗、委內(nèi)瑞拉、墨西哥、加拿大等國)目前實(shí)際的采出速度上限 (1.03～1.26％)1.26％計(jì)算(每年天然氣產(chǎn)量為1376億立方米)，能夠開采80年?？梢?，我國的天然氣資源相對而言還是比較豐富的。
2.開發(fā)利用現(xiàn)狀
我國是世界上最早利用天然氣的國家之一，早在公元前三世紀(jì)，四川就有用天然氣熬鹽的記載，但是大規(guī)模的開發(fā)利用是新中國成立以后的事。
進(jìn)入本世紀(jì)80年代以后，我國天然氣開發(fā)利用有了更快的發(fā)展。“八五”期間無論從探明儲量、還是從生產(chǎn)能力上講，都有了很大的增長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了解放以來 40年的總和。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1996年底，全國已投入開發(fā)的氣田有108個，天然氣產(chǎn)量為201.3億立方米，其中油田伴生氣所占比例為產(chǎn)量的1/3，而氣層天然氣已達(dá)到產(chǎn)量的2/3。天然氣運(yùn)輸能力(管道運(yùn)輸能力)，也有了長足的進(jìn)步。到1996年底，我國天然氣輸氣干線管道總長3700公里，商品輸氣量 104億立方米。近幾年建設(shè)的陜京輸氣管道全長860公里；崖13－1—香港天然氣(海底)輸氣管線全長778公里，以及靖(邊)—西(安)輸氣管線、靖 (邊)—銀(川)輸氣管線等一批干線輸氣管道相繼投運(yùn)，使我國天然氣管道在建設(shè)規(guī)模、管道的整體技術(shù)和自動化等方面，跨入世界水平的行列。目前我國天然氣主要用在工業(yè)(鍋爐)燃料、化工(合成氨、尿素、甲醇)原料等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，民用相對較少，其中作為能源的約占70％，作為化工原料的約占30％，利用現(xiàn)狀詳見圖1所示。
二、世界天然氣開發(fā)利用狀況及發(fā)展趨向
世界天然氣的開發(fā)利用，應(yīng)該以 1925年美國鋪設(shè)第一條天然氣長輸管道(路易斯安那州北部至德克薩斯州博芒特市)作為現(xiàn)代工業(yè)利用的標(biāo)志。這條管道全長達(dá)到347公里，管道的口徑為 357～457mm。它不僅把天然氣作為商品大量推向市場，而且促進(jìn)了天然氣的化工利用，開創(chuàng)了天然氣利用的新時代。
1.本世紀(jì)20年代以來天然氣開發(fā)利用進(jìn)入持續(xù)快速發(fā)展期
管道的建設(shè)，加快了天然氣進(jìn)入市場的步伐，天然氣利用規(guī)模和利用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，逐步提高了人們對天然氣的認(rèn)識。和其他能源比，天然氣有許多優(yōu)勢。例如，天然氣可以通過管道輸送，比煤炭和石油使用起來更加便利；用途多，可以廣泛地使用在化工、發(fā)電等工業(yè)和商業(yè)、居民生活等領(lǐng)域；污染很小(大體為煤炭的 1/800，石油的1/40)，被稱為大自然賦予的“綠色能源”。同時，天然氣的價格，約為石油的80％左右，因此大大增強(qiáng)了天然氣對石油和煤炭的競爭力。自20年代以來，天然氣工業(yè)首先在美國和歐洲發(fā)展起來。進(jìn)入本世紀(jì)中期以后，發(fā)展速度逐步加快，涌現(xiàn)了以美國及前蘇聯(lián)為代表的世界天然氣大國。70年代至現(xiàn)在，天然氣工業(yè)在全世界更大的范圍蓬勃發(fā)展起來，中東、西北歐、拉美等地的天然氣工業(yè)也相繼迅速崛起。據(jù)統(tǒng)計(jì)從1970年至1996年的26年間，世界天然氣產(chǎn)量年平均增長3.14％，同期世界天然氣剩余可采儲量年平均增長4.88％。天然氣在世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重迅速提高，由1950年占總能源的10.1％，提高至1990年的23.9％，成為世界第三大能源。天然氣工業(yè)正處在一個持續(xù)、快速增長期。
2.天然氣對世界經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展起著越來越大的作用
天然氣的氣態(tài)特性使它作為能源利用具有方便、干凈、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，其物化特性使它在一碳化學(xué)、有機(jī)合成與烴加工和天然氣伴生物(H2、O2、N2、CO2以及氦、氬等稀有氣體)的利用等方面，都展現(xiàn)出了廣闊的發(fā)展前景。 天然氣在全世界許多地方，在越來越多的領(lǐng)域代替煤炭或石油，用于居民生活、工業(yè)發(fā)電、化工生產(chǎn)等，成為有利于提高人類生活質(zhì)量、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“綠色能源”。天然氣作為燃料，用在工業(yè)爐窯和大量進(jìn)入(歐美等地區(qū))城鎮(zhèn)居民家庭，方便了生產(chǎn)、生活，改善了環(huán)境，促進(jìn)了社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。天然氣作為化工原料用在合成氨、甲醇、甲醛等許多化工產(chǎn)品生成中，較用其他原料(煤炭、石油、糧食等)，不僅取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且取得明顯的社會環(huán)境效益。因此，天然氣對經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的作用，受到越來越大的重視。
3.21世紀(jì)將是天然氣時代
(1)天然氣將成為21世紀(jì)能源的主力
據(jù)近20年統(tǒng)計(jì)，世界天然氣的消費(fèi)量大致以平均每年2～3％的速度在增長；在當(dāng)今世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，達(dá)到24％，成為三大主力之一。而且，在一些發(fā)達(dá)國家，如美國、俄國、日本、西歐等天然氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中已占較大比例的國家(能源消費(fèi)大國也是天然氣消費(fèi)大國)，天然氣消費(fèi)比例的增長速度不減(參見圖 2)，有的發(fā)展中國家(中東、北非一些國家)天然氣消費(fèi)增長速度就更快。
目前，世界正處在天然氣取代石油而成為世界首要能源的過渡時期，國際能源界普遍認(rèn)為，今后世界天然氣產(chǎn)量和消費(fèi)量將會以較高的速度增長，2020年以后世界天然氣產(chǎn)量將要超過煤炭和石油，成為世界最主要的能源，21世紀(jì)將是天然氣的世紀(jì)。其發(fā)展趨勢見圖3所示。
(2)固體能源(煤炭等)將更多地走氣化利用的道路
隨著人類生存環(huán)境污染問題的日益突出，能源潔凈化成為治理污染的突出課題。調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，增加“綠色能源”(天然氣)的使用量是必然的選擇。與此同時，潔凈化煤炭等清潔能源也必不可少。在煤炭的潔凈化技術(shù)上(也包括燃燒技術(shù))，雖然已經(jīng)開發(fā)了精選、水煤漿、粉沫化、液化、氣化等利用技術(shù)，但最具發(fā)展前景的技術(shù)，是將煤炭氣化變?yōu)?#8220;人造天然氣”的技術(shù)，尤其是地下氣化技術(shù)。由于地下氣化技術(shù)具有盡可能不將或少將粉塵等污染物帶到大氣中來的優(yōu)點(diǎn)，因此，地下氣化技術(shù)是將煤炭轉(zhuǎn)化為潔凈的氣體能源——“人造天然氣”的最有應(yīng)用前途的技術(shù)。
煤炭的地下氣化，為煤氣管網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)的網(wǎng)際互聯(lián)、實(shí)現(xiàn)能源互濟(jì)創(chuàng)造了前提條件，使能源的管道化運(yùn)輸、管道化供應(yīng)、管道化調(diào)劑成為可能。
(3)天然氣水合物將受到重視，成為天然氣資源未來的主力
天然氣水合物是天然氣和水在特定條件下形成的(分子結(jié)晶)冰狀固態(tài)物質(zhì)。一個單位體積的天然氣水合物固體中，可以含有100～300倍體積天然氣氣體。人們在上個世紀(jì)初就發(fā)現(xiàn)了氣水合物的存在，但是并沒有引起足夠的重視。本世紀(jì)30年代，由于在輸氣管線中發(fā)生了氣水合物堵塞管線的問題，這才引起專家們的重視，并研究氣水合物生成的機(jī)理和消除氣水合物堵塞管道的方法。通過研究，科學(xué)家們認(rèn)識到地球上應(yīng)該有適合氣水合物生成的條件，應(yīng)該有氣水合物礦藏的存在。60年代后期，世界上第一個天然氣水合物礦田，在西西伯利亞被蘇聯(lián)人發(fā)現(xiàn)。隨后，美國、加拿大、日本、德國、挪威、英國、比利時、丹麥、冰島、瑞典、澳大利亞、新西蘭等許多國家都加入到天然氣水合物開發(fā)研究的行列。于是，天然氣水合物研究成為能源科學(xué)前沿的熱點(diǎn)課題。人們所以對天然氣水合物投入特別的關(guān)注，一是天然氣水合物的地理分布廣，從陸地到海域、從地球的兩極到海洋深處普遍存在；二是天然氣水合物的總資源量十分豐富，大約相當(dāng)于全球常規(guī)化石能源 (煤炭、石油和天然氣)總資源量的兩倍。不難想象，一旦有關(guān)天然氣水合物開發(fā)利用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題、環(huán)境影響問題及其理論和實(shí)踐方案等得以解決，人類對天然氣水合物的開發(fā)利用將會大規(guī)模進(jìn)行。完全有理由認(rèn)為，天然氣水合物將會成為天然氣時代的一個重要力量。
4.天然氣的深加工綜合利用前途無量
天然氣作為能源，燃燒利用的市場廣闊；作為原料，深加工綜合利用，可以創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益。天然氣的深加工綜合利用尚處在發(fā)展階段，許多應(yīng)用技術(shù)還在開發(fā)，前途無量。
(1)天然氣的化工利用將成為深加工綜合利用的主方向
天然氣中的烴(主要是甲烷)，已經(jīng)用來生產(chǎn)多種有機(jī)化工產(chǎn)品，進(jìn)一步深加工利用，可以開發(fā)高附加值產(chǎn)品。國際上的一些著名大公司在天然氣的深加工綜合利用上，肯花大本錢進(jìn)行科技開發(fā)。以天然氣為原料深加工的一批有機(jī)原料、石化產(chǎn)品、精細(xì)化工產(chǎn)品等高附加值產(chǎn)品，陸續(xù)投向市場或正在開發(fā)之中。天然氣深加工利用已展現(xiàn)出了美好的前景，無疑應(yīng)成為天然氣開發(fā)利用的主方向。
(2)天然氣中的其他(稀有氣體)組分也會受到重視和利用
除了低分子烴類外，天然氣中還伴有大量的N2、CO2以及少量的稀有元素氦、氖、氬等氣體，可以進(jìn)行集中處理，濃縮回收、分別利用。即使對于天然氣中含量很少的氦、氖、氬等稀有氣體，根據(jù)集中處理回收利用的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)(例如四川天然氣回收氦氣的生產(chǎn)情況)看，其收益也相當(dāng)可觀。
三、我國天然氣開發(fā)利用若干問題探討
我國天然氣開發(fā)利用當(dāng)前存在的主要問題有：生產(chǎn)規(guī)模比較小，資源回收利用程度比較低，市場培育與生產(chǎn)開發(fā)脫節(jié)，工業(yè)市場燃料比例大，化工利用深度不夠，開發(fā)利用推進(jìn)和激勵機(jī)制不建全等。針對我國天然氣開發(fā)利用的現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為以下問題值得從發(fā)展戰(zhàn)略的高度加以研究。
1.以中心城市燃料氣化為突破口大力加強(qiáng)民用市場開發(fā)
世界天然氣開發(fā)利用的實(shí)際情況表明，天然氣首先進(jìn)入大城市居民的生活和生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)城市能源的氣化，是天然氣發(fā)展過程中尤其是起步階段的成功經(jīng)驗(yàn)。我國應(yīng)該結(jié)合環(huán)保工作，以中心城市和大城鎮(zhèn)的能源氣化為突破口，加強(qiáng)民用市場開發(fā)，促進(jìn)天然氣工業(yè)的發(fā)展。在近期要相對集中力量，拓展以中心城市為重點(diǎn)的民用氣市場，給予投資和政策的大力扶持。
2.以化工利用為重點(diǎn)進(jìn)一步加大工業(yè)市場開發(fā)的力度
從天然氣利用的經(jīng)濟(jì)效益看，工業(yè)利用，尤其是深加工化工利用效益最好。化工利用盡管技術(shù)難、投資大，但它對社會的作用和貢獻(xiàn)也大。所以，要明確以化工利用為重點(diǎn)，加大工業(yè)市場開發(fā)的力度，以力求天然氣開發(fā)利用總體效益優(yōu)化。
3.以天然氣集輸干線管網(wǎng)為紐帶統(tǒng)籌規(guī)劃制定我國天然氣開發(fā)利用的戰(zhàn)略部署
根據(jù)目前我國天然氣產(chǎn)地分散，產(chǎn)地與主要消費(fèi)地相距較遠(yuǎn)的具體情況，天然氣開發(fā)利用應(yīng)將資源、市場、管網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃，應(yīng)以集輸干線管網(wǎng)為紐帶，統(tǒng)籌制定我國天然氣開發(fā)利用的戰(zhàn)略部署。
4.加強(qiáng)天然氣集輸處理，提高資源回收率，提高天然氣質(zhì)量，提高綜合利用水平
集輸處理是天然氣開發(fā)利用的重要環(huán)節(jié)，也是優(yōu)化利用的關(guān)鍵措施。集輸處理不僅有利于提高天然氣資源回收率，而且可以通過集中處理，實(shí)現(xiàn)對天然氣組份的分別利用，提高綜合利用水平。同時，通過集輸處理，可以提高和控制天然氣的質(zhì)量，把問題集中解決在利用之前(特別對有害物質(zhì)的處理，例如硫化物等)，為用戶利用創(chuàng)造有利條件。集中處理，也有利于達(dá)到天然氣利用環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的總體綜合優(yōu)化。
5.建立天然氣發(fā)展基金，推動天然氣的開發(fā)利用
我國天然氣開發(fā)利用面臨的最大制約因素或最大的困難是資金問題。一方面生產(chǎn)部門用于開發(fā)的資金本身就已經(jīng)短缺，另一方面消費(fèi)部門和分散的家庭用戶更無力承擔(dān)巨大的管網(wǎng)資金；而我國當(dāng)前的國力也無法包攬國家發(fā)展中許多該辦事情的大量經(jīng)費(fèi)。因此，要解決天然氣開發(fā)利用這樣的全社會性大系統(tǒng)工程的資金及相關(guān)問題，應(yīng)當(dāng)考慮建立“天然氣發(fā)展基金”。這筆基金，要在國家天然氣開發(fā)利用總體規(guī)劃和部署的指導(dǎo)下，由專門的機(jī)構(gòu)控制和管理，并實(shí)行有償使用。當(dāng)前，要以規(guī)劃的干線管網(wǎng)建設(shè)為主要投向，以此帶動上下游(生產(chǎn)和市場)開發(fā)，推動天然氣工業(yè)發(fā)展。
6.把天然氣開發(fā)利用和煤炭氣化利用結(jié)合考慮，統(tǒng)籌規(guī)劃我國能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略調(diào)整
我國是一個煤炭大國，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占75％，難以期望在短期內(nèi)大幅度降低煤炭的比例，更不用說(像俄國、西歐那樣)達(dá)到天然氣為主的程度。因此，發(fā)展天然氣工業(yè)，規(guī)劃天然氣開發(fā)利用，一要考慮我國天然氣資源潛力和分布實(shí)際；二要考慮煤炭氣化(潔凈化)利用的可能(我國在徐州、唐山煤礦進(jìn)行的煤炭地下氣化試驗(yàn)，已經(jīng)取得成功經(jīng)驗(yàn))，以及煤炭氣化利用與天然氣互補(bǔ)和日后的接替問題。應(yīng)當(dāng)統(tǒng)籌規(guī)劃我國能源的優(yōu)化利用與能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略調(diào)整。
四、加快我國天然氣開發(fā)利用的幾點(diǎn)建議
1.制定能源結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略和天然氣開發(fā)利用發(fā)展戰(zhàn)略
我國近年來煤炭市場供大于求和去年以來石油市場相對疲軟的情況，雖然并不表明我國能源已經(jīng)過剩，但卻有利于發(fā)展天然氣的開發(fā)利用。在這種形勢下，必須考慮我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略問題。加快發(fā)展天然氣是實(shí)現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。因此，天然氣的開發(fā)利用，應(yīng)當(dāng)在國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略的指導(dǎo)下進(jìn)行，這樣才有利于天然氣工業(yè)的健康、快速發(fā)展。
2.建立天然氣發(fā)展基金及天然氣開發(fā)利用推進(jìn)機(jī)構(gòu)
天然氣開發(fā)利用，是一項(xiàng)具有能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略調(diào)整性質(zhì)的國家系統(tǒng)工程，它的全局性、社會性，決定了建立“基金”應(yīng)該具有全民性、社會性。因此，可以參照三峽建設(shè)基金籌措辦法，對所有能源用戶加收用于“天然氣發(fā)展基金”(或稱“能源戰(zhàn)略調(diào)整基金”)的能源稅。
為具體研究處理天然氣發(fā)展中的問題，推進(jìn)天然氣開發(fā)利用工作，管理、監(jiān)督和使用好“天然氣發(fā)展基金”，可委托并授權(quán)一個天然氣企業(yè)負(fù)責(zé)。
3.制定全國天然氣管網(wǎng)規(guī)劃和分步實(shí)施計(jì)劃
天然氣集輸管網(wǎng)，是推動天然氣開發(fā)利用系統(tǒng)工程的一大關(guān)鍵。要根據(jù)我國天然氣資源和市場分布情況，在國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，制定全國天然氣集輸管網(wǎng)規(guī)劃和實(shí)施計(jì)劃。當(dāng)前，應(yīng)根據(jù)我國中西部已探明的可采資源，抓緊搞好西起新疆、東到上海，連接準(zhǔn)葛爾、塔里木、吐哈、青海、額爾多斯和四川的幾大天然氣產(chǎn)地，以及連接蘭州、西安、鄭州、武漢、南京、上海等中心城市，并和陜京管道聯(lián)網(wǎng)，連通京、津等城市的基干管網(wǎng)的規(guī)劃和前期建設(shè)準(zhǔn)備。隨后，再以這一基干管網(wǎng)為骨架，逐步拓展延伸。
4.建立天然氣綜合利用和深加工利用的激勵機(jī)制
為有利于促進(jìn)天然氣綜合利用和深加工利用，應(yīng)當(dāng)給這類項(xiàng)目以稅收優(yōu)惠政策、貸款優(yōu)惠政策。例如，對天然氣凈化處理(回收天然氣中的硫化物)應(yīng)該給予免稅等優(yōu)惠；對深加工新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，也應(yīng)該給予優(yōu)惠貸款和產(chǎn)品減免稅等支持。
5.建立加快城市氣化的激勵機(jī)制
在燃煤城市實(shí)現(xiàn)天然氣化的改造過程中，社會和用戶必須有相當(dāng)?shù)馁Y金投入。為了調(diào)動用戶煤改氣的積極性，建議對燒煤的用戶采取多加收環(huán)境污染費(fèi)的辦法，激勵用戶投資使用天然氣。
6.制定法規(guī)規(guī)范和保護(hù)天然氣開發(fā)利用
為使我國大規(guī)模的天然氣開發(fā)利用從一開始就走上規(guī)范化、法制化的軌道，避免走彎路和造成不必要的損失，應(yīng)該考慮參照國外做法、結(jié)合我國實(shí)際，制定天然氣開發(fā)利用的法規(guī)，以確保我國天然氣開發(fā)利用沿著正常軌道健康、順利地發(fā)展。
