能源結(jié)構(gòu)與天然氣開采

目前，中國一些地方空氣中PM2.5含量和空氣污染指數(shù)居高不下，已經(jīng)成為政府和公眾日常生活中最關(guān)心的話題之一?？諝馕廴竞?a href="http://www.msthinker.com/" target="_blank">能源結(jié)構(gòu)空氣污染物的人為來源主要是使用煤、石油、天然氣等化石燃料。每年消耗的能源中，各類能源消費(fèi)量在能源總消費(fèi)量中的比例，稱為能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。從下面的數(shù)據(jù)中可見：近40年來，全世界能源結(jié)構(gòu)中，天然氣所占比例上升最快，煤和石油都呈穩(wěn)中下降。中國在近40年以來，為改善能源結(jié)構(gòu)，在能源消費(fèi)總量持續(xù)增加的背景下，努力增加石油天然氣的比例，但是煤在能源結(jié)構(gòu)中的比例過高，天然氣所占比例過低，仍然沒有明顯變化，這也許是中國空氣污染的重要原因。中國是煤資源大國，煤炭儲量居世界第二，年產(chǎn)量世界第一。中國也是世界上最早認(rèn)識和使用煤的國家，而且煤開采、運(yùn)輸和使用方便。煤中通常還伴生各種無機(jī)物（如硫）和有機(jī)物，可以作為化工原料，將其作為燃料，實際上浪費(fèi)了原材料，而且燃燒會產(chǎn)生煙塵，硫化物會污染空氣。天然氣是優(yōu)質(zhì)高效的清潔能源，燃燒時不產(chǎn)生二氧化硫，所產(chǎn)生二氧化碳和氮氧化物僅為煤炭燃燒時的一半和五分之一，造成溫室效應(yīng)較低，因而能從根本上改善環(huán)境質(zhì)量。有關(guān)天然氣的基本概念天然氣通常人們提及的“天然氣”，是能夠作為能源使用的、蘊(yùn)藏于地層中的可燃性氣體。其在地層中的形態(tài)，則可以是游離的（例如新疆、陜甘寧某些氣田中的天然氣），溶解在石油中的（開采石油時的伴生氣），吸附在煤層或頁巖層中的煤層氣和頁巖氣，以及和水一起在深?；蛏畈康貙又械某使腆w狀態(tài)的天然氣水化物。油當(dāng)量通常將天然氣燃燒所產(chǎn)生的熱值和石油燃燒所產(chǎn)生的熱值比較，將天然氣產(chǎn)量換算為所相當(dāng)?shù)氖彤a(chǎn)量，稱為油當(dāng)量，計算結(jié)果是1255立方米天然氣燃燒所產(chǎn)生的熱量與一噸原油相當(dāng)，因此每開采出1255立方米天然氣，就相當(dāng)于采出一噸石油，這樣的換算單位稱為油當(dāng)量。中國習(xí)慣上為了簡化，取1000立方米天然氣相當(dāng)于1噸原油，例如2013年，中國開采了1209億立方米天然氣，按每1000立方米天然氣的熱值與一噸石油相當(dāng)，因此1209億立方米天然氣的油當(dāng)量為1.209億噸油當(dāng)量。資源量、可探明資源量、已探明資源量、探明技術(shù)可采儲量資源量指在從開始進(jìn)行地質(zhì)勘探工作以來，按現(xiàn)有的技術(shù)手段預(yù)測出的某種礦產(chǎn)的總量，在總資源量中，只有一部分可以用現(xiàn)有的技術(shù)方法探查發(fā)現(xiàn)，這就是可探明資源量；可探明資源量中能夠用現(xiàn)有的技術(shù)手段開采的部分，叫作探明技術(shù)儲量（注意：技術(shù)上可以開采的，不見得都有隨市場價格變動的經(jīng)濟(jì)效益）。隨著對一個地區(qū)的地質(zhì)研究工作程度提高，所發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源的儲量級別也越來越高。例如，按近年的全國油氣資源評價結(jié)果，中國的天然氣資源量約47萬億立方米，其中可探明的天然氣資源量僅22萬億立方米（為資源量的46.8%），已經(jīng)探明的天然氣儲量為4.7萬億立方米（僅是可探明資源量的五分之一左右），已經(jīng)探明在技術(shù)上可開采的儲量為3.1萬億立方米。2013年中國石油產(chǎn)量為2.1億噸，天然氣產(chǎn)量為1209億立方米（以上兩項的總油氣當(dāng)量為3.2億噸油當(dāng)量）。天然氣產(chǎn)量的構(gòu)成中，油氣田生產(chǎn)的天然氣（所謂常規(guī)天然氣）1177億立方米，煤層氣36億立方米，頁巖氣2億立方米。應(yīng)該看到，常規(guī)天然氣的開采仍然是主流，煤層氣和頁巖氣的開采技術(shù)復(fù)雜、成本高，在中國還只是起步階段，甚至只是萌芽。改善能源結(jié)構(gòu)應(yīng)關(guān)注的問題應(yīng)該提高天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比例，這是降低空氣污染的最根本途徑之一。這并不意味要減少煤炭的產(chǎn)量，而是應(yīng)該考慮將煤作為化工原料對待，因而能夠更合理地利用煤炭資源。為了增加天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比例，應(yīng)該更加重視天然氣的勘查，特別是對常規(guī)天然氣的勘查，努力提高天然氣的探明程度，使之從目前的20%左右有大幅度的增加。此外，對油田伴生的天然氣應(yīng)該充分利用，2010—2011年，筆者在陜北做過調(diào)查：某地方所屬的石油公司所控制的石油天然氣資源面積10.89萬平方公里，控制石油天然氣地質(zhì)儲量5.8884億噸，其中天然氣地質(zhì)儲量2330億立方米（折約2.3億噸油當(dāng)量），2010年生產(chǎn)石油達(dá)1200萬噸，所產(chǎn)生的井口伴生氣數(shù)量不詳，但開發(fā)利用程度很低，除部分由附近居民自接管線作為生活用氣外（均不收取任何費(fèi)用），其余大部分被安全放空燃燒。這部分有極高的經(jīng)濟(jì)價值，目前的利用還處在無序狀態(tài)，而且大量的天然氣被放空燃燒，不僅浪費(fèi)了目前中國有供需缺口的優(yōu)質(zhì)能源，而且沒有任何效益地增加了二氧化碳及天然氣燃燒所產(chǎn)生的其他溫室氣體的排放。有個小公司，采用了技術(shù)上并不復(fù)雜的冷凝和加壓裝置，對井口天然氣進(jìn)行回收，兩年多時間，已經(jīng)回收處理油井伴生氣6563萬立方米（約折6.6萬噸油當(dāng)量），減少排放二氧化碳約17.5萬噸，并生產(chǎn)出輕烴油1.3萬噸，液化氣2363噸，“干氣”約4600萬立方米，獲得了相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。此外，還應(yīng)該看到，在今后，中國生產(chǎn)的天然氣還會供不應(yīng)求，因此進(jìn)口天然氣仍然是不可避免的，因此應(yīng)該有戰(zhàn)略眼光，考慮周邊及鄰近國家的天然氣開發(fā)和貿(mào)易問題。應(yīng)該看到，俄羅斯作為能源大國，其能源結(jié)構(gòu)中天然氣所占比例超過一半，而且天然氣是其最重要的出口物資之一。美國在資源開發(fā)政策上的戰(zhàn)略制高點是：把全世界的資源都當(dāng)作可以利用的資源。他山之石，應(yīng)可明鑒。（作者系全國首席科學(xué)傳播專家、中國石油大學(xué)教授）