2020年前的天然氣市場

張樹偉+曾令秋

本文從能源結(jié)構(gòu)的角度，解讀擴(kuò)大天然氣消費(fèi)的政策，以及政策目標(biāo)涉及的機(jī)制與手段問題，以期判斷出未來幾年的天然氣市場的基本框架。

天然氣是最清潔的化石能源。至少在10年以前，在學(xué)術(shù)與政策界就有“天然氣時(shí)代來臨”的暢想，并且認(rèn)為天然氣時(shí)代對于局部環(huán)境質(zhì)量與全球溫室氣體排放問題都是一個(gè)好消息。在天然氣運(yùn)輸不便、基礎(chǔ)設(shè)施缺乏有所改善（通過液化實(shí)現(xiàn)長途運(yùn)輸、天然氣管網(wǎng)進(jìn)一步完善）之后，不斷上升的天然氣價(jià)格成為最大的關(guān)切以及迅速普及的障礙。

過去10年，非常規(guī)油氣資源，特別是北美致密氣/頁巖氣的爆發(fā)，極大地改變了天然氣以及能源工業(yè)的圖景。美國能源信息署（EIA）統(tǒng)計(jì)顯示，10年內(nèi)美國的頁巖氣生產(chǎn)增長了20倍，2012年在全部天然氣生產(chǎn)中的比例占到了40%。天然氣價(jià)格迅速下降，甚至于短期內(nèi)低過煤炭。EIA能源展望認(rèn)為，到2040年，頁巖氣產(chǎn)量可能接近美國全部天然氣產(chǎn)量的53%，致密氣達(dá)到15%。

在美國之外的其他地區(qū)，特別是澳大利亞、中國以及歐盟國家，關(guān)于本地區(qū)非常規(guī)氣資源稟賦以及開采可能性的評估與試采也正在進(jìn)行之中。如果一切順利，一個(gè)天然氣的“黃金時(shí)代”（國際能源署（IEA）《能源展望2012》語）有可能出現(xiàn)。

回到我國，過去的10年，天然氣的消費(fèi)從很低的基數(shù)，實(shí)現(xiàn)了年均接近20%的增長，但是這種增長仍舊屬于“被壓抑的增長”。氣荒、供應(yīng)不足、“以供定需”、“有序使用”、冬季保供成為了人們最主要的印象。供應(yīng)不足的經(jīng)歷如此刻骨銘心（特別是一些工業(yè)天然氣用戶，比如燃?xì)怆姀S），以至于有人做出了中國天然氣供應(yīng)將長期緊張的判斷。

長期天然氣是否緊張，這不得而知，這種判斷或許是對的。不過這種“預(yù)測”意義上的判斷是無法討論的，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)能源系統(tǒng)作為開放的系統(tǒng)，人們的行動與政策是可以施加影響的，短期的變化會很慢，特別是基礎(chǔ)設(shè)施，但是長期人的主觀能動性是個(gè)重要的因素。長期來講，一個(gè)有意義的問題是，不斷擴(kuò)大的天然氣使用，是否能夠增進(jìn)全社會的福利，是否有利于能源結(jié)構(gòu)的合理化。如果它的答案是肯定的話，那么解決供應(yīng)不足的問題就應(yīng)該成為政策目標(biāo)與行動含義，而不是反過來從“可行性”的角度忽略或者推翻前一個(gè)目標(biāo)。本文即從能源結(jié)構(gòu)的角度，解讀擴(kuò)大天然氣消費(fèi)的政策，以及政策目標(biāo)涉及的機(jī)制與手段問題。

解讀目標(biāo)：提高天然氣消費(fèi)比重

2014年11月，國務(wù)院印發(fā)了《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計(jì)劃（2014-2020年）》，其中提及，堅(jiān)持提高天然氣消費(fèi)比重，到2020年，天然氣比重達(dá)到10%以上。實(shí)施氣化城市民生工程，到2020年，城鎮(zhèn)居民基本用上天然氣；發(fā)展天然氣交通運(yùn)輸；在京津冀魯、長三角、珠三角等大氣污染重點(diǎn)防控區(qū)，發(fā)展天然氣調(diào)峰電站，結(jié)合熱負(fù)荷需求適度發(fā)展燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)。結(jié)合這一需求的增長，做好供應(yīng)側(cè)的基礎(chǔ)設(shè)施與氣源保障，到2020年，天然氣主干管道里程達(dá)到12萬公里以上；加大液化天然氣和管道天然氣進(jìn)口力度。

應(yīng)該講，以上的表述非常明確、具體并具有可操作性。特別地，不同主體加大進(jìn)口在一定程度上也可以倒逼國內(nèi)的天然氣市場開放與管道的無差別進(jìn)入，消除業(yè)已存在的價(jià)格“堰塞湖”（指的是同一效用的氣卻具有不同的價(jià)格），有助于形成統(tǒng)一的市場。

如果這一目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)，在中國的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭的份額下降與天然氣的上升將是較為確定性的趨勢。這是此消彼長的連續(xù)性變化，問題的關(guān)鍵在于變化多快，10%的國家層面的增長目標(biāo)（目前是6%左右）是否合適，過大還是過小，是否會受到供給層面操作性努力進(jìn)度的限制（天然氣屬于大宗商品，基礎(chǔ)設(shè)施決策與投資都異常謹(jǐn)慎，多為照付不議合同，周期很長，供應(yīng)變化的節(jié)奏很慢，因此比較容易對近期，比如5-10年的情況進(jìn)行展望）。

這是一個(gè)有爭議的問題。因?yàn)橐环矫?，對于大部分地區(qū)（特別是歐洲與我國），天然氣一般比煤炭貴，實(shí)現(xiàn)天然氣的擴(kuò)大化意味著較高的能源成本與負(fù)擔(dān)，對于我國這樣的發(fā)展中國家，是否有必要用這種“高級氣”是有爭論的。另一方面，從可行性角度，如果沒有強(qiáng)有力的政策或者手段干預(yù)，天然氣對煤炭的替代是很困難的，更多的可能是天然氣與可再生能源長期的替代，而煤炭由于成本低，這種替代即使在基礎(chǔ)設(shè)施層面實(shí)現(xiàn)了，在能源活動上的替代也是不可持續(xù)的。最后，天然氣的確比煤炭油品清潔，但是畢竟還是化石能源，其排放溫室氣體相比可再生能源還是可觀，那么是否有必要從煤炭時(shí)代直接跳過天然氣時(shí)代而進(jìn)入可再生能源時(shí)代。

以下，我們將嘗試回答幾個(gè)關(guān)鍵問題：

1. 天然氣在哪些部門實(shí)現(xiàn)增長？

在這個(gè)問題上，如果我們認(rèn)可評價(jià)好壞的標(biāo)準(zhǔn)在于產(chǎn)出投入比最大（而不是單方面的產(chǎn)出水平，完全不問投入），那么這完全可以是一個(gè)事實(shí)判斷。要回答這個(gè)問題，我們必須測量“增氣”的成本以及效益。

天然氣在交通領(lǐng)域，代替更貴的油品，是一個(gè)效益大于成本的事情。LNG卡車的增量投資，由于節(jié)省的燃料成本，大致在1-3年之間就可以收回來。由于天然氣漲價(jià)預(yù)期的存在，未來的回收期預(yù)計(jì)可能拉長，但是仍舊是有吸引力的。無法快速增長的基本原因在于供應(yīng)側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏。

在發(fā)電領(lǐng)域，天然氣單位發(fā)電的燃料成本比煤電高出一倍，甚至更多。但是在某些情況下，天然氣發(fā)電也可以成為成本有效性的選擇。這些情況包括：

尖峰位置的負(fù)荷。用天然氣往往是成本最低的，因?yàn)檫@部分年利用小時(shí)數(shù)低，燃料成本變得無足輕重，而投資成本成為了主要決定因素。

天然氣熱電（冷）多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。具有非常多的優(yōu)勢，本地供應(yīng)、熱效率高、方便靈活，是智能電網(wǎng)系統(tǒng)中重要的組成部分。美國在一段時(shí)間，曾經(jīng)有人提出未來的電網(wǎng)是天然氣網(wǎng)的說法，說的就是這種分布式天然氣發(fā)電為主的應(yīng)用模式。在我國，這種系統(tǒng)的競爭性受到了利用水平、技術(shù)能力、價(jià)格扭曲等多方面因素的復(fù)雜影響，發(fā)展目前而言較為困難。

與大比例可再生能源的配合。天然氣機(jī)組是不可缺少的，因?yàn)樗鼏⑼Ｑ杆?，調(diào)峰調(diào)頻可堪大任。這也是國際上為何可再生能源商跟天然氣能源商目前有點(diǎn)“惺惺相惜”感覺的基本原因。

高收入地區(qū)減少污染損失。這些地區(qū)的收入水平與電價(jià)水平高，而人口密集，污染的損失很大。天然氣機(jī)組即使作為基荷，可以降低污染物排放，也有一定的競爭力，在非扭曲的電力市場中，將會排擠外來電力（比如距離過遠(yuǎn)而成本過高，或者面臨更近地理區(qū)域的電力需求的競爭，缺乏遠(yuǎn)輸電的足夠動力），成為有經(jīng)濟(jì)競爭力的選擇。

而這些領(lǐng)域，在我國的發(fā)展都是比較初步的，存在著巨大的成本有效性的空間。從這個(gè)角度，筆者總體上傾向于認(rèn)可，我國天然氣增加是朝向福利改善的方向的論點(diǎn)?？紤]到其他國家，包括發(fā)展中國家的天然氣利用水平，10%的份額還不算高。

2. 天然氣替代有哪些不確定性？

這個(gè)問題在市場環(huán)境下表現(xiàn)的非常充分。2009-2012年期間，歐盟碳市場價(jià)格信號乏力（源于經(jīng)濟(jì)增長乏力等因素）、德國棄核、躉售電力市場價(jià)格不斷走低（源于可再生發(fā)電越來越多的merit-order效應(yīng)）、美國煤炭出口增多（源于頁巖氣的國內(nèi)替代），煤炭價(jià)格相比2008年高點(diǎn)下降30%以上，而煤炭消費(fèi)持續(xù)增長，明顯呈現(xiàn)出對天然氣的替代。2013年夏季，德國天然氣機(jī)組出力就因?yàn)槿剂铣杀靖甙海ㄟ呺H成本高），其利用率下降了20%。

美國也呈現(xiàn)相似的規(guī)律。天然氣價(jià)格2012年跌到最低，之后出現(xiàn)了明顯的回升，煤炭又部分地重拾其市場份額。Shearer（2014）在《Environmental Research Letters》對美國天然氣供應(yīng)擴(kuò)大情況的模擬顯示，擴(kuò)大的天然氣供應(yīng)（從而更低的天然氣價(jià)格）在更大的程度上會壓縮可再生能源發(fā)展的空間，而不是煤炭。

在我國，由于缺乏不同能源之間競爭的市場機(jī)制，這一問題并沒有那么顯性，但是會以其他的方式表現(xiàn)出來。天然氣發(fā)電是貴，但是在我國電力結(jié)構(gòu)中的份額低到5%以下的程度（2013年，占總裝機(jī)的3.5%，發(fā)電量的2%），是否可以由貴的程度完全解釋，這是一個(gè)需要研究的問題。

一個(gè)典型的例子是上海。目前，上海的本地電源裝機(jī)為2200萬千瓦，而外來輸電則超過1500萬千瓦。2014年夏季，上海電網(wǎng)最高負(fù)荷是2600萬千瓦左右。這意味著即使以最大負(fù)荷計(jì)，系統(tǒng)的冗余度也超過40%。由于不同機(jī)組分門別類的設(shè)定了很多特定的價(jià)格，而相對天然氣的價(jià)格，其發(fā)電的上網(wǎng)價(jià)格往往不夠高，天然氣機(jī)組的市場份額完全沒有了規(guī)則，其快速調(diào)節(jié)、污染排放小的價(jià)值也缺乏發(fā)現(xiàn)機(jī)制。不同的機(jī)組如何分“有限的用電蛋糕”，就是一個(gè)比較混沌的問題了。天然氣機(jī)組是投入使用還是閑置，占據(jù)何種地位，也有很大的自由量裁成分。

3. 天然氣使用是長遠(yuǎn)未來的橋梁還是障礙？

這個(gè)問題屬于面向長遠(yuǎn)未來的討論了。人們現(xiàn)在越來越傾向于認(rèn)為美國頁巖氣的井噴以及由此帶來的燃?xì)鈨r(jià)格下降，是氣候變化問題的壞消息了。筆者的合作者之一Nico Bauer博士近期在英國《自然》雜志的文章就模擬了這樣的一個(gè)故事——因?yàn)樵鰪?qiáng)的天然氣競爭力，在更大的程度上會推遲可再生能源的發(fā)展速度，而對煤炭的替代是微乎其微的。并且由于電力價(jià)格由此下降，帶來了電力消費(fèi)的反彈，加上天然氣傳輸過程中的泄露（甲烷高增溫效應(yīng)）等排放，擴(kuò)大的天然氣供應(yīng)對于溫室氣體減排幾乎完全無效，甚至于增加碳的排放。

從另一個(gè)側(cè)面這意味著，如果人們更看重氣候變化，需要更緊的氣候變化目標(biāo)，那么通過碳的定價(jià)壓縮天然氣消費(fèi)（那個(gè)時(shí)候煤炭與石油幾乎淘汰了，而減排程度還不夠。比如大體上，氣候溫升2度目標(biāo)意味著2050年電力部門實(shí)現(xiàn)脫碳，2100年全部能源部門實(shí)現(xiàn)零碳排放）就有可能使得天然氣資產(chǎn)成為無用資產(chǎn)，其存在“擱置”的風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)然，這個(gè)角度的考慮對于我國10%都不到的利用水平，有點(diǎn)像“另外一個(gè)極端”的問題了，有些超前了。但是決策者在推出政策或者目標(biāo)的時(shí)候，需要明確對此是如何考慮的，這是一個(gè)科學(xué)的政策制定所需要的。

天然氣價(jià)格機(jī)制：與石油與電力的比較

從技術(shù)特性而言，天然氣較石油難以運(yùn)輸與儲存（或者叫成本很高，液化為LNG成本要翻一倍），但是比電力要容易（電力輸送的損耗很高，且不易儲存，基本要時(shí)刻保持供需平衡）。這種技術(shù)特性，對應(yīng)到天然氣的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，時(shí)間、空間與交貨靈活性三個(gè)維度上的非均一程度，也介于石油與電力之間。

在時(shí)間上，天然氣市場為基礎(chǔ)的價(jià)格波動稍大于石油，但遠(yuǎn)小于電力。2012年，歐洲地區(qū)天然氣現(xiàn)貨價(jià)格波動幅度大致是平均價(jià)格的70%，而石油的波動只有35%左右，但是電力價(jià)格的波動遠(yuǎn)超過100%。以德國電力市場為例，其日前價(jià)格在-222歐元/MWh與210歐元/MWh之間，波幅是平均價(jià)格（大致40歐元/MWh）的十倍。由于電力市場是逐小時(shí)出清的，這意味著每年德國將存在2.6萬（實(shí)時(shí)價(jià)格、日內(nèi)價(jià)格與日前價(jià)格×8760小時(shí)）個(gè)電力價(jià)格水平。而美國德州電力市場，是以5分鐘為周期出清的，那么就意味著存在對應(yīng)于不同時(shí)刻的30億個(gè)電力價(jià)格。而石油與天然氣不會有如此的價(jià)值差異與波動。

在空間上，世界石油基本是一個(gè)統(tǒng)一的市場，而天然氣由于運(yùn)輸成本較高，地區(qū)間價(jià)格差別也很大。亞太地區(qū)的天然氣價(jià)格，仍舊比北美高出3-5倍，比歐洲高出1-3倍。而短期的基礎(chǔ)設(shè)施缺乏，也可能造成價(jià)格的大幅波動。2014年初，美國天氣嚴(yán)寒，盡管天然氣供應(yīng)總量大幅增加，但是由于管道的擴(kuò)張速度有限，特別是在紐約與新英格蘭地區(qū)，相比港口價(jià)格，這些地區(qū)的天然氣現(xiàn)貨價(jià)高出了20倍，超過100美元/mmbtu。

但是，一般意義上的傳輸成本仍將可以預(yù)見的小于電力。這意味著即使考慮輸送成本，天然氣遠(yuǎn)端用戶（比如上海，以進(jìn)口LNG價(jià)格為標(biāo)桿）相對本地用戶（比如四川用戶）仍具有更強(qiáng)競爭力是可能的。而電力一般本地用戶的競爭力更強(qiáng)，因?yàn)殡娏Φ膩碓炊鄻?，受地域限制很小，各地區(qū)的電力成本的差異無法彌補(bǔ)高昂的輸送成本是大部分情況下的現(xiàn)實(shí)，因此電力的就地平衡是一個(gè)基本的經(jīng)濟(jì)性原則，而天然氣的限制要小的多。建立天然氣的全國統(tǒng)一市場，相比電力是一個(gè)恰當(dāng)?shù)奶岱ā?/p>

在交貨靈活性上，天然氣靈活性上要稍差于常溫液態(tài)的石油，但基本不存在電力特有的不同類型機(jī)組“爬坡快慢”性能不同的問題，以及可再生電力不可控與出力波動的問題。這也為簡化的天然氣定價(jià)機(jī)制與產(chǎn)品類別提供了可能。

在我國，行政訂立、完全特定的天然氣價(jià)格，無法充分反映天然氣價(jià)值在任何一個(gè)維度的實(shí)時(shí)變化，以時(shí)間維度為最。供應(yīng)總量上的稀缺，是從來沒有出現(xiàn)過的。但是，一些現(xiàn)象可以折射出很多缺乏價(jià)格機(jī)制的問題。比如某些地區(qū)用氣價(jià)格甚至低于中東LNG現(xiàn)貨采購成本，打擊供給而刺激消費(fèi)；罐裝天然氣（市場價(jià)格）比管道天然氣（管制價(jià)值）價(jià)格高出很多，供應(yīng)商有充足的動力使管道氣用戶變得“缺氣”，而去供應(yīng)高價(jià)散裝用戶；居民用氣為主、價(jià)格高度管制的結(jié)構(gòu)，冬夏峰谷差巨大，而儲氣庫的建設(shè)由于缺乏激勵，冬季的供氣緊張反復(fù)上演。缺乏靈活的價(jià)格機(jī)制，可以說是我國“氣荒”的最根本原因。

價(jià)格手段要與價(jià)格機(jī)制顯性區(qū)分

在我國，作為天然氣機(jī)制的價(jià)格，可能偏高了，特別是對于某些特定的用戶群，實(shí)質(zhì)上采取的是價(jià)格歧視政策，比如工業(yè)用氣；而作為天然氣價(jià)格手段的價(jià)格，可能仍舊偏低，因?yàn)樘烊粴獾某杀靖甙号c供應(yīng)短缺是我國的資源稟賦，抑制天然氣消費(fèi)過快增長的步伐可能是一個(gè)長期的方針。但是，機(jī)制與手段的區(qū)分要十分明確，機(jī)制連接著供需的變化，而政府基于額外政策目標(biāo)的手段（比如資源稅、消費(fèi)稅）可以帶來相應(yīng)的收入，用于一些“好”的目的。比如對居民實(shí)施普遍性用氣服務(wù)，在氣價(jià)高到某個(gè)閾值提供用氣補(bǔ)貼。

手段可以實(shí)現(xiàn)機(jī)制的部分功能（比如調(diào)節(jié)需求），但是如果不加區(qū)分（當(dāng)前就是這種情況），手段的額外收益的直接所得者就不是政府，而是天然氣公司，這有悖于手段推出的目的。當(dāng)前，個(gè)別天然氣用戶存在消費(fèi)特權(quán)，表現(xiàn)為可以享受人為壓低的價(jià)格，這事實(shí)上是變相補(bǔ)貼，而補(bǔ)貼的依據(jù)卻并不足夠清晰，不同用氣目的間的交叉補(bǔ)貼也很容易成為糊涂賬。這需要通過建立價(jià)格機(jī)制、統(tǒng)一市場予以糾正。而一些對天然氣產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟(jì)長期發(fā)展有好處的基礎(chǔ)設(shè)施（比如調(diào)峰儲氣設(shè)施）建設(shè)，有著很強(qiáng)的正外部性影響（成本由獨(dú)立個(gè)體承擔(dān)，但是好處是大家的），而缺乏足夠的激勵信號。這需要調(diào)整價(jià)格手段（比如財(cái)政包干儲氣設(shè)施投資）來糾正投入不足。