中國天然氣資源安全分析

黎江峰，周 娜，吳巧生

(1.北京大學(xué)政府管理學(xué)院，北京 100871;2.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心，湖北 武漢 430074)

中國能源安全總體狀況相對較差，能源結(jié)構(gòu)中煤炭比重過高以及油氣資源對外依存度過高是中國能源供給體系未來一段時(shí)期面臨的最突出問題[1-2]。天然氣資源作為相對清潔的化石能源，是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)清潔低碳發(fā)展的過渡性能源[3]。新時(shí)代背景下，隨著生態(tài)文明建設(shè)的深入推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)天然氣資源的持續(xù)供給對保證經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)健康運(yùn)行、支撐國家能源安全、落實(shí)建設(shè)美麗中國的戰(zhàn)略部署具有重要意義[4]。然而持續(xù)擴(kuò)大的天然氣供需缺口使中國天然氣資源對外依存度擴(kuò)大，到2040年中國天然氣進(jìn)口量預(yù)計(jì)將達(dá)到2 800億m3，進(jìn)口依存度增至50%[5]。科學(xué)研判中國天然氣資源安全狀況，識別天然氣安全各個環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)并積極主動防范，對于提高中國能源安全具有重要意義。

1 天然氣資源安全狀態(tài)-過程評估模型的構(gòu)建

縱觀國內(nèi)外天然氣資源安全現(xiàn)有研究，天然氣安全評價(jià)研究分別為從供給側(cè)、消費(fèi)側(cè)和貿(mào)易側(cè)單維度或雙維度組合討論展開[6-16]，已經(jīng)形成了一批豐富的研究成果，但缺少綜合考慮供給、消費(fèi)和貿(mào)易三維度的安全研究?？紤]到天然氣資源供給、消費(fèi)和貿(mào)易三個子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和發(fā)展規(guī)律，在發(fā)展演變過程中存在著相互影響、相互制約等錯綜復(fù)雜的關(guān)系，構(gòu)成一種復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，現(xiàn)有的評估方法難以體現(xiàn)天然氣資源安全三個子系統(tǒng)間此消彼長、動態(tài)平衡的關(guān)系。

本文選擇中國天然氣資源安全作為研究對象，通過構(gòu)建天然氣資源安全生產(chǎn)、消費(fèi)和貿(mào)易三維模型，從安全狀態(tài)和安全過程兩個方面評估天然氣資源安全狀況，其中，安全狀態(tài)評估是對天然氣資源供給、消費(fèi)和貿(mào)易三維度的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行評估，判定天然氣資源安全在三維空間中的具體位置；安全過程評估是對當(dāng)前天然氣資源安全發(fā)展態(tài)勢進(jìn)行評估，判定天然氣資源安全在三維空間中的發(fā)展走勢。

圖1 天然氣資源安全“供給-消費(fèi)-貿(mào)易”三維空間模型Fig.1 Three-dimensional space model of “supply-consumption-trade” of natural gasresources security

圖2 天然氣資源安全狀態(tài)評價(jià)指標(biāo)體系Fig.2 Evaluation index system of natural gasresources security

為量化天然氣資源安全狀態(tài)，本文分別就天然氣供給、消費(fèi)和貿(mào)易子系統(tǒng)選取評價(jià)指標(biāo)，如圖2所示。其中，供給安全化指數(shù)是天然氣供給側(cè)的安全化程度，它關(guān)注天然氣供給在天然氣資源總體安全中的貢獻(xiàn)，可采用資源儲采比[17-18]來進(jìn)行定量描述。消費(fèi)安全化指數(shù)的含義在于，在現(xiàn)有市場價(jià)格條件下，目前的天然氣供應(yīng)滿足需求的狀況，可以采用國際天然氣市場價(jià)格波動系數(shù)、匯率波動系數(shù)、天然氣消費(fèi)強(qiáng)度以及碳排放強(qiáng)度等指標(biāo)加以描述[19-21]。貿(mào)易安全化指數(shù)是天然氣在國際貿(mào)易中的安全化程度，體現(xiàn)為供需缺口與地緣政治因素影響[7-8]。國內(nèi)天然氣供需缺口越小，天然氣對外依存度越低，意味著天然氣自主性越強(qiáng)，天然氣供應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)越??；或者在同等對外依存度下，天然氣進(jìn)口集中程度越低，天然氣供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)就越小。天然氣安全狀態(tài)的定量分析以評價(jià)指標(biāo)體系為基礎(chǔ)，經(jīng)過數(shù)值規(guī)范和賦權(quán)，由加權(quán)平均法可分別計(jì)算天然氣安全的供給安全化指數(shù)、消費(fèi)安全化指數(shù)和貿(mào)易安全化指數(shù)?？紤]到目前沒有定量研究表明上述各指標(biāo)的重要性存在明顯區(qū)別，所以本文賦予同一層級指標(biāo)相同的權(quán)重。

(1)

(2)

θ=arccos{[(OPT)2+(OQt0)2-(Qt0PT)2]/

(2×OPT×OQt0)}

(3)

[(OPT)2+(OGt0)2-(Gt0MT)2]/

(2×OPT×OQt0)

(4)

2 數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理

利用前文構(gòu)建的指標(biāo)體系和評估方法，對中國天然氣資源安全進(jìn)行評估。其中，儲采比數(shù)據(jù)由歷年天然氣資源儲量和產(chǎn)量數(shù)據(jù)計(jì)算所得，儲量和產(chǎn)量數(shù)據(jù)均來源于BP報(bào)告；國際天然氣市場價(jià)格波動數(shù)據(jù)來源于BP報(bào)告，將歷年代表LNG市場的日本CIF價(jià)格和JKM價(jià)格，以及國際天然氣市場主流價(jià)格指數(shù)，即英國NBP價(jià)格指數(shù)、荷蘭DA Heren指數(shù)、美國Henry Hub價(jià)格及加拿大Alberta價(jià)格進(jìn)行算數(shù)平均，得到本文使用的國際天然氣市場價(jià)格數(shù)據(jù)；匯率波動數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的人民幣對美元匯率；天然氣消費(fèi)強(qiáng)度是根據(jù)中國天然氣表觀消費(fèi)量數(shù)據(jù)及實(shí)際GDP數(shù)據(jù)計(jì)算所得，其中天然氣消費(fèi)量數(shù)據(jù)來源于BP，實(shí)際GDP數(shù)據(jù)是根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的名義GDP與國內(nèi)生產(chǎn)總值指數(shù)調(diào)整后的以1996年為基期的數(shù)據(jù)；碳排放強(qiáng)度是根據(jù)天然氣消費(fèi)量數(shù)據(jù)計(jì)算的消費(fèi)天然氣產(chǎn)生的碳排放總量與實(shí)際GDP的比值，數(shù)據(jù)來源于BP和國家統(tǒng)計(jì)局；供需缺口數(shù)據(jù)為BP發(fā)布的產(chǎn)量和需求量的差值；天然氣進(jìn)口集中度數(shù)據(jù)由中國進(jìn)口天然氣HHI指數(shù)測度，原始數(shù)據(jù)來源于聯(lián)合國商品數(shù)據(jù)庫(UN Comtrade)。

在進(jìn)一步計(jì)算前，本文首先對上述7個指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了無量綱化處理。其中，儲采比為正向指標(biāo)，運(yùn)用式(5)對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。供需缺口為適中指標(biāo)，當(dāng)供需缺口大于0時(shí)，表明國內(nèi)產(chǎn)量能夠滿足國內(nèi)需求，此時(shí)供需缺口為正向指標(biāo)；當(dāng)供需缺口小于0時(shí)，表明國內(nèi)產(chǎn)量供應(yīng)不足，威脅天然氣資源安全，此時(shí)供需缺口為負(fù)向指標(biāo)，利用式(6)對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。其他指標(biāo)均為負(fù)向指標(biāo)，運(yùn)用式(7)進(jìn)行處理。

(5)

(6)

(7)

3 評價(jià)結(jié)果

運(yùn)用上述指標(biāo)體系和評價(jià)方法，得到中國天然氣資源的供給、消費(fèi)和貿(mào)易安全化指數(shù)(圖3)。其中，天然氣供給安全化指數(shù)呈現(xiàn)明顯的波動下降趨勢，2011—2014年天然氣儲采比達(dá)到歷史最低值，顯著影響國內(nèi)天然氣持續(xù)供應(yīng)能力，給天然氣資源安全造成較大壓力;2015年以來，隨著非常規(guī)天然氣資源探勘開發(fā)的有效推進(jìn)，天然氣供給安全化指數(shù)提高?？梢钥闯?，從天然氣資源總體安全的角度，如何加大天然氣勘探開發(fā)力度，提高資源可供性是值得思考的重要問題。常規(guī)天然氣資源潛力有限，非常規(guī)天然氣資源潛力巨大，頁巖氣、煤層氣等非常規(guī)天然氣的規(guī)?；_發(fā)利用可有效緩解天然氣的供給壓力，其開發(fā)利用帶來的能源安全效益顯著[4]。

圖3 1996—2017年中國天然氣安全供給、消費(fèi)、貿(mào)易指數(shù)Fig.3 The supply index,consumption index andtrade index of China’s natural gas securityfrom 1996 to 2017

中國天然氣消費(fèi)安全化指數(shù)呈波動下降趨勢。受國際天然氣市場價(jià)格波動及匯率變化影響，在綠色發(fā)展及低碳發(fā)展的訴求下，中國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型逐步進(jìn)行，天然氣作為較為低碳的清潔能源，在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重逐漸提高，使天然氣消費(fèi)安全化指數(shù)呈現(xiàn)波動下降。

中國天然氣貿(mào)易安全化指數(shù)呈V字型變化，2006年以前貿(mào)易安全化指數(shù)下降，2006年后逐漸上升。供需缺口指標(biāo)的擴(kuò)大使貿(mào)易安全化程度在2006年惡化，但2006年以后，尤其是2013年以來，隨著“一帶一路”倡議的穩(wěn)步推進(jìn)，充分利用“兩個市場、兩種資源”得以不斷實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)大了天然氣進(jìn)口來源，使天然氣進(jìn)口集中度逐漸下降，中國天然氣貿(mào)易安全化程度得到快速提高。

中國天然氣資源安全的發(fā)展度、持續(xù)度、協(xié)調(diào)度和有效發(fā)展度指標(biāo)計(jì)算結(jié)果見表1。發(fā)展度起點(diǎn)水平較高，平均值達(dá)到1.14，但波動水平較高，從2000年開始呈現(xiàn)逐漸下降趨勢，到2006年降至波谷位置(0.64)，2007年以后安全目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的程度呈現(xiàn)穩(wěn)定提升的態(tài)勢，表現(xiàn)為波動水平的下降和標(biāo)準(zhǔn)差的提高；持續(xù)度在經(jīng)歷1996—2006年的上升后開始呈現(xiàn)波動下降，且降幅明顯，表明中國天然氣安全的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)之間的差距先增大，并于2007年左右開始波動下降，呈現(xiàn)出與發(fā)展度演變結(jié)果一致的特征；從協(xié)調(diào)度指標(biāo)計(jì)算值看，天然氣資源安全路徑與最優(yōu)路徑之間的夾角θ與持續(xù)度指標(biāo)值變化過程一致，1996—2006年增長至波峰位置，此時(shí)θ值為0.64，2007年后θ值呈波動減小態(tài)勢，說明現(xiàn)有發(fā)展過程與擬合最優(yōu)路徑之間的協(xié)調(diào)度在提高，表明中國天然氣資源安全程度在逐步改善；就有效發(fā)展度而言，在研究期內(nèi)，其值經(jīng)歷了先下降后上升的變化過程，其中，2006年達(dá)到最小值(0.40)，2017年有效發(fā)展度為0.86，表明中國天然氣資源安全的真實(shí)水平呈現(xiàn)波動上升趨勢。總體來看，2007年以后中國天然氣資源安全演變過程呈現(xiàn)一種安全狀態(tài)持續(xù)改善的趨勢，這與中國政府加大天然氣尤其是非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)支持政策有關(guān)。

表1 中國天然氣資源安全指標(biāo)評價(jià)結(jié)果Table 1 Evaluation results of natural gas resources securityin China

4 結(jié) 論

1) 中國天然氣供給安全化指數(shù)波動下降，但非常規(guī)天然氣資源的開發(fā)利用提高了中國天然氣資源的可供性水平，有效緩解了天然氣供應(yīng)壓力；天然氣在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)占比的提高使消費(fèi)安全化呈現(xiàn)明顯的波動下降；“一帶一路”倡議的穩(wěn)步推進(jìn)擴(kuò)大了中國天然氣進(jìn)口來源，使中國天然氣貿(mào)易安全化指數(shù)快速提高。

2) 中國天然氣發(fā)展4個態(tài)勢指標(biāo)的歷史變化均顯示中國天然氣資源安全演變過程呈現(xiàn)持續(xù)改善的趨勢。

上述結(jié)論蘊(yùn)含的政策含義包括以下兩點(diǎn)。①隨著國家油氣管網(wǎng)公司的成立，中國天然氣市場化體制改革正逐步向“管住中間，放開兩頭”邁進(jìn)?？紤]到非常規(guī)天然氣開發(fā)對提高天然氣供應(yīng)能力的重要性，以《外商投資法》生效為契機(jī)，通過實(shí)行勘查區(qū)塊與礦業(yè)權(quán)競爭出讓制度，加強(qiáng)非常規(guī)天然氣上游勘探開發(fā)領(lǐng)域市場競爭，對提高天然氣國內(nèi)供應(yīng)能力具有重要意義。②深入推進(jìn)“一帶一路”倡議對改善中國天然氣國際貿(mào)易環(huán)境，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)來源多元化具有重要意義。