天然气在城市能源低碳转型中的作用研究

车明

北京作为首都，近年来践行绿色发展战略，深化落实城市功能定位，切实推动能源清洁低碳转型，经过第一能源清洁化的转型，已经成为全国清洁能源占比最高的城市，体现了责任与担当。面对以实现碳中和为目标的能源转型，北京将充分把握时代机遇，继续发挥天然气在未来能源低碳转型中的作用，争做“碳中和”先鋒城市，为实现碳中和贡献北京力量。

一、北京燃气行业的发展历程

（一）发展成绩

经过60余年发展，北京已经成为全球第二、全国最大的天然气消费城市。在资源供应方面，构建了国产气与进口气、海上气与内陆气、常规气与非常规气并存的供气格局，是国内天然气供气格局最完善、资源最充足、保障度最高的城市。在管网布局方面，建立“五环六级七放射 ”的天然气配气体系，是全国配气能力最强的城市。在市场发展方面，不断推进能源清洁化转型，天然气在能源结构中的比重达到33%，达到世界发达国家平均水平。天然气已成为北京城市运行的重要保障之一。

（二）发展历程

自1987年引入天然气后，北京燃气事业进入黄金发展期，天然气市场从培育到发展，主要经历了四个阶段（图1）。

图1 北京天然气发展历程

一是起步期（1987—1996年）。华北油田至北京的第一条天然气长输管线建成投产，开启了北京使用天然气的历史。此时，人工煤气和天然气并存发展，天然气主要用来满足炊事、餐饮等基本用气需求，每年发展10万户，需要等待2～3年才能通气。1996年消费量仅有1.3亿立方米，天然气在能源结构中的比重为1%。

二是培育期（1997—2009年）。政策引导方面，市政府制定了《环境污染防治目标和对策》，天然气被赋予了“调整能源结构、替代燃煤、治理大气污染”的战略任务。基础设施建设方面，实施了“陕气进京”工程。用户发展方面，完成了近百万煤气用户置换天然气工作。发展路径方面，按照“从小到大、从城区到郊区”的方式实施“煤改气”。发展成绩方面，2009年北京市天然气年消费量增长到68亿立方米，在能源消费结构中的占比提升到13%，煤炭占比下降到32%。

三是高速发展期（2010—2018年）。政策引导方面，政府先后出台“北京市打赢蓝天保卫战三年行动计划”等相关政策，推动能源清洁化。基础设施建设方面，陕京三线、陕京四线等项目相继投产，还建设了六环路天然气管线。市场发展方面，发展了大型燃煤锅炉、四大热电中心、农村“煤改气”、分布式能源项目等。

四是高质量发展期（2019年至今）。政策引导方面，2020年实施《北京市优化营商环境条例》，要求燃气企业提升服务品质。基础设施建设方面，新建曹妃甸和天津南港LNG应急储气设施，进一步完善首都配气管网，保障能源供应安全。市场发展方面，拓展LNG点供及综合能源项目，提升用气的广度和深度。发展成绩方面，2020年天然气年消费量增长到188亿立方米，能源消费结构中的占比提升到37%，煤炭下降到1.8%，取代煤炭成为北京主体能源。

二、北京天然气发展经验及作用

（一）经验总结

一是旗帜鲜明支持天然气发展。在政策推动方面，通过一系列政策措施，压减燃煤消费量，扩大天然气的使用范围。天然气基础设施迅速提升。旗帜鲜明支持天然气发展是北京实现从煤炭到天然气转型的关键。

二是维护市场的统一和完整。城市燃气行业是典型的自然垄断行业，具有区域独占性特征，需要统一经营、统一管理，实现规模效益。北京燃气集团在发挥城市供应主渠道作用的同时，还积极做好农村“煤改气”工作，实现“同网、同价、同服务”。市场的统一和完整是北京天然气的发展经验之一。

三是良好的顺价机制。通过顺价机制，当上游气源采购价格变动时，下游气价能够顺出，企业按照市场规律办事，有利于企业良性发展，实现了社会责任和经济责任的双落实、双到位。

（二）天然气在能源清洁化中的作用

北京市主体能源的消费结构转型思路是能源清洁化，在此过程中天然气发挥了重要作用。

一是空气质量得到改善。2000—2021年，SO2浓度从71毫克/立方米下降到3毫克/立方米，降低96%；PM2.5从2013年的89毫克/立方米下降到33毫克/立方米，降低63%。反之，天然气在能源消费结构中的比重从4%提升到33%（图2）。

图2 北京市天然气消费量与空气质量对比图

二是能源利用效率获得提高。天然气相比煤炭具有更高的利用效率，北京万元GDP能耗从1988年的6.369吨标准煤下降到现在的0.21吨标准煤，降低97%（图3）。

图3 北京市天然气消费量与GDP能耗对比图

三是能源供应更加安全可靠。天然气既可以通过管道输送，又可以通过液化天然气（LNG）配送，极大地提高了能源供应的安全性与可靠性。

三、天然气对碳中和的作用分析

（一）全球能源转型规律

一是渐进的过程。从全球范围看，能源转型涉及范围广泛，影响因素众多、过程复杂多变。在新的能源广泛应用之前，需配套建设大量基础设施，通常需要数十年甚至上百年的积累。煤炭时代持续了75年，油气时代也将持续80年，未来低碳能源转型也是一个渐进的过程。要充分认识能源转型的难度，低碳能源转型不可能一蹴而就，要保持足够的定力和推进力，避免急躁冒进。

二是先清洁后低碳的过程。全球能源转型发展是一部不断高效化、清洁化、低碳化的历史。在薪柴时代，提升生产力的需求促进了低效的薪柴向较高效的煤炭转型，本质是高效化；在煤炭时代，治理空气污染推动了向油气时代转型，本质是清洁化；目前，气候变化问题正在推动以碳中和为目标的能源转型，低碳能源正是解决气候变化问题的可行途径。

三是从资源依赖到技术驱动的过程。油气对煤炭的转型只是完成了一种不可再生的能源资源对另外一种不可再生资源的替代。而以碳中和为目标的能源转型则是以技术为导向，通过技术进步降低成本，实现可持续发展。

（二）天然气对碳中和的作用

北京市在能源转型发展过程中，减少煤炭消费和扩大天然气应用同时进行。天然气在改善大气环境、提升居民生活品质、保障能源供应安全等方面发挥了重要作用。在能源中和化转型过程中，天然气将转变角色定位，从主力能源转变为“压舱石”“终生伴侣”、可再生能源的“调节器”。

一是转型过程中的“压舱石”。能源低碳化转型的前提是供应安全，能源供应多元化、多样化和多渠道是确保安全的有效途径，单一能源品种不利于供应安全。天然气是传统化石能源向清洁可再生能源过渡的重要桥梁，已成为世界各国能源结构优化、低碳化的战略选择，在未来将发挥能源转型“压舱石”的作用。

二是转型过程中的“终身伴侣”。可再生能源和天然气应是协作关系。天然气与可再生能源耦合的分布式能源系统，可以弥补可再生能源不稳定、不连续、灵活性差等缺点，还可以提高效率、减少排放、实现成本可控。

三是转型过程中的“调节器”。在当前技术条件下，可再生能源用得越多，天然气的作用越突出。例如，在英国能源转型过程中，非化石能源电力占比越来越高，天然气发电的占比也越来越高。

四、结论

天然气是最为清洁的化石能源，在北京实现能源清洁化过程中起到举足轻重的作用，在能源中和化转型中仍然可以发挥重要作用。

（一）天然气在北京经过四个阶段的发展，已成为城市运行的重要保障之一。北京是国内供气格局最完善、资源保障度最高、配气能力最强、市场发展最为成熟的城市，天然气在能源结构中的比重达到世界发达国家平均水平。

（二）旗帜鲜明支持天然气发展，维护市场的统一和完整，构建良好的顺价机制是北京实现天然气高质量发展的关键。

（三）天然气在北京的成功发展，使空气质量获得改善，PM2.5、SO2等主要污染物浓度均大幅下降；能源利用效率获得提高，万元GDP能耗下降96%，同时还提高了能源供应的安全性與可靠性。

（四）在北京能源中和化转型过程中，天然气将转变角色定位，进一步发挥天然气在保障能源供应安全和弥补可再生能源不稳定、不连续等方面的优势，从主力能源转变为“压舱石”“终生伴侣”和可再生能源的“调节器”。

参考文献

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（责任编辑：荣荣）