新型能源体系建设下的油气高质量发展研究

吴谋远，王利宁，段兆芳，向征艰

（中国石油集团经济技术研究院，北京 100724）

1 加快规划建设新型能源体系的背景意义

能源是人类文明进步的基础和动力，关系人类生存和发展，攸关国计民生和国家安全，对于促进经济社会发展、增进人民福祉至为关键。当前，世界百年未有之大变局加速演进，新一轮科技革命和产业变革深入发展，能源低碳转型加速推进，全球能源格局深度调整。面对新形势、站在新起点、肩负新使命，需深入推进能源革命，规划建设新型能源体系，助力全面建设社会主义现代化国家和中华民族伟大复兴[1-2]。

规划建设新型能源体系是应对外部复杂环境，着力提升能源安全的需要。当前，全球能源体系正经历着深刻的历史性调整，西方以能源为武器的大国博弈加剧，复杂政治环境下的能源安全问题成为各国关注的焦点。俄乌冲突引发的欧洲能源危机，更加反映出能源自给供应是国家发展最基本的战略底线。我国是一个富煤、缺油、少气的国家，原油、天然气对外依存度高，连续5年分别保持在70%和40%以上。在国际能源市场环境不确定性加剧的今天，树立底线思维，立足国内确保能源安全稳定供应，是保障国家能源安全和经济安全的根本要求，也是我国参与全球能源市场的底气所在。

规划建设新型能源体系是推动经济高质量发展的需要。发展是党执政兴国的第一要务，没有坚实的物质基础，就不可能全面建成社会主义现代化强国。目前，我国的现代化水平同发达国家相比尚有较大差距，人均GDP刚超过1万美元，需要再翻两番才达到中等发达国家水平。国际经验表明，当人均GDP达到2万～3万美元时，人均用能达到峰值。我国人均能源消费量为3.5吨标准煤/年，只相当于美国的约1/3，德国和日本的约2/3。多方研究预测，到2035年，我国能源消费需在2020年水平基础上再增加12亿～15亿吨标准煤，达到62亿～65亿吨标准煤，才能有效支撑基本实现社会主义现代化的目标。

规划建设新型能源体系是实现碳达峰碳中和目标的需要。按照“双碳”目标，我国要以全球历史上最短时间，完成全球碳排放强度的最大降幅，必然面临发展模式转型、产业结构转变、能源结构调整等一系列严峻挑战。同时，低碳技术不成熟增加了转型发展的不确定性，可再生能源的随机性和波动性导致大规模接入时，电力系统成本增加和运行安全风险增大等问题日益凸显。据测算，如果独立电力系统中新能源电力占比达到40%，系统运行维护成本将与发电效益相当；传统能源退出带来的资产搁置和就业等问题也不容忽视。需要统筹抓好能源消费、供给、体制、科技、国际合作“五位一体”的总体布局，通盘谋划、稳中求进，把传统能源退出建立在新能源安全可靠的替代基础上，才能确保能源体系健康可持续发展。

2 新型能源体系建设下我国能源发展路径

以我国实现“双碳”目标为导向，采用研究团队开发的“世界与中国能源展望”模型，系统模拟未来中国能源发展转型路径及建设新型能源体系的阶段。

2.1 模型方法

“世界与中国能源展望”模型是中国石油集团经济技术研究院开发的能源系统模拟优化模型，用于定量化模拟不同发展情景下的中长期能源转型趋势，并已得到广泛应用[3-10]。该模型涵盖了煤炭、石油和天然气等传统化石能源以及水电、核电、风能、太阳能和生物质能等可再生能源，并充分考虑已有和研发示范的各种能源技术的影响。详细刻画了一次能源从开采、加工转换到终端消费的全流程（见图1）。

图1 “世界与中国能源展望”模型

2.2 新型能源体系建设下的能源总体走势

基于“世界与中国能源展望”模型，分析经济社会、产业结构、技术进步等发展趋势及建设新型能源体系目标，模拟得出未来我国能源转型发展趋势，具体结果如下：

我国一次能源需求于2035年前后进入峰值平台期，峰值约64.3亿吨标准煤，之后需求略有下降但维持高位，约57.0亿吨标准煤以上。节能降耗与电能替代加速，带动一次能源消费强度加速下降，碳达峰和碳中和阶段年均分别下降2.8%和3.2%（见图2）。

图2 我国一次能源需求及年均增速

一次能源消费结构将由“一煤独大”转向“多元并存、多能互补”。展望未来，风、光等新能源爆发式增长，推动非化石能源占比持续快速提升，到2030年升至26%，2040—2045年突破50%，2060年达到80%。化石能源占比则持续下滑，其中，2030年和2060年煤炭占比分别降至46.0%和5.5%；油气占比2040年前稳定在24.0%以上，而后逐步下降至2060年的14.5%（见图3）。

图3 我国未来一次能源消费结构

非化石能源“先立”满足增量，化石能源“后破”被规模替代。碳达峰前是非化石能源的“先立”阶段。化石能源发挥供应基石作用，非化石能源快速发展，贡献本阶段能源需求增量的88%。碳达峰后是化石能源的“后破”阶段。化石能源定位逐步转向关键原料与应急保障，非化石能源规模替代化石能源，新型能源体系加快建设（见图4）。

图4 碳达峰和碳中和阶段各能源品种需求变化

2.3 新型能源体系建设的阶段划分初探

综合考虑未来我国能源发展趋势，新型能源体系建设可划分为三大阶段。

1）阶段一：2020—2035年，新型能源体系筑基期。这一阶段表现为化石能源消费逐步达峰，非化石能源逐步满足新增用能需求，化石能源支撑新能源规模化发展，概括为“减煤控油增气强新”。煤炭由稳向减过渡，煤炭清洁低碳利用力度持续扩大；石油稳健发展，消费逐步进入峰值平台期；天然气保持较快增长，继续在减污降碳中发挥重要作用；风能、太阳能、储能、氢能等新能源加快发展，更大规模满足能源增量需求。

2）阶段二：2036—2050年，新型能源体系建设加速期。这一阶段表现为化石能源消费总量稳步下降，非化石能源加速替代传统化石能源，传统能源与新能源融合协调发展。此阶段，煤炭更好发挥应急与兜底作用，助推新型电力系统建设；石油功能定位加速转换，从以发挥燃料动力作用为主向原料功能过渡；天然气广泛应用于各个领域，消费逐步达峰；新型电力系统加快构建，助力非化石能源占比在2050年超过60%。

3）阶段三：2051—2060年，新型能源体系全面建成和升级期。这一阶段表现为高碳化石能源回归原料属性，做好兜底保障，非化石能源成为用能主体，我国能源自主能力进一步强化。

3 新型能源体系建设下油气发展研究

3.1 新型能源体系建设下石油发展研究

我国石油消费转入中低速增长阶段。2010—2022年，我国石油表观消费量从4.3亿吨增至7.2亿吨，年均增长4.3%，增速较2000—2010年降低2.5个百分点，石油消费转入中低速增长阶段。近年来，随着传统炼厂转型升级，大型炼化一体化企业发展加速，我国炼油能力保持增长，2022年增至9.2亿吨。

我国交通用油将于2025年前后达峰。交通用油是石油消费的主力，占比约55%。2000年以来，我国交通用油需求快速增长，从2000年的1.1亿吨增至2022年的3.8亿吨，年均增幅达5.8%。公路用油是交通用油的主力，2022年占比约83%。但近年来，新能源汽车快速发展对交通用油形成规模替代。受动力电池技术持续创新与基础设施不断完善等影响，消费者对新能源汽车安全性与行驶里程的担忧减缓，我国新能源汽车发展维持快速增长态势。2023年，新能源汽车销量达到950万辆，销售渗透率达到34.7%，约替代成品油1 700万吨。在此背景下，我国汽车保有量结构将加速转变，新能源汽车占比加速提升，到2025年、2030年、2036年、2050年，预计先后突破10%、30%、50%和80%。随着我国交通运输方式优化与电氢等新能源应用规模扩张，交通用油增速将进一步放缓，并于2025年前后达到3.9亿吨峰值。

受交通燃油需求达峰影响，我国石油需求将于2030年前达到7.8亿～8.0亿吨峰值。2030年后，尽管化工用油仍有所增长，但其他用油行业需求持续下滑，特别是交通用油与工业燃料，受产业结构优化与电能替代等因素影响需求快速减少，成为决定石油需求走势的关键因素。预计到2060年，我国石油需求降至2.2亿～2.5亿吨，其中，交通用油较2025年减少3.2亿吨，占石油需求减少总量的61%；而化工用油占比持续提升，到2060年增至66%，较2022年提高43个百分点（见图5）。

图5 我国石油需求

新型能源体系建设下，石油发展定位由“交通用能主体”向“经济社会发展支撑原料”转变，具体可化分为3个阶段。2030年前，逐步达峰期：石油是交通领域的主体能源，交通需求规模较大、化工需求强劲，成为石油需求保持高位的主要动力。2031—2050年，稳步回落期：石油消费逐步从燃料为主转向原料为主，成为经济社会发展的重要支撑物质基础。化工用油不可或缺，达峰后将保持相对稳定。2051—2060年，原料主导期：随着更多新材料被创造，石油的原料属性价值不断发掘，化工原料成为石油消费的主力。

3.2 新型能源体系建设下天然气发展研究

中国天然气消费进入快速增长期。2000—2022年，天然气消费量由245亿立方米增至3 675亿立方米，年均增量156亿立方米，年均增速13.1%，占一次能源消费的比重由2.2%升至9.1%，成为全球第三大天然气消费国，仅次于美国、俄罗斯。已形成以城市燃气（含交通）、工业燃料、发电、化工为主的四大应用领域。2022年，四大领域天然气消费量占比分别为32.0%、39.7%、17.7%和10.6%。天然气以其清洁、高效、低碳的明显优势，为大气污染治理和美丽中国建设做出了重要贡献。通过天然气规模利用和“煤改气”工程深入实施，工业和民用散煤用量大幅下降，北方地区清洁取暖率超额完成国家规划目标，南方地区采暖用气需求稳步上升，空气质量得到有效治理。

新型能源体系建设下，天然气成为支撑经济社会全面绿色转型的重要能源，持续替代高污染燃料、支撑新能源规模发展。天然气发展定位由“清洁替代”进一步扩展至“减污降碳协同替代、支撑新能源规模发展”。碳达峰前，天然气作为清洁的化石能源，在各领域得到广泛应用，到2040年达到6 050亿～6 500亿立方米峰值，2022—2040年需求年均增加130亿～140亿立方米。达峰后，天然气逐步被快速发展的可再生能源替代，需求稳步下降，到2060年预计为3 800亿～4 000亿立方米（见图6）。

图6 我国天然气需求

天然气发电调节能力强、限制条件少、布局灵活，是配合可再生能源灵活运行的有效电源，将在应对极端气候、保障我国电力供应安全方面发挥重要作用。天然气发电应用场景多元，可布局于城市负荷侧满足电力热力缺口、西北及海上等大型能源基地配合风光等打捆外送、以及用户侧分布式智能化应用等。2023年，我国天然气发电装机容量超1.2亿千瓦，2010—2023年年均增速超12%，占电力总装机比重4.5%。长期看，气电装机规模将保持较快增长，到2040年达到5.0亿千瓦峰值，此后通过配套加装碳捕集、利用与封存（CCUS）装置，推进与新能源深度融合发展。

4 思考与建议

新型能源体系建设是一项复杂的系统工程，涉及面广、领域多，牵一发而动全身。油气作为我国能源系统的重要组成，油气行业可有效协调能源安全与可负担性、可持续性之间的关系，为能源转型积蓄能量，助力新型能源体系建设。

当前，我国原油产业链面临安全生产成本高、能源利用效率待提升、技术突破难度大等问题，需做好三方面工作：一是要加大勘探开发，保障国家能源安全。坚持“先立后破”，持续开拓深层、深水领域，提高海外油气权益产量，完善产供储销体系。二是要加快技术创新，支撑能源绿色转型。如，过程降碳技术通过千万吨级常减压装置换热集成优化实现减碳2万～5万吨/年，通过千万吨级炼厂氢气优化实现减碳2万吨/年；分子炼油技术对分离后的组分进行炼制，有效降低碳排放。三是要推进数智赋能，提升企业核心竞争力。有效利用AI、数字孪生等先进技术，在企业端开展数字化转型、网络化协同和智能化发展，提升全业务流程、全生产要素的数智化水平。

当前，我国天然气行业发展不协调、不充分问题依旧突出，产供储销体系建设任重道远，绿色低碳转型面临诸多挑战。天然气需在供应保障、价格机制、技术创新等多方面突破以赢得发展空间。一是要加大增储上产和储备力度，增强贸易灵活度，提升供应安全保障水平。二是要持续推进天然气和电力市场化改革，通过理顺价格机制体现能源的低碳灵活性价值。三是要把天然气和氢作为连通传统能源与可再生能源的载体，促进天然气和氢在上中下游各环节的融合，形成互补、增益、协同的低碳能源互联网络。四是要重视天然气行业自身生产的清洁化、低碳化、高效化发展，重点攻关CCUS等技术。