石油天然气的开发与利用
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第1章 石油天然气可持续发展的背景和环境

1.1 全球油气能源形势分析

1.1.1 全球能源形势

(1)一次能源消费总量继续增加,消费增速逐渐放缓

2013年,全球一次能源消费总量达到127.3亿吨油当量,创历史新高。受全球经济不振、欧债危机进一步演绎深化的影响,能源消费增速在经历了2010年5.6%增速的强劲反弹后回落走低,2013年增速为2.0%,与过去10年平均增长水平低0.5个百分点,见图1-1。

图1-1 全球一次能源消费量及增速(2003~2013年)

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014)

根据BP《世界能源展望2030》报告预测,人口和收入仍是未来能源需求的关键驱动因素。未来20年,世界人口总量仍将继续增长,预计2030年世界人口将达82亿,比2010年增加14亿,但增长速度由1990~2010年的年均1.3%下降到年均0.9%;未来20年,中低收入经济体的快速发展推动全球各国GDP(国内生产总值)的增长,预计增速将从1990~2010年间的年均3.2%提高到年均3.7%,从而带来人均收入的快速增长。虽然未来全球能源效率的加速提高会抑制一次能源消费量的增长,预计2030年全球一次能源消费总量仍将达到166亿吨油当量,未来20年能源消费年均增速将为1.6%,比过去20年年均增速下降了0.4个百分点,见图1-2。

图1-2 全球一次能源消费量及增速预测(2010~2030年)

(数据来源:BP《2030世界能源展望》,2012)

(2)能源消费结构仍以化石能源为主,呈低碳化和清洁化发展趋势

从近十年一次能源消费结构发展趋势来看,能源消费仍以化石能源为主。2013年,全球煤炭、石油和天然气三大化石能源消费量110.3亿吨油当量,占一次能源消费总量的86.7%,比2003年降低0.5个百分点;核能、水电以及其他可再生能源消费量16.9亿吨油当量,占一次能源消费总量的13.3%,见图 1-3。其中:

图1-3 2003年与2013年全球一次能源消费结构变化

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014)

①石油 2013年消费量达41.9亿吨油当量,近十年年均消费增速1.4%,占一次能源消费总量比例由2003年的37%下降为33%;

②天然气 2013年消费量达30.2亿吨油当量,近十年年均消费增速2.6%,占一次能源消费总量比例与2003年持平,为24%;

③煤炭 2013年消费量达38.3亿吨油当量,近十年年均消费增速3.9%,占一次能源消费总量比例由2003年的26%上升为30%;

④核能 2013年消费量达5.6亿吨油当量,比2003年消费量降低0.35亿吨油当量,占一次能源消费总量比例由2003年的6%下降为4%;

⑤水电 2013年消费量达8.6亿吨油当量,近十年年均消费增速3.5%,占一次能源消费总量比例由2003年的6%上升为7%;

⑥其他可再生能源 主要包括风能、地热、太阳能、生物质能和垃圾发电等,2013年消费量达2.8亿吨油当量,近十年年均消费增速17.9%,占一次能源消费总量比例比2003年上升1个百分点。

受石油、煤炭资源储量的制约,以及新能源、清洁能源技术进步的推动,全球能源消费结构正在不断发生变化,低碳化、清洁化将是能源消费结构变化的长期趋势。

根据BP《世界能源展望2030》报告分析,未来20年,石油消费比例将继续大幅下滑,将从2011年的33%下降到2030年的28%;煤炭比例在经历21世纪头十年的回升后又步入下降通道,预计2030年将比2011年下降2个百分点达到28%;天然气作为相对清洁的能源,在全球能源结构中的地位日益重要,预计到2030年天然气占一次能源消费量比例将提高2个百分点,达到26%;受日本福岛核事故的影响,全球发展核能的规划开始变得保守,预计未来20年核能占一次能源比例将维持在5%~6%;水电、其他可再生能源则得到较快发展,预计2030年占一次能源比例将分别达到7%和5%,见图1-4。

图1-4 2000~2030年全球一次能源消费结构趋势

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》、《2030世界能源展望》,2012)

(3)能源消费重心向非经合组织国家转移,亚太地区消费增速最快

根据BP统计数据显示,经济合作与发展组织(本文简称“经合组织”或“OECD”)国家一次能源消费量已较长时间趋于稳定,近十年平均能源消费量为56亿吨油当量,上下波动幅度不超过2亿吨油当量,占全球消费总量的比例由2003年的56%下降到2013年的43%。随着多数经合组织国家工业化和城镇化进程的逐步完成,发达国家将高耗能产业向发展中国家转移,以及受自身经济增速较低等因素影响,预计未来20年经合组织国家能源消费增量仅2亿吨油当量,到2030年达到58亿吨油当量,占全球一次能源消费总量的比例进一步下降到35%。

而非经合组织国家经济的快速发展,拉动着能源消费的快速增长。根据BP的统计和分析,2013年非经合组织国家一次能源消费总量已由2003年的44亿吨油当量增长到72亿吨油当量,年均增速5%,占全球一次能源消费总量的比例也由44%增长到57%,并在2008年超过了经合组织国家。预计未来20年,非经合组织国家一次能源需求仍将继续增长,2030年将达到109亿吨油当量,年均增速为2.7%,占全球一次能源消费总量比例上升至65%,见图1-5。

图1-5 经合组织与非经合组织一次能源消费量对比

(数据来源:BP《2030世界能源展望》,2012)

分区域分析,北美、欧洲和亚太三大主要能源消费区域中,北美和欧洲能源消费量趋于饱和,近十年消费量分别维持在28亿吨油当量和29亿吨油当量左右,2013年能源消费占全球一次能源比例分别为22%和23%,比2003年均下降6个百分点。预计未来20年,北美地区消费量继续维持在28亿吨油当量左右,欧洲地区消费量预计增长4亿吨达33亿吨油当量,占全球一次能源比例分别下降至17%和20%。

亚太地区的能源消费一直保持着快速增长势头,并于2002年超过北美、2003年超过欧洲,近十年年均增速5.6%,其占全球一次能源消费量比例也由2003年的30%增长到2013年的40%,2013年全球一次能源消费增量几乎全部来自亚太地区。预计到2030年,亚太地区一次能源消费量将达77亿吨油当量,年均增速下降至2.7%,但占全球一次能源消费量比例提高至46%,见图1-6。

图1-6 北美洲、欧洲和亚太地区占全球一次能源消费比重

(数据来源:BP《2030世界能源展望》,2012)

(4)全球可再生能源生产和消费发展势头较好

受化石能源资源有限性和气候变化等环境问题的影响,减少或减缓化石能源消费量,加快开发利用可再生能源已成为国际社会的共识。近年来,全球以风电、太阳能光伏发电为代表的可再生能源发电量,以及以生物乙醇和生物柴油为代表的生物燃料大幅增长,见图1-7。据21世纪可再生能源政策网络统计数据显示,2013年全球可再生能源新增长投资2.49万亿美元,比2010年增长13.4%;水电、风电、太阳能光伏发电装机容量分别达到1000GW、318GW和139GW,分别比上年增长4.2%、12.4%和39%;生物乙醇产量继续保持872亿升以上,生物柴油产量达到263亿升,分别比上年增长5.6%和11.4%,见表1-1。

图1-7 全球可再生能源装机容量或生产量

[数据来源:21世纪可再生能源政策网络(REN21),2014]

表1-1 全球可再生能源发展状况(2009~2013年)

注:数据来源:21世纪可再生能源政策网络(REN21),2014。

在2008年金融危机影响下,全球经济增速下滑、复苏乏力,传统能源产业面临着需求下降、投资下滑等系列冲击,但给可再生能源产业发展提供了新的契机。可再生能源作为全球的新兴产业,许多国家都从抢占技术制高点的战略高度出发,利用全球改善环境减少碳排放的大趋势,将发展可再生能源产业作为应对金融危机、加强本国能源安全与推进经济复苏的重要举措之一。如中国在2012年发布的《可再生能源发展“十二五”规划》中,提出到2015年全部可再生能源的年利用量将达到4.78亿吨标准煤,其中商品化可再生能源年利用量4亿吨标准煤,在能源消费中的比重达到9.5%以上。根据美国能源情报署预计,到2030年包括太阳能、风能、生物质能、地热能等可再生能源发电量将占全美电网能力的50%以上。而欧盟提出到2020年可再生能源消费将占据总消费能源量20%,日本和韩国提出到2030年,可再生能源消费比重将分别提高至20%和11%。部分国家和地区可再生能源消费比例及制定的开发目标如表1-2所示。

表1-2 部分国家和地区可再生能源消费比例及发展目标

注:数据来源:《中国能源报告(2012)》、《可再生能源发展“十二五”规划》。

1.1.2 全球油气形势

(1)全球石油储量资源仍较为丰富,石油产量稳步增长但增速放缓

根据BP数据统计,全球石油探明储量从1990年的10275亿桶增长到2013年16879亿桶,除了1998年探明储量同比上年略有下降外,其他年份均保持正增长,见图1-8。以储采比来看,2013年底的全球石油探明储量尚足以满足53.3年的全球生产需求。

图1-8 1990~2013年全球石油探明储量及增速

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014)

全球石油资源地区特征明显。截至2013年底,中东地区探明储量8085亿桶,依然是全球石油资源最富集的地区,占全球石油探明储量的48%,但产量的大幅提升拉低了该地区的储采比,2013年底储采比达到78.1年。中南美洲主要由于委内瑞拉探明储量的大幅提高,超越了北美洲、欧洲及欧亚大陆成为全球第二大产油地区,2013年底探明储量达3296亿桶,占全球探明储量的19%,储采比超过120年;北美洲因加拿大油砂的发现,带来储量的上升,2013年底达到2296亿桶,占全球探明储量的14%,居全球探明储量第三位。欧洲及欧亚大陆、非洲和亚太地区居后三位,2013年底占全球探明储量比例分别为9%、8%和2%,储采比分别为23.4年、40.5年和14年,见图1-9、图1-10。

图1-9 1990年和2013年分地区石油探明储量及其占比对比

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014)

图1-10 2006~2013年分地区石油储采比

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014)

根据BP统计数据,2013年全球石油产量41.3亿吨,1993~2013年年均增速1.3%。其中,中东地区石油产量13.3亿吨,过去二十年年均增速1.7%,为全球最大的石油产区,占全球总产量32.2%;欧洲及欧亚大陆石油产量位居第二位,达到8.4亿吨,过去二十年年均1.2%,产量增速有所放缓,占全球总产量的20.3%;北美洲次之,2013年产量为7.8亿吨,占全球总产量的18.9%;非洲、亚太和中南美洲分别位居第四、五、六位,分别占全球总产量的10.1%、9.5%和9.1%。

根据BP《2030世界能源展望》,未来二十年,全球石油总产量增速将放缓,年均增速0.7%,欧洲、北美和中南美洲石油产量均有超过1%的年均增速;亚太地区、欧洲及欧亚大陆原油产量将开始出现负增长。其中,中东地区仍然是全球石油产量最大的地区,2030年占比为36.5%,北美洲因非常规石油产量增长,使其占比提高至与欧洲地区相当水平,均占全球总产量17.5%;亚太地区石油产量下降较快,占全球石油总产量比例预计2030年仅为6.9%,见图1-11。

图1-11 1990~2030年分地区石油产量现状及预测

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》、《2030世界能源展望》,2012)

(2)石油消费增速放缓,非OECD国家主导了主要的石油消费增长

1990年以来,除了1993年、金融危机影响的2008年和2009年全球石油需求出现下降外,其他年份在新兴经济体国家石油需求大幅增长的带动下,全球石油需求均出现正增长。总体看,1993~2013年全球石油需求年均增长1.4%,石油供应年均增长1.3%,供应增长赶不上需求增长,全球石油供需形势一直处于相对紧平衡的状态。2013年,受全球经济疲软影响,石油消费增速在金融危机后的2010年出现2.9%的强劲反弹后大幅回落,全球石油消费41.9亿吨,同比上年增长1.4%,与前20年的平均增速水平相当,见图1-12。

图1-12 1993~2013年全球石油消费量现状及增速

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014)

在欧美经济增长明显放缓、失业率居高不下、高油价和替代能源与一系列节能措施综合作用和影响下,经合组织国家石油需求于2005年达到峰值后继续呈持续下降态势。近8年来,经合组织国家除了2010年石油消费有所反弹外,其余年份均为负增长,占全球石油消费总量的比例也由1996年的高点64%下降到2013年的49%。

然而,非经合组织国家在工业化、城镇化和现代化发展进程中,石油需求一直保持一定的刚性增长。自1997年以来,非经合组织国家石油消费增速一直高于经合组织国家,即使在金融危机下全球石油消费大幅下滑的2009年,非经合组织国家石油消费仍有2.8%的增速;而占全球石油消费总量的比例也由1996年的低点36%上升到2013年的51%,并在2013年超过经合组织国家,见图1-13。

图1-13 1993~2013年OECD国家与非OECD国家石油消费增速及占比

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014)

根据BP《2030世界能源展望》,2030年全球石油需求将超过47亿吨,2010~2030年全球石油消费需求年均增速约为0.8%,低于1990~2011年年均增速0.5个百分点。其中,北美洲和欧洲及欧亚大陆的经济发达国家石油需求继续小幅下滑,而亚太、中东、中南美洲和非洲石油需求则有不同的增长。亚太地区将是未来二十年全球石油需求的主要增长地区,预计到2030年亚太地区石油需求将超过18亿吨,年均增速将达1.8%,见图1-14。

图1-14 1990~2030年全球石油需求现状及预测

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》、《2030世界能源展望》,2012)

(3)美欧仍是全球主要石油进口地区,中东为主要石油出口地区

世界石油进口主要集中在欧洲、美国、中国、日本和印度等经济体,2013年这五大经济体石油进口量占全球总进口量的68.6%,而美国和欧洲约占全球总进口量的39.7%。欧盟近年来大力发展可再生能源,特别是受欧债危机的影响,石油需求呈稳步下降态势,2013年占全球进口总量的17.3%,比2006年下降了8.6个百分点;美国在奥巴马政府“能源独立”战略的影响下,大力发展可再生能源,加大本国页岩油、页岩气等非常规油气的勘探开发,石油需求占全球进口总量比例下降幅度最大,2011年占全球进口总量的20.8%,比2006年下降了5.1个百分点。作为新兴经济体的中国和印度伴随着经济的高速增长,石油进口也呈现出强劲增长势头。2013年中国和印度石油进口占全球石油进口贸易份额分别为13.6%和7.2%,分别比2008年增长了5.5个百分点和1.5个百分点。

自20世纪60年代世界石油中心由墨西哥湾转向中东以来,中东一直是国际石油市场最主要的出口地区。据BP数据显示,2013年全球石油出口贸易为27.8亿吨,中东为9.7亿吨,占当年全球石油贸易的35%,比近八年的平均水平下降1个百分点;其次是独联体地区,2013年石油出口占全球出口总量的16%,比2006年提高了2.4个百分点;2013年非洲石油出口占全球出口总量11.8%,比2006年下降了3.3个百分点。中东、独联体和非洲三大地区石油出口几乎占全球出口总量的63%,见图1-15。

图1-15 全球主要石油进出口国家和地区及其贸易份额

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014)

(4)天然气探明储量稳步增长,天然气产量将继续保持较快增速

全球天然气探明储量从1993年的118.4万亿立方米增长到2013年185.7万亿立方米,二十年年均增长率达2.3%,见图1-16。以储采比来看,2013年底的全球天然气探明储量尚足以满足55.1年的全球生产需求。

图1-16 1993~2013年全球天然气探明储量及增速

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014)

全球天然气的分布不均衡,以中东和欧洲及欧亚大陆地区为主,这两大地区的天然气储备量约占全球总量的74%。根据BP世界能源统计,中东天然气储量虽不像石油储量在世界范围内占绝对的优势地位,但从1991年开始超过欧洲及欧亚大陆成为全球天然气储量最丰富的地区,2013年底占全球总储量的48.2%,储采比超过140年;欧洲及欧亚大陆天然气探明储量为56.6万亿立方米,约占总量的30.5%,储采比约55年。亚太地区和非洲地区分别以15.2万亿立方米和14.2万亿立方米居于第三位和第四位,占总量的8.2%和7.6%,储采比分别为31年和70年。北美洲和中南美洲天然气探明储量分别为11.7万亿立方米和7.7万亿立方米,只占到全球总量的6.3%和4.1%,储采比分别为13年和44年,见图1-17、表1-3。

图1-17 1993年和2013年分地区天然气探明储量(单位:万亿立方米)及其占比对比

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014)

表1-3 全球分地区天然气储采比(2006~2013年)  单位:年

注:数据来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014。

根据BP统计数据,2013年全球天然气产量3.38万亿立方米,1993~2013年年均增速2.5%。从地区分布上看,天然气产量的74%集中在欧洲及欧亚大陆、北美和中东地区。其中欧洲及欧亚大陆所占比例最大为31%,虽然产量绝对量最大但增长缓慢,近二十年年均增速仅0.6%;北美地区所占比例为27%,居全球第二位,近二十年年均增速也低于全球平均水平,仅为1.4%;中东地区所占比例为17%,居全球第三位,为近二十年全球天然气产量增长最快地区,年均增速达8.4%。余下产量分布在亚太地区占全球15%、非洲地区占6%、中南美洲地区占5%,三地区近二十年全球天然气产量增速均在5%左右。

根据BP《2030世界能源展望》,未来二十年,全球天然气产量仍将快速增长,年均增速将继续保持2%以上,预计2019年将超过4万亿立方米,2030年将达到4.8万亿立方米左右。其中,欧洲和欧亚大陆、北美洲将仍是全球天然气第一、第二的两大主产区,但全球天然气产量比重将有所下降,预计2030年将分别达到27%和21%;中东仍将是产量增速最快的地区,预计2010~2030年年均增速为3.5%,占全球天然气比例将提高5个百分点达到15%;亚太、非洲和中南美洲地区因基数小,未来天然气产量均有略超过3%的增速,见图1-18。

图1-18 1990~2030年分地区天然气产量现状及预测

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》、《2030世界能源展望》,2012)

(5)天然气消费持续增长,发展中国家和地区快于发达国家和地区

天然气在世界能源消费中的地位日益重要。随着气候问题日益受到关注,全球对相对清洁的天然气需求大幅上升,其消费量仅在1997年和因金融危机影响的2009年出现微弱下降。总体看,1993~2013年全球天然气需求年均增长2.5%,天然气供应年均增长2.3%,供应增长略大于需求增长,全球天然气供需基本平衡,但自2008年金融危机和美国页岩气技术取得重大突破以来,全球天然气供给略大于需求的趋势日益明显。2013年,受全球经济疲软影响,天然气消费增速在金融危机后的2010年出现7.6%的强劲反弹后大幅回落,全球天然气消费3.35万亿立方米,同比上年增长1.1%,低于前20年的平均增速水平,见图1-19。

图1-19 1993~2013年全球天然气消费量及消费增速

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014)

全球天然气消费持续增长呈现不同的模式。自21世纪以来,发达地区的增长速度明显低于发展中国家和地区,经合组织国家天然气消费占全球总消费比例在1997年达到最高值之后一路走低,2013年下降到48%,比最高点将近下降10个百分点,见图1-20。

图1-20 1993~2013年OECD国家与非OECD国家天然气消费增速及占比

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014)

根据BP《2030世界能源展望》,2030年全球天然气需求将超过4.75万亿立方米,2010~2030年全球天然气消费需求年均增速约为2.1%,低于1990~2011年年均增速0.3个百分点。其中,北美洲和欧洲及欧亚大陆的经济发达国家天然气需求继续缓慢增长,年均增速将不超过1%,但仍然保持传统消费地区的重点地位,2030年两大地区消费绝对量分别位居全球第一、第三位,合计消费量占全球消费总量的48%;而亚太、中东、中南美洲和非洲天然气需求年均增速将超过3%。亚太和中东地区将是未来二十年全球天然气需求的主要增长地区,预计到2030年亚太地区天然气需求将近1.2万亿立方米,年均增速将达3.9%,中东地区天然气需求将超过0.8万亿立方米,年均增速将达3.8%,这两大地区天然气需求增量占到全球总增量的66%,见图1-21、表1-4。

图1-21 全球分地区天然气消费量及结构

(数据来源:BP《世界能源统计年鉴》、《2030世界能源展望》,2012)

表1-4 全球分地区天然气需求现状及预测(1990~2030年)  单位:十亿立方米

注:数据来源:BP《世界能源统计年鉴》、《2030世界能源展望》,2012。

(6)全球天然气贸易日趋活跃,管道气贸易仍居主导地位

近年来,世界天然气贸易快速增长,管道气贸易为主要渠道,LNG(液化天然气)贸易日趋活跃。2007~2013年,世界天然气贸易量由7761亿立方米增长到10359亿立方米,年均增涨4.9%。其中,管道气贸易量由5497亿立方米增长到7106亿立方米,年均增长约4.4%;LNG贸易量由2264亿立方米增长到3253亿立方米,年均增长约6.2%,占全球天然气总贸易量的比重由29%上升至31%,见表1-5。

表1-5 全球天然气贸易量及比例(2007~2013年)  贸易量单位:亿立方米

管道气主要从俄罗斯中亚出口到欧洲,从加拿大出口到美国,从中亚出口到中国,从北非出口到欧洲。俄罗斯是出口管道气最多的国家,2013年俄罗斯管道出口量占全球总量的30%。欧洲是管道气进口量最多的地区,2013年进口管道气约为3971亿立方米,主要来自俄罗斯和挪威,分别占欧洲进口管道气的41%和26%。

LNG贸易主要由卡塔尔、印度尼西亚、澳大利亚、阿尔及利亚等国流向亚太和欧洲国家。卡塔尔仍是最大的LNG出口国。2013年卡塔尔出口LNG1056亿立方米(7814万吨),占全球LNG出口总量的33%,见图1-22。

图1-22 2013年全球天然气贸易主要流向(单位:十亿立方米)

(图示来源:BP《世界能源统计年鉴》,2014)