“綠色發(fā)展西南模式”的思考與實施路徑
——以中國石油西南油氣田公司為例

董煥忠 熊 波 王道成 李森圣 劉 薔 王富平

1.中國石油西南油氣田公司 2.中國石油西南油氣田公司新能源事業(yè)部3.中國石油西南油氣田公司天然氣經(jīng)濟研究所

0 引言

作為世界上最大的發(fā)展中國家，中國在未來很長一段時間內都將保持能源消費量剛性增長[1-3]。天然氣作為最清潔低碳的化石能源，在我國實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略目標（以下簡稱 “雙碳”目標）的進程中，發(fā)揮著至關重要的作用——既是承接傳統(tǒng)化石能源有序退出的補位能源，也是支撐可再生能源大規(guī)模開發(fā)的“穩(wěn)定器”[4-7]。中國石油西南油氣田公司（以下簡稱西南油氣田）作為西南地區(qū)最大的油氣生產(chǎn)企業(yè)（工區(qū)主要在川渝地區(qū)），正加快天然氣增儲上產(chǎn)的步伐，在2020年天然氣年產(chǎn)量已達320×108m3、全面建成300億戰(zhàn)略大氣區(qū)的基礎上，制定了2025年上產(chǎn)500×108m3、2030年上產(chǎn) 800×108m3、2035年保持 800×108m3以上穩(wěn)定生產(chǎn)并建成國內最大的現(xiàn)代化天然氣工業(yè)基地為目標的“三步走”戰(zhàn)略[8-10]。然而，在西南油氣田天然氣快速上產(chǎn)的過程中，不可避免地面臨著更好滿足區(qū)域內清潔用能需求、能耗和碳排放量剛性增長以及向綠色能源綜合服務公司轉型難度大等多重挑戰(zhàn)。因此，迫切需要探索天然氣規(guī)模上產(chǎn)與綠色低碳高質量發(fā)展協(xié)同的“綠色發(fā)展西南模式”之路，以保障國家能源安全、助力“雙碳”目標的實現(xiàn)。

1 川渝地區(qū)清潔能源資源稟賦及發(fā)展條件

川渝地區(qū)清潔能源資源稟賦良好：①天然氣資源量和產(chǎn)量均居全國第一，是全國最大的天然氣（頁巖氣）生產(chǎn)基地，正在加快國家千億立方米級天然氣產(chǎn)能基地和中國“天然氣大慶”建設步伐，天然氣產(chǎn)業(yè)正進入快速發(fā)展的“黃金期”[9]；②水力發(fā)電（以下簡稱水電）裝機規(guī)模和發(fā)電量均居全國第一；③川西高原局部區(qū)域擁有豐富的風力發(fā)電和光伏發(fā)電（以下簡稱風光電）、地熱等清潔能源資源；④氫源豐富，并且在交通領域的應用示范已經(jīng)初具規(guī)模。但是，川渝地區(qū)能源資源分布卻嚴重不均，整體呈現(xiàn)出“水豐、氣足、缺煤、少油”的能源資源稟賦特征，致使川渝地區(qū)綠色低碳發(fā)展存在著結構性矛盾。

1.1 清潔能源供應和消費情況

在能源供應方面，川渝地區(qū)清潔能源供應以水電和天然氣為主，作為“西氣東送”和“西電東送”的重要基地，為保障全國的天然氣及電力供應安全做出了重要貢獻；風光電規(guī)模小、占比較低，地熱及氫能應用尚處于起步階段。2020年，四川省能源生產(chǎn)總量為13 897.8×104t（標準煤），其中以水電為主的一次電力以及天然氣合計占比達87.5%，清潔能源生產(chǎn)水平全國領先（圖1-a）。2020年，重慶市能源生產(chǎn)總量為2 954.2×104t（標準煤），其中一次電力以及天然氣合計占比達68.2%（圖1-b）。

圖1 2020年四川省和重慶市的能源供應結構餅圖

在能源消費方面，四川省和重慶市存在著一定的差異。2020年，四川省能源消費總量為21 185.9×104t（標準煤），其中以水電為主的一次電力以及天然氣合計占比達55.4%，清潔能源消費量處于較高的水平（圖2-a）。2020年，重慶市能源消費總量為7 928.7×104t（標準煤），其中一次電力以及天然氣合計占比為32.6%，清潔能源消費量處于較低的水平，仍有較大的提升空間（圖2-b）。

圖2 2020年四川省和重慶市的能源消費結構餅圖

1.2 清潔能源發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)

1）清潔能源消費量與供應量不匹配。從所屬地域來看，川渝地區(qū)清潔能源供應量處于全國領先地位，但重慶市清潔能源消費量則有待于進一步提升。從能源品種來看，鑒于川渝地區(qū)“水豐、氣足、缺煤、少油”的能源資源稟賦特征，水電、天然氣外輸量占比高，而就地消納量則有待于提升；煤炭和石油依賴于從外省市區(qū)購入，區(qū)域內統(tǒng)籌調配清潔能源利用率還有待于提高。

2）清潔能源資源綜合利用率有待于提升。從天然氣產(chǎn)業(yè)來看，根據(jù)自然資源部組織的“十三五”全國油氣資源評價結果，四川盆地天然氣總資源量為39.94×1012m3，已獲天然氣探明儲量5.9×1012m3，探明率為14.8%，常規(guī)氣、頁巖氣資源量均居全國之首，是我國天然氣勘探開發(fā)最具潛力的盆地，需要持續(xù)推進天然氣儲量、產(chǎn)量快速增加[9]。從水電產(chǎn)業(yè)來看，整體開發(fā)水平較高，但棄水現(xiàn)象仍然存在——豐水期（每年6至10月）川電外輸線路無法完全滿足外輸需求，導致棄水現(xiàn)象頻發(fā)，2018—2020 年四川地區(qū)平均調峰棄水量為96×108kWh，并且此現(xiàn)象在短期內難以完全消除[11]。

3）多能互補格局亟待形成。由于可再生能源（風、光電）主要分布在遠離用電負荷中心的“三州一市”（四川省內的阿壩藏族羌族自治州、甘孜藏族自治州、涼山彝族自治州和攀枝花市），基礎設施薄弱，亟待打通電力外輸通道；由于可再生能源發(fā)電具有間歇性、隨機性和波動性，由此也帶來了供能不穩(wěn)定的問題，亟待形成多能互補融合發(fā)展的格局[12]。

4）清潔能源應用場景尚待培育。從地熱來看，四川省地熱可利用總量位居全國第三，但開發(fā)利用程度較低、開發(fā)利用形式單一，遠未實現(xiàn)資源的綜合梯級利用。從氫能來看，交通領域的應用規(guī)模仍有待于進一步擴大，熱電聯(lián)供（含氫能發(fā)電和分布式能源）、冶金、綠氫化工等領域的示范典型還有待于培育。

2 天然氣產(chǎn)業(yè)在清潔能源發(fā)展中的定位與作用

較之于其他傳統(tǒng)化石能源，天然氣具有清潔低碳、靈活調峰、綜合利用效率高等技術經(jīng)濟特征，它既是新能源發(fā)展的最佳“伴侶”，又是現(xiàn)階段解決川渝地區(qū)清潔能源發(fā)展所面臨挑戰(zhàn)的突破口。同時在“雙碳”目標的背景下，處于氣田開發(fā)后期的枯竭氣藏，為碳捕集封存及利用（CCS/CCUS）產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的應用場景。在構建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系中，天然氣將發(fā)揮“降碳、補電、制氫、存碳”的重要作用（圖3），以下分述之。

圖3 天然氣產(chǎn)業(yè)重要作用示意圖

1）發(fā)揮天然氣清潔低碳優(yōu)勢，補位和替代高碳高污染能源，充當基礎能源。傳統(tǒng)化石能源是二氧化碳排放的主體，在能源供給側實施清潔能源替代成為推動“雙碳”目標實現(xiàn)的關鍵。天然氣清潔低碳、可以規(guī)模應用、基礎設施相對完善，在能源轉型中可補位（補充增量）和替代（替代存量）高碳高污染燃料，既是能源轉型過渡期的重要支撐，也是現(xiàn)階段最現(xiàn)實、可行的基礎和主體能源[13-14]。

2）發(fā)揮天然氣靈活調峰優(yōu)勢，作為調峰補充電源，在構建新型電力系統(tǒng)過程中充當主要調峰資源。發(fā)展充足的靈活性電源已成為構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的關鍵，“可再生能源發(fā)電+天然氣發(fā)電（以下簡稱氣電）”是未來相當長一段時間內提供增量電力熱力需求、保障電力供應安全的優(yōu)選解決方案，氣電作為新型電力系統(tǒng)的關鍵支撐電源，其調峰作用將貫穿能源轉型全過程[15]。此外，天然氣分布式能源也將成為綜合能源供應的重要組成部分。

3）發(fā)揮天然氣制氫效率高的優(yōu)勢，在氫能發(fā)展過程中充當“孵化器”和“助推器”。氫能作為潔凈環(huán)保、可以儲存、可以再生的二次能源，是實現(xiàn)“雙碳”目標的重要抓手和支撐。可再生能源制氫（綠氫）規(guī)模化發(fā)展需要化石能源制氫對相關產(chǎn)業(yè)進行先導培育，擴大氫的應用場景、培育市場規(guī)模、解決氫的儲運和加注難點，突破核心技術瓶頸。天然氣制氫和管道摻氫輸送綜合利用優(yōu)勢明顯，是最為現(xiàn)實的選擇[13]。

4）充分發(fā)揮枯竭氣藏的存碳潛力，在CCS/CCUS產(chǎn)業(yè)示范和推廣應用中發(fā)揮重要作用。川渝地區(qū)豐富的枯竭氣藏為CCS/CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的封存環(huán)境[16]。四川盆地的天然氣生產(chǎn)企業(yè)正在加速上產(chǎn)，凈化廠尾氣、煙氣CO2排放量將持續(xù)增加，碳減排壓力極大。此外，川渝地區(qū)鋼鐵、水泥、陶瓷、玻璃以及化工等企業(yè)也有大量的碳減排需求。大力推進CCS/CCUS技術研究及工業(yè)示范，可以為川渝地區(qū)實現(xiàn)碳中和提供有力的支撐。

3 天然氣生產(chǎn)企業(yè)保障能源安全及清潔生產(chǎn)面臨的挑戰(zhàn)

1）區(qū)域內清潔用能需求量增加，面臨著如何更好地滿足區(qū)域內清潔用能需求的挑戰(zhàn)。川渝兩地政府對提高清潔能源消費比重都提出了明確的要求，其中四川省要求到2025年全省清潔能源消費比重達到60%左右、2030年達到66%左右。2022年3月，出席第十三屆全國人民代表大會第五次會議的四川代表團和重慶代表團，共同向大會提交了《關于加快推進川渝能源保障一體化建設的建議》（以下簡稱《建議》），呼吁國家層面建立跨部門協(xié)調機制，開展川渝地區(qū)能源綜合改革，為成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設提供能源支撐，凸顯推動解決相關問題的重要性和迫切性。其中，《建議》重點提出強化水電和天然氣就地消納，統(tǒng)籌解決“缺煤少油”問題，包括支持清潔能源優(yōu)先就地消納，以及在負荷中心和天然氣主產(chǎn)地建設天然氣調峰發(fā)電項目等具體建議。

2）能耗和碳排放量剛性增長，面臨著2030年前碳達峰難度大的挑戰(zhàn)。“十四五”和“十五五”時期，四川盆地內天然氣持續(xù)快速上產(chǎn)，將帶來能耗和碳排放量的剛性攀升，區(qū)域內油氣企業(yè)碳達峰任務異常艱巨。以西南油氣田為例，按照當前的碳排放強度，若不考慮碳減排舉措，到2030年天然氣產(chǎn)量達到800×108m3并持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，能耗將達到551×104t（標準煤），碳排放量將高達456×104t，西南油氣田2030年前實現(xiàn)碳達峰的難度極大。此外，規(guī)模化實施CCS/CCUS項目是油氣企業(yè)實現(xiàn)2030年前碳達峰的最佳選擇，但CCS/CCUS技術規(guī)模化應用在技術、經(jīng)濟等多方面還存在著不確定性，也面臨著缺乏激勵政策、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同困難等難題。

3）綠色轉型發(fā)展剛剛起步，面臨著向綠色能源綜合服務公司轉型難度大的挑戰(zhàn)。西南油氣田除油氣主營業(yè)務外，其他綠色能源業(yè)務才剛剛起步，礦權范圍內可再生能源業(yè)務資源稟賦差，難以實現(xiàn)該公司綠色能源業(yè)務規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。從當前主要以單純的天然氣生產(chǎn)商和原料供應商向“業(yè)務多元、產(chǎn)品多樣”的綠色能源綜合服務公司轉變依然任重而道遠。

4 “綠色發(fā)展西南模式”的戰(zhàn)略思考

以加快推進天然氣年產(chǎn)量上產(chǎn)500×108m3、800×108m3，保障國家能源安全為基礎，錨定“雙碳”目標，奮力推進西南油氣田綠色低碳轉型發(fā)展。按照中國石油天然氣集團有限公司“清潔替代、戰(zhàn)略接替、綠色轉型”三步走戰(zhàn)略，以川渝地區(qū)氣、水、風、光、熱資源為依托，充分發(fā)揮天然氣在保障能源安全、實現(xiàn)“雙碳”目標和綠色低碳轉型發(fā)展中的獨特作用，以及西南油氣田在天然氣產(chǎn)業(yè)鏈的資源、管網(wǎng)和市場優(yōu)勢，重點聚焦以下兩個方面。

1）內部清潔替代。主要是企業(yè)內部挖潛，推廣天然氣分布式能源，用好余壓（多余的壓力能）余熱（多余的熱能）、地熱及枯竭氣藏等資源，主要做法包括：①天然氣分布式能源，充分發(fā)揮其高效綜合利用及節(jié)能減排的優(yōu)勢，在凈化廠、辦公基地、職工宿舍樓等內部區(qū)域推廣應用；②天然氣+余壓發(fā)電，利用從天然氣井口到用戶終端豐富的余壓能資源，替代生產(chǎn)所需的部分外購電力；③天然氣+地熱，利用天然氣氣井的高溫產(chǎn)出水熱能，實現(xiàn)綜合利用；④天然氣+ CCS/CCUS，充分利用現(xiàn)有枯竭氣藏資源，積極推動碳封存示范項目，最終實現(xiàn)內部清潔替代，并培育新能源產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)向綠色能源綜合服務公司的轉型。

2）外部融合發(fā)展。主要是致力于不同能源品種之間的融合發(fā)展，主要做法包括：①天然氣+水風光電，通過“天然氣、水力、太陽能、地熱等清潔能源”發(fā)電融合，發(fā)揮天然氣發(fā)電（含天然氣分布式能源）的靈活調峰功能，提升可再生能源的消納能力和新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性；②天然氣+氫能，發(fā)揮西南油氣田在氫能“制儲輸用”一體化方面的優(yōu)勢，降低氫能綜合利用成本，培育氫能市場。

綜上所述，形成了“綠色發(fā)展西南模式”的總體思路：以川渝地區(qū)天然氣、水力、太陽能、地熱等清潔能源資源為依托，充分發(fā)揮天然氣清潔低碳、靈活調峰、綜合利用效率高的獨特作用，以及西南油氣田在天然氣產(chǎn)業(yè)鏈的資源、管網(wǎng)和市場優(yōu)勢，聚焦內部清潔替代和外部融合發(fā)展兩個方面，發(fā)展5個“天然氣+”（天然氣+水風光電、天然氣+余壓發(fā)電、天然氣+氫能、天然氣+地熱、天然氣+ CCS/CCUS業(yè)務）的“綠色發(fā)展西南模式”，把西南油氣田建成“氣、水、風、光、電、熱、氫”深度融合發(fā)展的低碳/零碳示范區(qū)，努力將其建設成為“業(yè)務多元、產(chǎn)品多樣”的綠色能源綜合服務公司。

5 “綠色發(fā)展西南模式”的實施路徑

西南油氣田“綠色發(fā)展西南模式”的實施路徑如圖4所示。

圖4 “綠色發(fā)展西南模式”實施路徑示意圖

5.1 天然氣+水風光電

在區(qū)域和國家兩個“西電東送”的新格局下，充分發(fā)揮天然氣發(fā)電低碳環(huán)保、運行靈活、調峰出色的優(yōu)勢，推進天然氣發(fā)電與水風光電融合發(fā)展，實現(xiàn)氣水風光一體化提升：①在區(qū)域“西電東送”系統(tǒng)下，構建“氣水風光協(xié)調運行”新模式，將川西地區(qū)豐富的電力資源送往四川盆地中東部負荷中心，以氣電作為負荷中心受端電網(wǎng)支撐點，增強電力系統(tǒng)的靈活性和調峰調頻能力，保障成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設的能源安全，滿足川渝地區(qū)后續(xù)清潔能源集中開發(fā)的送電需求，形成送受一體化的大型清潔能源基地；②在國家“西電東送”系統(tǒng)下，構建“氣水風光電打捆外送”新模式，加快推進天然氣發(fā)電項目建設，補足水電和風光電部分時段不足的外送能力，將四川豐富的電力資源外供給全國負荷中心的華中、華東地區(qū)，在更大范圍內實現(xiàn)清潔能源優(yōu)化配置。通過“氣水風光電打捆外送”提高通道利用效率，并達到增加可再生能源消納量和保證電力供應雙贏的目的[11]。

5.2 天然氣+余壓發(fā)電

充分發(fā)揮天然氣上、中、下游全產(chǎn)業(yè)鏈廣泛存在的綠色余壓資源，利用余壓發(fā)電產(chǎn)生的綠電實現(xiàn)內部清潔替代，提升公司余壓綜合利用水平，并探索通過與分布式光伏發(fā)電、天然氣分布式能源等多能融合互補的模式不斷壯大產(chǎn)業(yè)，推動示范、推廣應用，努力將余壓發(fā)電打造成天然氣行業(yè)綠色發(fā)展的新方向。目前，天然氣余壓發(fā)電技術主要應用于天然氣輸配氣場站和天然氣凈化廠，電能消納形式主要為自發(fā)自用，隨著技術的成熟及突破，下一步將在地下儲氣庫、采氣井井口等大流量、高壓力、復雜氣質場景開展天然氣余壓發(fā)電推廣應用，協(xié)調所發(fā)電采取“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的方式消納，實現(xiàn)余壓發(fā)電業(yè)務規(guī)模化發(fā)展[17]。

5.3 天然氣+氫能

充分發(fā)揮西南油氣田在氫能“制運儲用”一體化方面的優(yōu)勢，以及天然氣制氫在氫能發(fā)展過程中的“孵化器”和“助推器”作用，積極推動“天然氣+氫能”融合發(fā)展，探索綠氫化工，建設油氣電氫一體化綜合交通能源站，提升天然氣就地消納和綜合利用水平，推動成渝氫走廊和氫能產(chǎn)業(yè)建設。具體做法如下。

1）“天然氣+氫能”融合發(fā)展模式，以氫能“制運用”示范項目探索氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。在制氫方面，開展工業(yè)副產(chǎn)氫提純制氫、天然氣制氫和綠氫制備應用示范；在運氫方面，采用長管拖車運輸和純氫管道運輸，當條件具備時布局天然氣管道摻氫輸送；在用氫方面，對于交通領域依托現(xiàn)有加油、加氣站點，適度超前、合理布局綜合能源示范站，對于化工領域探索綠氫合成氨等項目[18]。

2）油氣電氫一體化綜合交通能源服務站模式，充分發(fā)揮西南油氣田天然氣資源、管網(wǎng)、終端站點和技術的協(xié)同優(yōu)勢，開展制加氫綜合能源站示范工程，打造油氣電氫一體化綜合交通能源服務平臺[19]。

5.4 天然氣+地熱

充分發(fā)揮天然氣開采過程中伴生的綠色、低成本中低溫地熱資源，利用地熱實現(xiàn)天然氣氣井現(xiàn)有用能的內部清潔替代，提升西南油氣田伴生資源的綜合利用水平；同時探索通過有機朗肯循環(huán)（Organic Rankine Cycle，簡稱ORC）發(fā)電，以及與余壓發(fā)電、燃氣冷熱電聯(lián)產(chǎn)等多能融合互補，建立伴生地熱的應用示范，推動低溫地熱與周邊農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)等的融合發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略綠色落地。

5.5 天然氣+ CCS/CCUS

CCS/CCUS技術是實現(xiàn)化石能源低碳化、零碳化利用的主要技術選擇，充分發(fā)揮西南油氣田豐富的枯竭氣藏資源，探索通過天然氣+制氫+ CCS/CCUS、天然氣+電力（水泥、建材）+ CCS/CCUS等模式，推動天然氣+ CCS/CCUS技術的應用示范推廣，打造成天然氣行業(yè)綠色發(fā)展的新路徑[20]。具體做法包括：①油氣田內部碳封存和利用模式，結合氣田生產(chǎn)特點，聚焦凈化廠尾氣、煙氣綜合處理，以及探索二氧化碳驅氣、壓裂和用作地下儲氣庫墊層氣的可行性，打造零碳示范區(qū)；②外部碳源的封存和利用模式，結合川渝地區(qū)高碳排放企業(yè)的碳封存需求，推動天然氣CCS/CCUS項目的商業(yè)化、規(guī)模化部署。

6 結論與建議

西南油氣田通過打造“綠色發(fā)展西南模式”，有利于油氣企業(yè)探索天然氣規(guī)模上產(chǎn)與綠色低碳高質量發(fā)展協(xié)同的“綠色發(fā)展西南模式”之路。在此過程中，也需要得到各級政府及相關部門的鼎力支持，為油氣企業(yè)的綠色低碳轉型發(fā)展創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。為此，提出以下建議。

1）出臺天然氣發(fā)電及氣水風光電融合發(fā)展的支持政策。在川渝地區(qū)用電負荷中心和天然氣主產(chǎn)地建設天然氣調峰發(fā)電項目，以實現(xiàn)氣水風光電一體化提升為目標，大力推進天然氣發(fā)電與水風光電融合發(fā)展，積極推動“氣水風光電協(xié)調運行”“氣水風光電打捆外送”新模式的示范推廣。完善氣電上網(wǎng)價格形成機制，推動執(zhí)行“兩部制”上網(wǎng)電價，即將現(xiàn)行標桿上網(wǎng)電價機制改為“電量電價+容量補償”的市場化上網(wǎng)電價機制。

2）出臺新能源支持政策，積極支持油氣企業(yè)綠色低碳轉型發(fā)展。對于余壓發(fā)電等綠電項目，在投資、稅收、并網(wǎng)、自建電網(wǎng)等方面給予一攬子政策支持，積極支持綠電就地生產(chǎn)、就地消納。給予地熱開發(fā)利用以政策支持，對于探索性、試驗性地熱供暖項目在一定時間內給予免征資源稅等優(yōu)惠，鼓勵地熱利用的研究示范和推廣應用。出臺政策推動川渝地區(qū)天然氣CCS/CCUS產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，探索制定適合川渝地區(qū)面向碳中和目標的CCS/CCUS稅收優(yōu)惠和補貼激勵政策，積極推動川渝地區(qū)天然氣CCS/CCUS產(chǎn)業(yè)鏈示范及商業(yè)化應用。

3）強化清潔能源產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟，打造一批“綠色發(fā)展西南模式”示范項目。以川渝地區(qū)共建全國重要清潔能源基地和四川創(chuàng)建國家清潔能源示范省等為契機，油氣企業(yè)與地方政府、發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)公司、設備企業(yè)、設計單位、新能源企業(yè)等合作建立清潔能源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整體規(guī)劃研究區(qū)域內天然氣與多種能源創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展，打造一批氣水風光電融合、氫能“制運用”一體化等推廣示范項目。