2010/04/05
經濟部能源局
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▓撰文：陳芃
在COP15之後，「450情境」（將全球升溫超過2℃的可能性限制在50％之內，則大氣中溫室氣體濃度必須維持在450ppm二氧化碳當量）成為國際的共識。中國是全球開發中國家裡最大的二氧化碳排放國，而在哥本哈根協議後，也公布自己的減碳時程表，初步規劃為2020年時每單位GDP的碳排放量，將比2005年降低40～45％。
中國能源消費長期保持高度成長，碳排放量仍在增長之中，政府雖以改善能源效率為優先選項，然而其技術尚未能跟上水準，節能設備的成本又高，使得推動減碳工作更顯得困難。現階段中國如要實際降低碳排放，低碳能源是最重要的工具，基於再生能源的產出有限，天然氣將是中國最主要的低碳能源選項。本文將概述中國天然氣產銷情況，並分析可能的問題與影響。
原以自產天然氣為骨幹
展望未來能源趨勢，國際能源總署（IEA）在2009年將天然氣定義為「無論減碳目標為何，均將發揮關鍵作為」的能源，其預估全球消費量將由2007年的3兆立方公尺，在2030年成長至4.3兆，平均年增率1.5％，其中80％以上的消費成長來自非OECD國家，又以中國與印度兩國的成長率為最高。
天然氣占世界各國一次能源使用比例平均為24％，然而在中國能源消費中，卻連4％都不到，顯見發展的空間很大。對於昔日的中國而言，天然氣是一種「高貴」的能源選項，從探勘、生產到運送（管線、儲藏、LNG船隊與接收設備），均需高額的固定成本投資，連帶讓終端使用成本上揚。對於仍以低成本做為競爭力核心的中國產業政策來說，高成本的能源並不是一個有利的選項。
不過在經濟迅速發展與都會現代化的要求下，自2000年起中國天然氣消費開始大幅增加，2008年總消費量約775億立方公尺，這段時間內平均年成長率高達16％。根據中國社會科學院的預測，中國天然氣消費量將在2020年時達到2,500億立方公尺。
自產氣是中國天然氣最主要的供給來源，2008年中國產氣量約760億立方公尺，僅有2％的需求缺口；然而在消費大幅成長、開採增加有限的情況下，2020年時這個缺口將擴大到40％。為此，中國勢必須擴大進口天然氣以滿足國內需求，連帶必須投入相當成本，籌建足夠能量之進口設施與運輸設備。另一方面，對國際天然氣合約的議價能力，將決定國家整體能源政策的走向，此部分又涉及外交、區域合作與安全等議題，讓天然氣問題顯得更加複雜。
看得到卻吃不到的蘊藏
根據英國石油BP統計，2008年中國天然氣探明儲量為2.26兆立方公尺，然依據中國政府自行調查的天然氣蘊藏量（總蘊藏量，非探明儲量），卻至少有25兆立方公尺。這個情況說明地底雖然儲存有大量天然氣，但是具經濟效益、可商業利用的比例卻很低。
根據分析，中國所蘊藏的天然氣純度普遍不足，硫、二氧化碳、水分等含量偏高，約占總儲量20.1％，造成整體利用率的下降。另一方面，中國氣田儲量普遍偏小，目前僅有6個超過1,000億立方公尺的氣田，而上述的規模等級僅剛好達到商業開採的最低標準。為開發自有資源，中國政府將氣田開採的儲量限制大幅下修至300億立方公尺，預估可採儲量為180億立方公尺，但相對也提升了開採成本。
因地層特性關係，中國境內低壓、低產量的儲氣層比例約占50％以上，這些蘊藏基本上並不具商業開採價值，同時產氣的地點遠離華東╱沿海的經濟中心，龐大的運輸設備成本與維護工作，使不具規模的自產氣源顯得更沒有競爭力。
目前中國天然氣的可開採年限持續下降。所謂可開採年限，乃是以探明儲量除以年開採量。在1998至2008年間，中國天然氣探明儲量平均年增率為6.5％，同時期的天然氣產量年增率卻為12.7％，在探明儲量增加有限，產氣量卻強勢增加的情況下，中國天然氣可開採年限由1998年的58.7年，一路下降至2008年的32.3 年，同時期世界天然氣平均可開採年限則為63.3年。
進口氣成為少數的關鍵
在自產天然氣不敷使用的情況下，進口是唯一的途徑。中國進口天然氣分為液化天然氣（LNG）與管線天然氣兩類。2009年中國進口LNG總量達553.2萬公噸，較2008年增長65.8％；LNG平均進口價格為每公噸282.3美元，較2007年上漲36.1％。
在管線天然氣方面，中國之西氣東輸一線已運轉，二線工程已開工，計劃於2011年底完工輸氣。此工程西起新疆，南至香港，總長度9,102公里，年輸氣能力達300億立方公尺，更與2009年12月中開通的中國-中亞天然氣管線連接，成為中國境內與國外天然氣互連的主要管道。
進口LNG可直送中國沿海的經濟中心，不用大規模的內陸運輸建設是其優勢，但是價格卻讓中國政府難以負擔。中國自產天然氣由西部產區送至東部沿海的終端售價，約在人民幣1元╱立方公尺左右，然而與澳洲簽定長期合約價格的進口LNG，僅到岸價格就已經高達人民幣4元╱立方公尺。在管線運輸方面，自中亞進口之天然氣到沿海地區之終端售價為人民幣2元╱立方公尺，亦較本土氣價高出1倍。
進口天然氣價格成為扼住中國經濟發展的一項要素，但卻又受限於需求缺口，不得不採購。中國經濟政策長期以GDP為導向，若調漲天然氣價格，將會拖住GDP的成長，致使政策目標可能無法達成，同時對於下游產業的發展與民生的消費支出，都將產生負面影響。在增加內需與促進民生進步的施政主軸之下，氣價的上漲顯然不易。
除經濟層面上的制約外，在政治與外交方面，中國對於天然氣的進口國也多了一層顧慮，保持與這些國家的良好關係，遂在國家安全議題中占有極高的優先順序。由區域安全與合作的角度出發，也將影響世界局勢的發展。
由煤炭轉換成氣源
承上，在國家安全的考慮之下，中國有相當大的一股聲浪，主張以煤炭製造合成氣，藉此滿足國內需求，並將外購天然氣的花費留在國內，對於促進經濟成長有相當的幫助。
起源於18世紀的煤化工，技術已相當成熟，中國又是煤炭大國，甚至已有完全自主化的煤製烯烴（乙烯╱丙烯）技術，對於煤炭汽化技術的掌握能力已有基礎，故以煤製合成氣部分替代天然氣的論點受到相當的支持。如能生產相當規模的合成氣，不但能降低進口壓力，更相對提升議價能力，對於原本因進口天然氣而陷入劣勢的中國，不失為一個有效的解決方案。
煤炭氣化在美國已有20年以上的商業化運轉經驗，如以煤炭成本為人民幣100元╱公噸來計算，合成氣成本可控制在人民幣1元╱立方公尺，加上運輸至沿海地區的總成本約1.3元╱立方公尺，遠低於管線進口的價格，LNG就更無法與其比擬。
以現階段中國政府核准之煤化工產能推估，2015年時中國合成氣產能將可達200億立方公尺╱年，約占總天然氣消費量的10％，已可產生相當的抒解作用。
在複雜的選項中交戰
然而，煤製合成氣為高耗能、高耗水、高污染的產業，以此替代天然氣，是不是飲鴆止渴的行為，對於極力遏止「三高」產業的中國政府，顯然是個頭痛的問題。中國煤炭蘊藏主要分布在中西部黃土高原區，在沙漠化的氣候下，水資源非常缺乏，然而每產生10億立方公尺的合成氣，製程中需要用水500萬公噸，更須處理後端大量的高濃度廢水，而製造過程中也將排放可觀的二氧化碳，同時伴隨著煤炭內的硫等具毒性的不純成分。整體而言，此產業對於環境有很大的殺傷力。
使用天然氣的主要目的在於其為清潔能源，但是煤製合成氣在製造過程中就已經造成污染與資源耗用，更會增加碳排放，對減碳工作可說是雪上加霜。在能源消費持續看漲的情況下，減碳已是高難度工程，再大幅開發煤製合成氣，中國碳排放的壓力更可想而知。
在COP15後，美國與中國完成「中美清潔能源科技合作協議」，未來5年內兩國每年共同提撥1.5億美元做為清潔能源科技發展用途，其中淨煤技術的移轉與開發即名列最高優先順序，可見煤炭的使用，對中國而言已是「燃眉之急」。然而新技術所能帶來的減碳效果，以及合成氣未來的發展方向，目前仍有待觀察，中國天然氣的窘況，短期內仍然是一個待解的難題。（作者任職於工研院材化所）