2022-2023年中国天然气行业研究报告.pdf

概览标签：天然气、石油、煤炭、管道气、压缩天然气、液化天然气、伴生气、非 伴生气、储 气 库、西 气 东 输、陕 京 系 统、川 气 东 送、西 南 管 道 系 统、输 管网、国家官网公司、中国石油、中国燃气、华润燃气2022-2023年中国天然气行业研究报告 天然气：天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体（包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等）。而人们长期以来通用的“天然气”的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。油型气：沉积有机质特别是腐泥型有机质在热降解成油过程中，与石油一起形成的天然气。管道气：通过管道输送供给用户的一种城市煤气。包括煤制气、天然气等。液化天然气：Liquefied Natural Gas，即LNG，主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的化石能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，液化天然气的质量仅为同体积水的45%左右。压缩天然气：Compressed Natural Gas，即CNG，指压缩到压力大于或等于10MPa且不大于25MPa的气态天然气，是天然气加压并以气态储存在容器中。伴生气：伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气。其中伴生气通常是原油的挥发性部分，以气的形式存在于含油层之上，凡有原油的地层中都有，只是油、气量比例不同。即使在同一油田中的石油和天然气来源也不一定相同。他们由不同的途径和经不同的过程汇集于相同的岩石储集层中。非伴生气：包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在。凝析气田天然气从地层流出井口后，随着压力的下降和温度的升高，分离为气液两相，气相是凝析气田天然气，液相是凝析液，叫凝析油。若为非伴生气，则与液态集聚无关，可能产生于植物物质。西气东输：我国距离最长、口径最大的输气管道，西起塔里木盆地的轮南，东至上海。全线采用自动化控制，供气范围覆盖中原、华东、长江三角洲地区。自新疆轮台县塔里木轮南油气田，东西横贯新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、上海9个省区，全长4200千米。名词解释中国天然气行业市场概述 基本定义及四大优势天然气 是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体（包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等）。而人们长期以来通用的“天然气”的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。其组成以烃类为主，并含有非烃气体。天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等，也有少量出于煤层。它是优质燃料和化工原料。世界天然气产量中，主要是气田气和油田气。天然气是最清洁的化石能源，但由于燃烧仍会产生二氧化碳等温室气体，故不属于新能源。但天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。天然气四大优点天然气是一种洁净环保的优质能源，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。天然气是洁净燃气，供应稳定，能够改善空气质量，为该地区经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。天然气无毒、易散发，比重轻于空气，不易积聚成爆炸性气体，是较为安全的燃气。随着家庭使用安全、可靠的天然气，将会极大改善家居环境，提高生活质量。绿色环保经济实惠安全可靠改善生活中国天然气供给运输路线图土库曼斯坦霍尔果斯伊宁俄罗斯伊尔库茨克中亚天然气管道A/B 线川气东送线西气东输一线西气东输二线西气东输三线中俄天然气东线管道中缅线陕京一线陕京二线 中国天然气储量分布我国天然气资源主要分布在中西部的众多盆地，这些地区的天然气资源量超过全国总量的一半。同时，我国还具有主要富集于华北地区非常规的煤层气远景资源。中部和西部地区的天然气资源量超过全国总量的一半。天然气资源集中分布在塔里木、四川、鄂尔多斯、东海陆架、柴达木、松辽、莺歌海、琼东南和渤海湾九大盆地，其可采资源量占全国储量的八成以上。中国天然气行业市场概述 全球天然气储量及国内储量分布2021年我国天然气储量分布热力图 全球天然气储量大国据英国石油公司2021年的报告显示，俄罗斯天然气储量达 37.8万亿立方米，约占全球已探明天然气储量的 28%，在世界能源强国中位居第一。俄罗斯也是世界上最大的天然气出口国。排名第二的伊朗拥有约 32万亿立方米 的天然气储量。其他天然气储量丰富的国家有卡塔尔、土库曼斯坦、美国、中国、沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国、委内瑞拉等国家。中国天然气储量12.4万亿立方米。过去五年，中国的天然气消费、生产和进口均大幅增长。19%11%10%8%7%6%4%23%6%德国土耳其意大利白俄罗斯法国中国波兰欧洲经合组织其他国家亚洲其他地区和大洋洲2021年俄罗斯天然气出口流向中国天然气行业市场概述 天然气自然形成过程 成岩阶段：成岩阶段早期，在浅层生物化学作用带内，沉积有机质经微生物的群体发酵和合成作用形成的天然气称为生物成因气。其中有时混有早期低温降解形成的气体。生物成因气出现在埋藏浅、时代新和演化程度低的岩层中，以含甲烷气为主。生物成因气形成的前提条件是更加丰富的有机质和强还原环境。最有利于生气的有机母质是草本腐植型腐泥腐植型，这些有机质多分布于陆源物质供应丰富的三角洲和沼泽湖滨带，通常含陆源有机质的砂泥岩系列最有利。后成阶段：油型气，沉积有机质特别是腐泥型有机质在热降解成油过程中，与石油一起形成的天然气。后成作用阶段由有机质和早期形成的液态石油热裂解形成的天然气称为油型气，包括湿气（石油伴生气）、凝析气和裂解气。与石油经有机质热解逐步形成一样，天然气的形成也具明显的垂直分带性。在剖面最上部（成岩阶段）是生物成因气，在深成阶段后期是低分子量气态烃（C2C4）即湿气，以及由于高温高压使轻质液态烃逆蒸发形成的凝析气。在剖面下部，由于温度上升，生成的石油裂解为小分子的轻烃直至甲烷，有机质亦进一步生成气体，以甲烷为主石油裂解气是生气序列的最后产物，通常将这一阶段称为干气带。变质成煤阶段：成煤作用可分为泥炭化和煤化作用两个阶段。煤型气，煤系有机质（包括煤层和煤系地层中的分散有机质）热演化生成的天然气称为煤型气。煤田开采中，经常出现大量瓦斯涌出的现象，煤型气是一种多成分的混合气体，其中烃类气体以甲烷为主，重烃气含量少，一般为干气，但也可能有湿气，甚至凝析气。有时可含较多Hg蒸汽和N2等。天然气自然形成过程 天然气形成原因天然气的成因是多种多样的，天然气的形成则贯穿于 成岩、后成 直至 变质作用 的始终，各种类型的有机质都可形成天然气，腐泥型有机质则既生油又生气，腐植形有机质主要生成气态烃。上海石油天然气交易中心成立中国天然气行业市场概述 市场化管道定价落地中国天然气市场化改革历程 分阶段改革，制定合理的“两部制”定价方案：现阶段制定合理的“两部制”定价方案，是天然气长管输市场健康发展的基础。合理的“两部制”定价方案能够从源头上解决管道建设前期投资的回收问题，促进管道基础设施建设；能够将成本发生与成本责任一一匹配，保证费率的公正合理，调动天然气市场主体参与的积极性；能够大大减轻客户的负担，降低用户输气成本。进一步推进天然气管输市场独立，完善通过管输价格调节天然气消费峰谷差的机制，可以发现管道运输环节能够有效地调节整个天然气市场关系。国家管网集团成立标志我国天然气收费获得新进展：国家管网集团的成立，标志着深化油气体制改革迈出关键的一步，长输管道已单独实施定价，宜进一步推动管输独立，让管输价格也能作为除气价外的第二个调节工具，完善通过管输价格调节天然气消费峰谷差的机制，更加灵活地缓解冬季用气高峰期的压力。天然气分布式项目发展：天然气分布式项目在用电侧建设能源站，通过天然气燃烧所产生的热能为客户提供电力、热力、冷气等多种形式的二次能源。技术线路有热电联产（CHP）和冷热电三联供（CCHP）。天然气分布式相较于单纯的生物质发电和供热项目有着利用效率高、建设周期短、经济效益好等优势。电改解决了天然气分布式并网难，气改有望提高天然气分布式项目的盈利性，能源改革将促进天然气分布式高速发展。区域性市场 全国性市场 深化改革时期天然气利用政策20072000 20032007 2022 出厂价主要为政府定价，各油气田出厂价根据成本实行不同价格 用户分为化肥、直供工业、居民商业四类2005年以前 2005年提出出厂环节建立替代能源倒推公式，开启从出厂环节逐步提高天然气价格的体系谋求天然气价格与可替代能源价格挂钩联动 2005年、2007年、2010年调整天然气出厂价，由单一政府定价转化为政府指导价2005-2010 2011年底在广东广西开展天然气价格形成机制改革试点 将出厂价管理改为门站价管理门站价实施最高上限管理2011 2013年将两广的试点在全国推广 2014年非居民存量气价上调，增量气价不变。进一步落实放开进口液化天然气气源价格和页岩气、煤层气、煤制气出厂价格政策 2015年4月实现存量气和增量气价格并轨，开放直供工业用气价格(不含化肥)2015年降低非居民基准门站价，由最高门站价管理转为基准门站价管理2013-2015 2017年:下调非居民用气门站价 2018年至今，非居民与居民用气门站价并轨2016至今 中国天然气市场化改革历程我国天然气管输费价格形成分三个阶段：（1）政府定价和政府指导价阶段（2005-2010）；（2）基于公式的天然气价格定价阶段（2011-2015）；（3）天然气价格不再严格根据公式进行调整阶段（2016-至今）。天然气利用政策20122012 2015中国天然气行业市场概述 天然气资源分类 从资源角度来看：天然气资源可分 常规 与 非常规。常规天然气包括气层气、伴生气以及生物气（如沼气）；非常规天然气资源丰富，但开采技术要求更高，主要分致密气、煤层气和页岩气，还包括天然气水合物。不同区域、不同气藏所开采的天然气成分构成也会有所差别。天然气资源分四大类各类天然气资源特征对比 从伴生资源分类：天然气资源可分为 伴生气 与 非伴生气。伴生气指伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气。其中伴生气通常是原油的挥发性部分，以气的形式存在于含油层之上，凡有原油的地层中都有，只是油、气量比例不同。即使在同一油田中的石油和天然气来源也不一定相同。他们由不同的途径和经不同的过程汇集于相同的岩石储集层中。非伴生气指包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在。凝析气田天然气从地层流出井口后，随着压力的下降和温度的升高，分离为气液两相，气相是凝析气田天然气，液相是凝析液，叫凝析油。若为非伴生气，则与液态集聚无关，可能产生于植物物质。常规天然气 致密气 煤层气 页岩气天然气生成 气源外部运移 气源外部运移 天然割离裂缝发育 自生自储天然气状态 游离气 游离气 吸附气为主 吸附气+游离气储存 圈闭储存 圈闭储存 不需圈闭，吸附在煤基质上 不需圈闭，吸附在有机质上储层空隙 很大 大 较小 极小生产方式 钻井至圈闭 压裂、酸化、注水排水和压裂以降低煤层水压释放天然气水平钻井、多段压裂流速 依靠自然压力涌出 压裂后自然涌出 自然释放、排水抽取 自然释放、抽取产量 稳定期长 产量递减较快 产量递减快 产量递减快中国天然气行业市场概述 勘探开采技术与流程天然气也同原油一样埋藏在地下封闭的地质构造之中，不同的存在情况会采用不同的开采方式。天然气勘探开采流程 排水采气法：主要原理是排除井筒积水，小油管排水采气法是利用在一定的产气量下，油管直径越小，则气流速度越大，携液能力越强的原理，如果油管直径选择合理，就不会形成井底积水。这种方法适应于产水初期，地层压力高，产水量较少的气井。泡沫排水采气法：是将发泡剂通过油管或套管加入井中，发泡剂溶入井底积水与水作用形成气泡，不但可以降低积液相对密度，还能将地层中产出的水随气流带出地面。这种方法适应于地层压力高，产水量相对较少的气井。柱塞气举排水采气法：是在油管内下入一个柱塞。下入时柱塞中的流道处于打开状态，柱塞在其自重的作用下向下运动。当到达油管底部时柱塞中的流道自动关闭，由于作用在柱塞底部的压力大于作用在其顶部的压力，柱塞开始向上运动并将柱塞以上的积水排到地面。当其到达油管顶部时柱塞中的流道又被自动打开，又转为向下运动。通过柱塞的往复运动，就可不断将积液排出。这种方法适用于地层压力比较充足，产水量又较大的气井。深井泵排水采气法：是利用下入井中的深井泵、抽油杆和地面抽油机，通过油管抽水，套管采气的方式控制井底压力。这种方法适用于地层压力较低的气井，特别是产水气井的中后期开采，但是运行费用相对较高。自喷方式：有些和原油储藏在同一层位，有些单独存在。对于和原油储藏在同一层位的天然气，会伴随原油一起开采出来。对于只有单相气存在的，我们称之为气藏，其开采方法既与原油的开采方法十分相似，一般采用自喷方式。这和自喷采油方式基本一样。不过因为气井压力一般较高加上天然气属于易燃易爆气体，对采气井口装置的承压能力和密封性能比对采油井口装置的要求要高的多。中国天然气行业市场概述 运输形式以管道气及LNG 为主管道气、压缩天然气（CNG）及液化天然气（LNG）是天然气的三种主要运储形式，共同构成了天然气中运储运市场。目前我国管道气依然是天然气输运的主力军，可解决大规模输运问题，具有一定自然垄断特点。而相对灵活廉价的LNG、CNG主要供应于管道气无法到达的地区，解决了分布式和调峰等问题。相较于CNG，LNG在液化过程中进一步得到净化（脱除重烃、硫化物等污染源），纯度更高且无腐蚀天然气三大类主要运输方式 城市燃气运输城市燃气供给主要由管道气和液化天然气构成。管道气通过开采地或处理厂输送到城市配气中心或工业企业用户的管道进行运输。LNG 制造是先将气田生产的天然气净化处理，再进行超低温液化，之后利用 液化天然气船、槽车 等运送。LNG具有无色、无味、无毒且无腐蚀性的优点，被公认是地球上最干净的化石能源，而且其体积仅约为同量气态天然气体积的 1/625，因此，LNG 可像石油一样安全方便地储存及运输。全球管道气与 LNG 交易均非常活跃，其中相同大陆之间多采用管道气进行输送，跨洋运输则采用 LNG。LNG 收运需要采用 LNG接收站，接收后气化为天然气，通过国内管道进行输送。运输状态 输气管 运输距离 供气特点管道天然气（PNG）气田取气气态 大（管道运输）长供气安全性较高，但受管道运输量限制冬季供应存在不确定性液化天然气（LNG）大气压下冷却至约-162C时由气态转变成液态，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，LNG的重量仅为同体积水的45%左右大（LNG车、船运输）长液态运输安全性高，分销灵活性好，主要用于调峰压缩天然气（CNG）天然气加压(超过3,600磅/平方英寸)并以气态储存在容器中，与管道天然气的组分相同。小（CNG车运输）短压力最高，稳定性较低，单车灵活性好一个完整的天然气供气系统通常主要由油气田矿场集 输管网、长距离输气管道或管网、城市输配气管网、天然气净化处理厂、储气库（地下储气库或地面储罐）等几个子系统构成,在某些情况下还包括天然气的非管道运输系统。性，同时其比体积更小，重量为同体积水的45%左右，因此LNG更方便储运，亦更加适合作为车船燃料。天然气从油气田井口到终端用户的全过程称为天然气供应链,这条供应链所涉及的所有设施构成的系统称为天然气供气系统。天然气三种运储形式西二线西三线塔里木盆地西一线俄罗斯进口气中俄东线缅甸进口气中缅线陕京管线西气东送中国天然气行业市场概述 全国天然气输送系统目前我国已经形成了形成了以西气东输系统、陕京系统、川气东送、西南管道系统为骨架的横跨东西、纵贯南北、连通海外的天然气主干管网的建设。“西气东输、海气登陆、就近外供”的供气格局已经形成，并形成较完善的区域性天然气管网。我国正加快构建区域性天然气管道体系，建设的重点将转为区域管网和支线管道。我国主要天然气运输系统介绍我国天然气管网分布图运输系统 主要路线西气东输系统我国距离最长、口径最大的输气管道，西起塔里木盆地的轮南，东至上海。全线采用自动化控制，供气范围覆盖中原、华东、长江三角洲地区。自新疆轮台县塔里木轮南油气田，向东经过库尔勒、吐鲁番、鄯善、哈密、柳园、酒泉、张掖、武威、兰州、定西、宝鸡、西安、洛阳、平顶山、信阳、合肥、南京、常州，上海等地区。东西横贯新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、上海9个省区，全长4,200千米。陕京管道系统陕京输气管道是由陕甘宁气田供应天然气至北京的输气管道系统。中国第一条有干、支线管道，压缩机站和地下储气库的完整配套的长距离输气管道系统。干线全长848km,管径660mm，设计压力6.4MPa。途经陕西、山西、河北和北京三省一市。经扩建后沿线设四座压气站。有两个总储气量近6亿立方的储气库及其与干线连接的管网近200km。川气东送系统川气东送引总投资626.76亿元，是我国继西气东输工程后又一项天然气远距离管网输送工程。该工程西起四川达州普光气田，跨越四川、重庆、湖北、江西、安徽、江苏、浙江、上海6省2市，管道总长2,170公里，年输送天然气120亿立方米，相当于2009年中国天然气消费量的1/7，全部达产后预计为中石化增加销售收入200亿元。西南管道系统 中卫-贵阳联络线和中缅天然气管道构成。东北管网 涵盖秦沈线、大沈线和沈长线三条管道。中国天然气行业市场概述 天然气主要储气方式国内外主要的天然气调峰方式包括 地下储气库调峰，LNG 接收站调峰 和 气田调峰 等，目前我国季节调峰主要通过 大型地下储气库 来完成；LNG接收站、以及城市燃气公司建设的小型LNG储罐作为辅助用于日、时调峰。地下储气库的建造较依赖地质条件，多用于美国、俄罗斯及部分西北欧地区。而一些地质条件不足，又依赖进口天然气的国家多在沿海地区建立LNG接收站，比如日本。储气库主要包括枯竭 油气田、盐穴 和 含水层 三类，国内主要以枯竭油气田作为储气库，即把开采完毕的油气田改造为储气库，而含水层储气库在我国尚无建设实例。天然气存储主要方式地下储气库种类及适应性：油气藏储气库 含水层储气库 盐穴型储气库优点利用现有的地理构造和生产设备，地质资料详细，投资小，建设周期短构造完整，储气量大，钻井完井一次到位物性好，压缩性好，调峰能力强，利用效率高，采气能力大，垫底气用量少缺点 受制于地质构造勘探难度大，垫底气量大，投资费用高，建设周期长受制于地质构造，投资高，建设周期长适用类型 季节调峰、战略储备 季节调峰、战略储备 季节调峰、日调峰天然气储存地面储罐管道储存地下储气库低压储罐高压储罐末端储气、输气干线管束储气枯竭油气田储气库含水层盐层储气库 增效天然气：增效天然气是以天然气为基础气源，经过气剂智能混合设备与天然气增效剂混合后形成的一种新型节能环保工业燃气，燃烧温度能提高至3,300，可用于工业切割、焊接、打破口，可完全取代乙炔气、丙烷气，可广泛应用于钢厂、钢构、造船行业，可在船舱内安全使用，现市面上的产品有锐锋燃气，锐锋天然气增效剂。中国天然气行业应用领域 从工业生产到商业民用天然气是较为安全的燃气之一，可用于发电；可用作化工原料；还能广泛用于民用及商业燃气灶具、热水器、采暖及制冷，也用于造纸、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行业，还可用于废料焚烧及干燥脱水处理。天然气的主要用途有城市燃气、工业燃料、发电用气、化工原料等几大类。天然气应用领域广泛 天然气发电：天然气发电通过处理天然气以后，然后安装天然气发电机组来提供电能。其中的核心设备为燃气轮机，是把热能转换为机械功的旋转机械，包括压气机（在燃气轮机中通常将压缩机称为压气机）、加热工质的设备（如燃烧室）、透平、控制系统和辅助设备等；一般引用空气作为工质。天然气发电具有热效率高、投资节省、建设周期短、占地面积小等优势。天然气化工：天然气化工是以天然气为原料生产化工产品的工业。天然气通过净化分离和裂解、蒸汽转化、氧化、氯化、硫化、硝化、脱氢等反应可制成合成氨、甲醇及其加工产品（甲醛、醋酸等）、乙烯、乙炔、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、硝基甲烷等。天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。压缩天然气汽车：压缩天然气汽车以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。天然气是优质高效的清洁能源，二氧化碳和氮氧化物的排放仅为煤炭的一半和五分之一左右，二氧化硫的排放几乎为零。天然气作为一种清洁、高效的化石能源，其开发利用越来越受到世界各国的重视。城市燃气：特别是居民生活用燃料，包括常规天然气，以及煤层气和页岩气这两种非常规天然气。主要是生产以后并入管道，日常使用天然气。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。工业燃料：工业燃料以天然气代替煤，用于工厂采暖，生产用锅炉以及热电厂燃气轮机锅炉。天然气发电是缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径，且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力。中国天然气行业应用 城市燃气：大幅提升热能利用率城市燃气主要是指城市中居民用气、公共建筑用气和工业用气，包括天然气、人工燃气、液化石油气、沼气等。天然气又包括液化天然气和压缩天然气，人工燃气有干馏煤气、气化煤气、油制气和高炉煤气等。生产以后并入管道，日常使用天然气。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。城市供应的燃气有取自地层蕴藏的天然气；以煤和石油为原料，经热加工生成的煤制气（见干馏煤气、气化煤气）和油制气；从油田采集或在石油炼制过程中产生的液化石油气；有机质厌氧发酵制取的生物气；自煤矿抽提的矿井气，以及工厂余气等。作为城市燃气，必须通过一定的净化和质量调整措施，达到输配和应用的质量要求（见城市燃气净化、城市燃气质量调整）并保证连续安全供应。城市燃气行业主要业务模式我国城市燃气种类通过天然气气井开采出来的气田气（纯天然气）伴随石油开采出来的石油气（石油伴生气）含石油轻质馏分的凝析气田气由井下煤层抽出的煤矿矿井气（瓦斯气或煤层气）从页岩层中开采出来的天然气（页岩气）以煤、重油、清油等为原料经转化制得的可燃气体（煤气）在开采和炼制石油过程中作为副产品面获得的部分（碳氨化合物）城市燃气天然气人工煤气液化石油气接驳费率接驳户数接驳接驳费率由各地政府确定，通常变化幅度不大中国城市燃气渗透率只有178，接驳户数短期增长空间较大，长期增速会逐渐放缓向好燃气销售量上下游差价燃气销售随着天然气供给瓶颈的突破，城市燃气销售量将保持高速增长天然气上下游差价由发改委严格控制，基本保持不变向好城市燃气公司主要业务影响业务表现的主要因素主要影响因素的变化趋势中国天然气行业应用 天然气制氢：低碳能源向零碳转变天然气制氢 以蒸汽重整制氢（SMR）技术应用最为广泛，发展最为成熟。随着氢能产业的逐渐规模化，氢能的制取和利用也在加速提升。与煤制氢装置相比，天然气制氢投资低、CO2排放量、耗水量小、氢气产率高，是化石原料制氢路线中绝佳的制氢方式。天然气制氢的成本主要由天然气价格决定，天然气原料成本占比高达 70-90%。在制氢过程中，为了防止重整催化剂中毒，需要将原料气的硫含量降至1ppm以下，因此制得氢气的杂质浓度相对较低。目前我国国内天然气资源匮乏，依赖于进口。国内主流的工业制氢方式仍然是煤制氢，降本和技术突破也是天然气制氢的两大关卡，氢能发展将会逐步走向商业化。天然气制氢流程图2021年中国天然气企业制氢成本构成缓冲罐 压缩 脱硫 一段炉 废锅变压吸附脱硫 冷却锅炉水预热变换原料气产品氢CO蒸汽原料辅料燃料动力制造费用财务70%-75%1%-3%15%-20%5%-10%3%-5%中国天然气行业应用 天然气汽车：燃烧稳定，可减少油耗天然气汽车以天然气为燃料提供动力的汽车。天然气的甲烷含量90%以上，是很好的汽车发动机燃料。天然气汽车的优点有燃烧稳定、可减少发动机油耗量。而随着工业快速发展，环境污染已非常严重，而其中汽车尾气排放成为城市污染的重要来源，因此选择新型清洁能源、减少汽车尾气污染物排放是未来汽车的发展方向，而目前天然气是最佳的替代能源。天然气汽车的分类中国天然气汽车发展历程分类 介绍液化天然气（LNG）汽车液化天然气是指常压下、温度为-162的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中，气化后体积膨胀约600倍。液化天然气（LNG）燃点高、安全性能强，适于长途运输和储存。压缩天然气（CNG）汽车压缩天然气是指压缩到20.724.8 MPa的天然气，储存在车载高压气瓶中，与常压条件相比压缩比为200:1。压缩天然气（CNG）是一种无色透明、无味、高热量、比空气轻的气体，主要成分是甲烷，由于组分简单，易于完全燃烧，加上燃料含碳少，抗爆性好，不稀释润滑油，能够延长发动机使用寿命。液化石油气（LPG）汽车是一种在常温常压下为气态的烃类混合物，比空气重，有较高的辛烷值，具有混合均匀、燃烧充分、不积碳、不稀释润滑油等优点，能够延长发动机使用寿命，而且一次载气量大、行驶里程长。LNG CNG 汽油 柴油爆炸极限 5-15 5-15 1-7.6 0.5-4.1着火点（）650 650 427 260点火能（KJ）0.29 0.29 0.24 0.24天然气汽车有较高的安全性资料来源：LNG 汽车改装和LNG 加气站基础知识培训教材，行行查研究中心天然气汽车一般有两种类型，一种是在现有的汽油车、柴油车基础上进行改装，一种是原装天然气汽车，一般来说原装天然气汽车的价格会高于出厂后进行改装的天然气汽车。天然气汽车按照所使用天然气燃料状态的不同，可以分为 液化天然气（LNG）汽车、压缩天然气（CNG）汽车、液化石油气（LPG）汽车。1989 2012 2017 2006 2013 2021 2007 20112021 年，全球87 个 国 家 的 天然气汽车保有量已近3,000万辆天然气汽车608万辆占全球24.1%其中LNG汽车36万辆我国天然 气汽车保有量366辆，LNG汽车13万辆，成为全球第一天然气大国天然气汽车216万辆LNG汽车7.5万辆天然气汽车突破百万辆大关达144万辆LNG公交车量产LNG重卡车开始试点开始出现LNG汽车开始推广天然汽车天然气加气站超8,000座，LNG加气站超3,000座：中国天然气行业产业链“三桶油”占据各环节主导地位天然气产业链可分为上游勘探开采、中游仓储运输以及下游分销应用环节。上游勘探开采主要指天然气的勘探开发，油气勘探的方法包括天然气勘探、管道天然气进口、液化天然气LNG进口，国内气开采的天然气，一般需要经过脱水、脱硫、脱杂质等工艺条件，方能投入使用。油气资源上游开采，一直是国内油气产业链中垄断程度最高的环节，由“三桶油”占据主导权。在中游运输环节中，国内的天然气运输方式有管道运输、LNG运输和CNG运输，其中包括长输管网、省内管网、储气设施、罐车运输等，参与方为管线运输公司，其主要任务是将上游供货商的天然气经长输管线输送到下游的行业和城市门站。下游分销主要由燃气公司从事该项业务，服务于居民、工商业等用户，按使用功能的不同，行业分为城市燃气、工业燃料、天然气发电、天然气化工、交通运输等。中国天然气行业产业链国产天然气上游 中游 下游仓储运输储气设施分销应用进口管道气勘探开采LNG运输LNG运输船LNG运输车LNG接收设施运输管道气田勘探开采进口管道长输管道中输管道省内管道油气藏储气罐含水层储气罐盐穴型储气罐居民燃料 工业燃料城镇燃料 交通燃料发电燃料进口LNGLNG货运船工程设计建设化工燃料LNG转运中国天然气行业商业模式“二元定价”市场化定价体系目前中国的天然气定价体系，市场化改革进程走了一半，可称之为“二元定价”体系，即 管道气仍以政策指导定价为主，有浮动空间但不大；LNG则完全市场化定价。2016年起至今，发改委放开天然气门站价浮动空间，上浮不超过20%。天然气价格市场化改革落后于电力，还没有形成所谓的竞价机制，管道气价格仍然由发改委调价，冬季保供期企业在许可的范围内进行上浮。浮动空间的放开，有助于在冬季用气高峰时期，供气企业的实现价格上涨，传导成本压力。中国天然气价格管制关系图 浮动价格放开有助于冬季提价降低成本压力（以2019年冬为例）国产陆上常规天然气管道气进口LNG进口国产非常规天然气国产海上天然气再气化液化/压缩接收站配套管线槽车运LNG省管网城市燃气发电工业商业交通居民长输管道（直供）长输管道（非直供）市场专营权统购统销NOC管道和LNG接收站不开放第三方准入终端气价 门站价配售环节（城燃）价差约+0.4元/方+20%约0.4元/方顺佳通畅，价差基本不变+约0.4元/方维持不变终端气价 门站价中国天然气行业商业模式 天然气开采成本简析 天然气开采成本费用分类开采成本总体上可以归结为：勘探费用、开发费用和生产费用。天然气的前期投入成本主要是形成储量和其它固定资产两种形态。前期勘探投入的非钻井成本和所勘探的探井经过评价为无效井段的探井成本以及发现经济可采的成功探井，在有效井段，将开采所需的建设成集气站等固定资产。天然气的前期成本不像一般加工企业的成本的可确定，它的变化较大，由于油气田的前期勘探的地质条件、储量和开采难度的差别，成本的大小差异比较明显。要想保证天然气稳定产出，后期还必须加大勘探力度，投资成本也是不间断地滚动增加，油气田的单位开采的难度随着时间的增加而增加，所需要的成本也会逐渐增加，采取先进工艺后期的开采成本必然会增加。天然气开采构造 国内天然气成本随来源不同而变化天然气的气源主要分为国产气（常规气&非常规气）、进口管道气（中亚&缅甸）、进口LNG（接收站海气）。根据中国海关数据，我国天然气源成本中，国产气最低，进口管道气次之，进口LNG最贵。国产气开采成本最低，不同品种大约集中在0.7-1.1元/方。进口管道气，尤其是中亚气成本略贵，近年来集中在1.3-1.5元/方。进口LNG最贵，近年来集中在1.9-2.1元/方，但其中有大量三大油进口的高价长约气，拉高了进口LNG整体成本。进口气成本近年来逐步攀升。天然气成本计算方法目前天然气的开发成本计算公式可分为以下几类：天然气开发成本=综合投资+当年新增可采储量综合开发成本=综合投资+开发综合新增可采储量直接开发成本=直接投资+产能建设新增的可采储量直接投资=钻井投资+采气投资+设备投资，一般是指油气田天然气开采的直接投资之和综合投资=直接投资+开发前期准备投资产能新增可采储量=老区新增可采储量+新区新增可采储量综合新增可采储量=开发准备的新增可采储量+原来新增的可采储量全球天然气 行业市场规模疫情叠加国际冲突，行业波动发展2016-2021年全球天然气产量及增速根据国际能源署（IEA）发布的数据，2021年世界天然气消费量为 4.1万亿立方米，同比增长 4.6%，世界主要消费区域为欧洲及欧亚大陆、北美洲及亚太地区。近年来全球天然气产量快速增长，2019年全球天然气产量达3.98万亿立方米，受疫情影响，2020年全球天然气产量为3.85万亿立方米，较2019年减少了0.12万亿立方米，同比减少3.08%。预计2021年全球天然气产量将逐步恢复至3.9万亿立方米的水平。当前，俄罗斯以 37.8万亿立方米 天然气储量位居世界第一，约占全球天然气已探明总储量的28%。欧洲的主要消耗能源是天然气，每年有大约超过 30%的天然气需要从俄罗斯输出，俄罗斯已经修建了7条通往欧洲的天然气管道。2016-2021年全球天然气消费量及增速-6%-4%-2%0%2%4%6%3003203403603804004202016 2017 2018 2019 2020 2021E全球天然气产量（百亿立方米）YOY-4%-2%0%2%4%6%3503703904104304502016 2017 2018 2019 2020 2021E全球天然气消费量（百亿立方米）YOY0%10%20%30%40%50%02468101214162016 2017 2018 2019 2020 2021中国天然气净进口量（百亿立方米）进口依存度中国天然气行业市场规模天然气进口依存度达6 年来最高2016-2021年中国天然气产量及增速根据国家能源局公布的数据统计，2021年我国天然气产量 2,053亿立方米，比上年增长约8%，比2019年增长超18%。进口1,700左右亿方。而中国海关总署公布的数据显示，2021年我国天然气进口 12,136万吨，较2020年增加19.9%。其中，2021年全年我国液化天然气进口量为 7,993.1万吨，同比增长19.07%，2021年全年中国气态天然气进口数量为 4,243万吨，进口金额为116.31亿美元。从对依存度来看，中国石油集团发布的2021年国内外油气行业发展报告数据显示，2021年中国天然气净进口依存度达到 46%，为近6年来最高水平，总量上是亚洲最大的天然气进口国。2016-2021年中国天然气净进口量及进口依存度0%5%10%15%20%05101520252016 2017 2018 2019 2020 2021中国天然气总产量（百亿立方米）YOY中国天然气行业市场规模国内产量与消费量稳步上升我国天然气基础储量（地质勘探程度较高，可供企业近期或中期开采的资源量）与产量之比仍在30以上，短中期增产有物质基础保证。然而自产气存在开采周期长等缺点，预计进口气仍为未来我国最大的天然气资源增量来源。在我国能源消费结构转型升级背景下，我国天然气需求保持增长势头，但增速有所下降。根据国家发改委公布的数据显示，2021年，全国天然气表观消费量 3,726亿立方米，同比增长 12.7%。从天然气消费终端看，城市燃气 和 工业燃料 占比较高，是我国天然气消费增长的主要推动力，在节能减排的背景下，我国天然气在煤改气、交通、发电等领域的消费动能依然强劲。2016-2021年中国天然气基础储量及增速0%1%2%3%4%5%6%50,00055,00060,00065,00070,0002016 2017 2018 2019 2020 2021E中国天然气基础储量规模（亿立方米）YOY2016-2021年中国天然气消费情况01,0002,0003,0004,0002016 2017 2018 2019 2020 2021E城市燃气 工业燃料 发电用气 化工用气中国天然气行业竞争格局“三桶油”主导国内油气行业2021年中国城燃公司零售天然气量竞争格局我国前三大燃气开采公司分，即油气领域“三桶油”：中国石油、中国石化、中国海洋石油，在业内占据主导地位。前五大燃气分销公司分别为 华润燃气、香港中华煤气（3HK）（内地销气业务）、新奥能源、昆仑能源、中国燃气。近五年来，国内天然气表观消费增速快速增长，行业格局整体稳定的同时，龙头份额也在稳步提升。我国跨省天然气长输管线主要由中国石油、中国石化等下属13家管道公司经营。根据天然气价格改革中的管输费改革措施，上述公司的管输价格均已核定。2021年中国天然气开采公司梯队图11%7%7%7%5%5%58%5%香港中华煤气+上海燃气华润燃气新奥能源昆仑能源北京控股中国燃气其他舍得中国石油 中国石化 中国海洋石油山西延长石油 新潮能源 新天然气第一梯队第二梯队第三梯队蓝焰控股 首华燃气 广汇能源中国天然气行业竞争格局天然气重卡发动机行业巨头林立天然气重卡 是指以天然气为燃料的一种气体燃料重型汽车（CNG即压缩天然气；LNG即液化天然气）。按燃料使用状况的不同，可分为单燃料天然气汽车（发动机只使用CNG或LNG作为燃料）、双燃料天然气汽车（使用柴油+天然气，或使用汽油+天然气为燃料的汽车）。根据产业信息网公布的数据显示，2021年全球燃气轮机市场基本被通用电气、西门子、三菱重工等公司占据，其中通用电气全球市场占有率超过50%，其次为西门子、三菱等企业。从天然气重卡发动机来看，目前潍柴动力为国内市场龙头品牌，潍柴动力、中国重汽、锡柴、玉柴、上柴配套天然气重卡发动机国内销量份额大部分，从目前来看，潍柴动力为国内天然气重卡发动机供应商中的绝对龙头。2020年中国天然气重卡发动机公司竞争