“在全球邁向碳中和的進(jìn)程中，能源系統(tǒng)正經(jīng)歷深刻重構(gòu)。傳統(tǒng)以化石能源為主導(dǎo)的格局正在被打破，而兼具靈活性、低碳性與協(xié)同性的新興氣體能源，正成為貫通化石能源與非化石能源、支撐新型能源體系建設(shè)的重要橋梁?！苯?，在福建福州舉辦的第二十三屆中國煤炭經(jīng)濟(jì)管理論壇上，廈門大學(xué)管理學(xué)院教授張博發(fā)表了題為《新興氣體能源發(fā)展與新型能源體系建設(shè)》的演講。張博教授突破傳統(tǒng)煤炭行業(yè)視角，結(jié)合國家“雙碳”目標(biāo)與能源轉(zhuǎn)型趨勢，系統(tǒng)闡述了新興氣體能源的戰(zhàn)略價值、發(fā)展現(xiàn)狀及未來路徑，為行業(yè)發(fā)展提供了兼具前瞻性與實操性的思路。

新興氣體能源“新”在哪里？

“在能源科技創(chuàng)新、能源產(chǎn)業(yè)體系變革的驅(qū)動下，一些有別于常規(guī)天然氣的新興氣體能源品種正在涌現(xiàn)。它們具有低碳、零碳甚至脫碳特性，展現(xiàn)出巨大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和氣候價值?！?/span>

張博教授介紹，新興氣體能源是指傳統(tǒng)氣體能源之外的各種新型的氣體能源形式，多由前沿技術(shù)突破而催生，相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于萌芽期、培育期或成長期。這類能源具有來源廣泛、品種多樣、類型多元的特點，且兼具靈活轉(zhuǎn)化能力，可轉(zhuǎn)化為固態(tài)、液態(tài)、混合態(tài)等形式，具體可細(xì)分為碳基氣體能源和非碳基氣體能源兩類。

其中，碳基氣體能源主要包括非常規(guī)天然氣（頁巖氣、致密氣、煤層氣、煤巖氣）、生物天然氣、新型合成氣、煤炭地下氣化產(chǎn)物等；非碳基氣體能源則以氫氣、氨氣等氣體形態(tài)能源為主，具備顯著的脫碳屬性。值得關(guān)注的是，國際天然氣聯(lián)盟已經(jīng)將其組織范疇內(nèi)的“Gas”（單一氣體）更改為“Gases”（多種氣體），將各類氣體能源納入其中，為行業(yè)發(fā)展打開了廣闊空間。

張博教授強(qiáng)調(diào)，進(jìn)入能源轉(zhuǎn)型的加速期，能源結(jié)構(gòu)正在發(fā)生革命性變化，將新興氣體能源有效融入現(xiàn)有的能源體系，實現(xiàn)不同能源形式的協(xié)同互補(bǔ)，是能源領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問題——不僅包括常規(guī)天然氣與頁巖氣、煤巖氣、煤層氣、煤制氣等非常規(guī)天然氣的協(xié)同，還涉及天然氣與氫能、氨氣、生物天然氣、沼氣等不同氣體的耦合利用，結(jié)合電，以及液體、固體等不同能源形式，形成“氣—電—氫”“氫—氨—醇”等綜合能源系統(tǒng)，推動能源融合模式與利用方式的持續(xù)變革。

新興氣體能源緣何重要？

當(dāng)前，全球能源格局正經(jīng)歷深刻重塑。張博教授指出，國內(nèi)外能源投資正加速向清潔能源領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，清潔能源、綠色能源、綠色燃料成為世界主要經(jīng)濟(jì)體競相投資的關(guān)鍵領(lǐng)域。根據(jù)國際能源署數(shù)據(jù)，2025年全球能源投資預(yù)計達(dá)3.3萬億美元，其中清潔低碳能源投資占比近70%。

“然而，化石能源向非化石能源轉(zhuǎn)型的路徑仍然存在巨大的不確定性?！睆埐┙淌谕ㄟ^整合全球12家機(jī)構(gòu)的29種情景預(yù)測，進(jìn)行綜合研判后表示。數(shù)據(jù)顯示，若延續(xù)現(xiàn)有能源政策，到2040年，化石能源在全球一次能源消費中的占比或仍高達(dá)77%，非化石能源占比僅為23%；在加速轉(zhuǎn)型情景下，到2040年，化石能源占比將降至57%，非化石能源占比提升至43%；而在2050年實現(xiàn)1.5攝氏度溫控目標(biāo)的凈零排放情景下，到2040年，化石能源占比將進(jìn)一步降至39%，非化石能源占比則有望達(dá)到61%?！案黝愵A(yù)測模型結(jié)果的顯著差異，凸顯了能源轉(zhuǎn)型的復(fù)雜性、不確定性與艱巨性?！睆埐┙淌谘a(bǔ)充道。

張博教授進(jìn)一步指出，我國正處于建設(shè)新型能源體系的關(guān)鍵階段，盡管我國非化石能源消費比重在逐年提升，但與“2060年非化石能源占比超80%”的目標(biāo)相比，仍存在不小差距。這一差距凸顯單純依賴風(fēng)光發(fā)電難以滿足工業(yè)、交通、調(diào)峰等領(lǐng)域的剛性用能需求，亟須可規(guī)?；?、可調(diào)度、可儲運的清潔能量載體。在此背景下，張博教授表示，發(fā)展新興氣體能源具有突出的現(xiàn)實意義。

首先，發(fā)展新興氣體能源將對我國能源安全供給進(jìn)行有效補(bǔ)充。我國天然氣對外依存度始終處于高位，未來仍有較大的供應(yīng)缺口。受地緣政治局勢、極端事件、全球能源轉(zhuǎn)型等因素的共同影響，國際天然氣供應(yīng)鏈較為脆弱。從保障能源安全供給的角度看，規(guī)?；l(fā)展新興氣體能源產(chǎn)業(yè)并組合使用不同類型的氣體能源，可以有效彌補(bǔ)天然氣供應(yīng)缺口、豐富能源供應(yīng)體系、提高能源供應(yīng)多樣性和安全性，也能降低對外部能源的依賴，增強(qiáng)我國在國際能源市場上的議價能力和抗風(fēng)險能力。

其次，發(fā)展新興氣體能源產(chǎn)業(yè)有利于促進(jìn)資源循環(huán)利用，推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也能實現(xiàn)多種資源和生產(chǎn)要素的集約利用與優(yōu)化配置，提高能源資源的綜合利用效率。例如，煤層氣、生物氣的開發(fā)利用，不僅可以顯著減少資源浪費和環(huán)境污染，還能有效降低甲烷等溫室氣體的排放，提高廢棄資源循環(huán)利用水平。

再其次，新興氣體能源有利于推動難減排領(lǐng)域深度脫碳，或是能源低碳轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略選擇。新興氣體能源具有靈活、高效的應(yīng)用特性，生物天然氣、氫能、氨能等作為清潔、高效、應(yīng)用場景多元的能量載體，被視為實現(xiàn)減碳和脫碳的關(guān)鍵能源類型。綠氫和綠氨作為零碳燃料，為推動鋼鐵、水泥、化工等難脫碳行業(yè)實現(xiàn)可靠、可負(fù)擔(dān)、可持續(xù)的深度脫碳，提供了新的方案。

最后，規(guī)?；l(fā)展新興氣體能源可顯著改變以常規(guī)天然氣為主體的氣體能源工業(yè)，重塑天然氣工業(yè)和傳統(tǒng)燃?xì)庑袠I(yè)的既有格局，推動氣體能源行業(yè)向高端化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型。隨著新興氣體能源與可再生能源、智能電網(wǎng)等的融合發(fā)展，未來的能源系統(tǒng)將更加可靠、智能、互聯(lián)，氣體能源的生產(chǎn)、輸送、儲存、消費也將更加高效且靈活地進(jìn)行配置與優(yōu)化，顯著增強(qiáng)綜合能源產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的柔性及韌性。

我國天然氣產(chǎn)量（2015年—2024年） 單位：億立方米

新興氣體能源發(fā)展模式有哪些？

國際能源署數(shù)據(jù)顯示，2024年天然氣在全球一次能源消費中的占比約為22%，僅次于石油的31%和煤炭的27%。常規(guī)天然氣不僅是全球電力和熱力供應(yīng)的主要燃料來源，也是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要能源支撐，更憑借其調(diào)節(jié)靈活、響應(yīng)迅速等特征，在電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻、工業(yè)領(lǐng)域減排降碳方面發(fā)揮著重要作用，已然成為現(xiàn)代能源體系的重要組成部分。隨著能源轉(zhuǎn)型向縱深推進(jìn)，新興氣體能源的產(chǎn)業(yè)布局成為新的焦點。在第二十三屆中國煤炭經(jīng)濟(jì)管理論壇上，張博教授介紹了四種典型的新興氣體能源發(fā)展模式。

第一種是“一氣多源”模式。傳統(tǒng)的能源供應(yīng)多依賴單一來源，而通過研究新興氣體能源的開發(fā)、制備與轉(zhuǎn)化技術(shù)，布局全產(chǎn)業(yè)鏈與供應(yīng)鏈，可推動氣體能源來源多樣化。以天然氣供應(yīng)為例，在保障常規(guī)天然氣穩(wěn)定供應(yīng)的基礎(chǔ)上，需積極開發(fā)頁巖氣、煤層氣（煤巖氣）等非常規(guī)天然氣資源，因地制宜發(fā)展生物天然氣、沼氣、人工合成氣，推進(jìn)新型合成氣技術(shù)研發(fā)與示范，并開展地下頁巖原位加熱、地下煤炭氣化等顛覆性技術(shù)攻關(guān)。

張博教授以氫能為例進(jìn)行說明。氫氣來源廣泛，不同制氫過程的碳排放水平存在顯著差異。綜合考量碳排放、工藝成熟度與綜合成本后，應(yīng)整合各類氫能制備技術(shù)路線，將可再生能源電解水制氫作為未來市場供氫的主體形式，將配套碳捕集、利用與封存技術(shù)的化石能源重整制氫（如煤制氫、天然氣制氫）作為轉(zhuǎn)型期的重要過渡形式，將工業(yè)副產(chǎn)制氫（如焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫、氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫）作為氫源就近供應(yīng)的補(bǔ)充形式，最終實現(xiàn)氫源多元化與應(yīng)用價值最大化。

第二種是“一氣多用”模式。單一類型氣體可同時作為重要化工原料與高效清潔燃料，在工業(yè)、電力、建筑、交通等多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在工業(yè)領(lǐng)域，鋼鐵、水泥、玻璃等產(chǎn)品生產(chǎn)，可采用新興氣體能源作為原料或燃料；在化工領(lǐng)域，可依托新興氣體能源生產(chǎn)甲醇、乙炔、合成氨、化肥等產(chǎn)品，推動化學(xué)品生產(chǎn)向高端化、綠色化轉(zhuǎn)型；在電力領(lǐng)域，新興氣體能源可作為氣電調(diào)峰機(jī)組燃料，為新型電力系統(tǒng)提供充分的靈活性；在建筑領(lǐng)域，利用新興氣體能源替代傳統(tǒng)化石能源進(jìn)行建筑供暖，為居民提供更為環(huán)保、高效的生活用能解決方案；在交通領(lǐng)域，相較于其他可再生能源，新興氣體能源能量密度更高、燃燒效率更高，尤其適用于重型公路運輸、遠(yuǎn)洋船舶運輸?shù)冗\輸方式，成為更低碳、經(jīng)濟(jì)的燃料選擇。

第三種是“多氣互補(bǔ)”模式。各類新興氣體能源特性各異，單一使用時往往難以充分發(fā)揮潛在優(yōu)勢，因而“多氣互補(bǔ)”成為更優(yōu)選擇。借助現(xiàn)有較為完善的天然氣儲運基礎(chǔ)設(shè)施，儲運非常規(guī)天然氣、生物天然氣、氫氣等新興氣體能源，推動多氣混輸、多氣共用，是實現(xiàn)各類氣體能源優(yōu)勢互補(bǔ)、協(xié)同發(fā)展的重要方式。在天然氣與氫能產(chǎn)業(yè)鏈中，從上游制氫、中游儲運氫到下游用氫，各環(huán)節(jié)均具備深度融合發(fā)展的條件與潛力。當(dāng)前，氫氨融合等新能源技術(shù)已成為國際清潔能源領(lǐng)域的前沿性、戰(zhàn)略性方向，既能夠有效解決氫能儲運難題，又能促成能源工業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)深度協(xié)同。不過，多氣混輸與共用尚需克服一系列挑戰(zhàn)，如基礎(chǔ)設(shè)施及終端設(shè)備的兼容性、氣體混合后性質(zhì)變化帶來的安全性及處置經(jīng)濟(jì)性等。

第四種是“氣能融合”模式。新興氣體能源可作為供能系統(tǒng)中的樞紐能源，與其他形式能源進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化、聯(lián)合供應(yīng)與協(xié)同應(yīng)用，進(jìn)而實現(xiàn)多能融合，增強(qiáng)綜合能源服務(wù)能力。例如，通過建設(shè)多能互補(bǔ)的分布式能源系統(tǒng)，將氫氣、天然氣、生物天然氣等氣體能源納入燃料體系，實現(xiàn)電、熱（冷）、氣的終端集成與聯(lián)合供應(yīng)，顯著提高能源的綜合利用效率；與化石能源等其他能源形式在技術(shù)、產(chǎn)品、市場上融合互動，催生“能源互聯(lián)網(wǎng)”新形態(tài)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的新動能與新優(yōu)勢。

張博教授指出，從全球能源工業(yè)發(fā)展實踐來看，新興氣體能源能夠充分利用現(xiàn)有的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施，降低能源轉(zhuǎn)型成本與難度，或?qū)⒊蔀槲磥硖烊粴夤芫W(wǎng)凈零排放的最佳替代方案。未來，新興氣體能源將與常規(guī)天然氣共同發(fā)力，成為推動全球能源體系朝著更加清潔、低碳、智能方向轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵能源類型。

新興氣體能源如何助建能源強(qiáng)國？

張博教授指出，我國發(fā)展新興氣體能源具備扎實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，在資源、基建、技術(shù)三大維度均展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。

從資源開發(fā)潛力來看，我國非常規(guī)天然氣資源稟賦突出，尤其是頁巖氣開發(fā)潛力巨大。2024年，我國頁巖氣、煤層氣新增探明地質(zhì)儲量分別達(dá)1.3萬億立方米和7000億立方米。近年來，我國深部煤層氣勘探開發(fā)持續(xù)取得突破，煤巖氣大規(guī)模開發(fā)取得重要進(jìn)展，有望成為非常規(guī)天然氣增產(chǎn)的重要突破點和整體天然氣供應(yīng)的關(guān)鍵補(bǔ)充。根據(jù)測算，到2040年，我國天然氣總產(chǎn)量將達(dá)3100億立方米到3300億立方米，其中，非常規(guī)天然氣產(chǎn)量將突破1500億立方米。此外，我國地下煤炭氣化地質(zhì)資源量達(dá)28萬億立方米至33萬億立方米，約為常規(guī)天然氣資源量的3倍，開發(fā)空間極為廣闊。

在基礎(chǔ)設(shè)施方面，我國已建成覆蓋主要城市和工業(yè)區(qū)的較為完善的天然氣管道網(wǎng)絡(luò)，搭配大型天然氣儲氣庫、液化天然氣接收站等設(shè)施，為新興氣體能源的長距離輸配、規(guī)?；瘧?yīng)用提供了堅實支撐。國內(nèi)外實踐證明，依托現(xiàn)有天然氣管道網(wǎng)絡(luò)，通過摻混生物天然氣、氫氣等方式，可實現(xiàn)低碳、零碳新興氣體能源對傳統(tǒng)天然氣的補(bǔ)充與替代，且該過程兼具高效率、低成本優(yōu)勢。

在工程科技創(chuàng)新領(lǐng)域，我國新興氣體能源技術(shù)裝備已實現(xiàn)重大突破，在非常規(guī)油氣鉆井技術(shù)、裝備制造、工程材料等方面進(jìn)展顯著。以煤炭地下氣化為例，其能量密度、產(chǎn)氣速度、生產(chǎn)效率均優(yōu)于當(dāng)前已開發(fā)的非常規(guī)天然氣，國內(nèi)部分企業(yè)已攻克地下千米采煤層原位氣化技術(shù)，實現(xiàn)穩(wěn)定產(chǎn)氣。

不過，新興氣體能源工程技術(shù)仍面臨多重挑戰(zhàn)：電解水制氫成本偏高、生物天然氣全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)國產(chǎn)化程度不高、新型合成氣制備氣化效率有待提升、低成本氨能供應(yīng)鏈與高效率氨能利用鏈尚未建立等。這些方面仍需持續(xù)攻關(guān)。

為推動新興氣體能源高質(zhì)量發(fā)展，張博教授提出四點建議。

一是明確新興氣體能源發(fā)展的頂層設(shè)計與戰(zhàn)略定位，將新興氣體能源列為我國新型能源體系建設(shè)的關(guān)鍵組成部分，以及實現(xiàn)能源強(qiáng)國的重大戰(zhàn)略選擇。加快制定國家層面的新興氣體能源中長期發(fā)展規(guī)劃，明確并細(xì)化新興氣體能源在現(xiàn)代能源體系建設(shè)以及“雙碳”工作中的定位、目標(biāo)、路徑、任務(wù)等；構(gòu)筑以天然氣為基礎(chǔ)、各類新興氣體能源為補(bǔ)充、依托季節(jié)性能源互補(bǔ)的新型氣體能源工業(yè)體系，避免無序發(fā)展與碎片化布局。

二是建立健全與新興氣體能源發(fā)展相適應(yīng)的體制機(jī)制。規(guī)?；罱ㄅc新興氣體能源發(fā)展相適應(yīng)的管理制度，綜合運用信貸、債券、基金、保險等多種金融工具，支持新興氣體能源的開發(fā)利用，加快構(gòu)建以新興氣體能源為主的綠色產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈；規(guī)劃建設(shè)國家級新興氣體能源生產(chǎn)供應(yīng)基地、運輸通道、物流樞紐，論證實施“國家氫網(wǎng)”“新興氣體能源基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)”“西部氣體能源東輸”“國家氣體能源走廊”等重大工程；建立新興氣體能源相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，搭建氣體能源產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展指導(dǎo)目錄和項目庫，在能源認(rèn)證、市場準(zhǔn)入、交易體系建設(shè)、安全監(jiān)管保障等方面給予重點支持。

三是強(qiáng)化新興氣體能源發(fā)展的科技與人才支撐。圍繞新興氣體能源工業(yè)的關(guān)鍵核心技術(shù)及裝備，合理加大科技資源投入，針對新興氣體能源發(fā)展的共性與集成性問題，批次化、系列化布局重大科研項目、工程示范平臺、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)；創(chuàng)新能源人才培養(yǎng)模式，打破傳統(tǒng)能源學(xué)科界限；開展新興氣體能源推廣宣傳與科普工作，提升公眾認(rèn)知度與接受度。

四是構(gòu)建“政產(chǎn)學(xué)研金服用”機(jī)制以協(xié)同推進(jìn)生態(tài)圈建設(shè)。把握新興氣體能源催生的新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)與新商業(yè)機(jī)會，推廣“一氣多源”“一氣多用”“多氣互補(bǔ)”“氣能融合”四大發(fā)展模式；加快培育和組建具有國際競爭力的大型氣體能源企業(yè)集團(tuán)，加強(qiáng)行業(yè)性國際交流與合作；倡議構(gòu)建全球新興氣體能源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，建設(shè)“一帶一路”綠色能源貿(mào)易平臺與區(qū)域性氣體能源交易市場，提升我國在全球能源治理和氣候治理中的話語權(quán)。

張博教授指出，隨著技術(shù)迭代、政策完善與市場機(jī)制成熟，新興氣體能源正從“補(bǔ)充能源”邁向“主體能源”的關(guān)鍵拐點。未來十年，中國有望依托資源稟賦、制造優(yōu)勢與應(yīng)用場景，打造全球最具韌性的氣體能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)，為全球能源轉(zhuǎn)型提供“中國方案”。對于煤炭企業(yè)而言，發(fā)展新興氣體能源，既是挑戰(zhàn)，更是前所未有的機(jī)遇。

作者：翟麗影版面編輯：翟麗影

編輯

來源：中國煤炭報

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