能源困局“救星”,海洋能源该如何促进能源保供与转型?

能源之家 2022-12-12
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10日,第二届中国海洋能源发展论坛暨《中国海洋能源发展报告 2022》(下简称报告)发布会以线上形式召开。报告指出,新形势下,海洋能源将成为社会发展的重要原动力,海上油气生产已成为不可或缺的能源增长极。海洋能源将在新型能源体系构建中扮演更加重要的角色。

有统计显示,近十年来,在全球大型油气田发现中,海洋油气发现数量、可采储量占比均超过80%。全球海洋天然气水合物约为全球常规天然气可采资源量的42倍。潮汐能、波浪能、温差能、盐差能,以及广义上的海上风能、海上光伏等可再生能源,都为能源行业绿色发展、低碳转型提供了有效助力。

一、全球能源转型艰难推进

2022年,俄乌冲突深刻改变着全球能源供应格局和能源市场结构,各国对能源安全的重视程度大幅提升。为应对能源危机,部分国家和地区重启并加大对煤炭、煤电等高碳能源的利用,全球清洁能源转型步伐阶段性放缓。

中国海油集团能源经济研究院院长王震在发布报告时表示,预计2022年,全球一次能源消费中,煤炭、石油的占比均增加0.3个百分点,天然气占比下降0.6个百分点,非化石能源占比基本持平。

国内方面,报告预计,2022年,我国能源消费结构中,煤炭占比略有回升;石油、天然气占比小幅下降,非化石能源占比则从2021年的16.6%提高至17.2%。

王震表示,值得一提的是,今年,在国内整体能源消费因疫情、价格等因素增速放缓,原油、天然气需求出现小幅回落的同时,国内油气生产保持良好势头,我国原油、天然气对外依存度有望下降。报告预计2022年国内原油产量达到2.05亿吨左右,是2016年以来首次超过2亿吨;预计全年我国天然气产量达2211亿立方米,同比增长6.5%。

二、新兴海洋能源备受关注

今年也是中国海洋油气勘探开发取得重大突破的一年。2022年,中国海洋油气获得勘探新发现7个,成功评价宝岛21-1等20个含油气构造,年内计划投产7个新建产能项目。

报告预计,2022年中国海洋石油产量达5862万吨,同比增长6.9%,增产量占全国石油增产量一半以上,渤海和南海东部是海洋石油上产的主要区域;海洋天然气产量达216亿立方米,同比增长8.6%,约占全国天然气产量增量的13%。

展望明年,中国海洋石油产量有望突破6000万吨大关,继续保持中国石油生产增量的领军地位;海洋天然气产量有望突破230亿立方米。

值得一提的是,在应对气候变化进程中,可再生能源获得更大发展空间,海洋能源在这方面同样潜力可观。海上风能正成为海洋国家发展可再生能源的重要支撑。

报告预计,截至2022年末,全球海上风电并网装机规模达到6850万千瓦,同比增长26%,约占全球可再生能源发电装机总量的2%,未来该比例将稳步提升。同期,中国海上风电累计并网装机容量预计达到3250万千瓦,几乎占全球一半。

此外,潮流能、波浪能等海洋能以及海洋可燃冰、海洋太阳能、海洋氢能、海洋生物质能等新兴海洋能源也获得更多关注。

三、我国海洋能源转型和海洋经济发展面临的挑战

欧美等发达国家在深海油气勘探开发、海上风电等可再生能源开发利用、深海大洋矿藏开发、海洋碳封存等领域均走在世界前列,已形成了相对完备的海洋能源资源勘探开发工程技术装备体系以及配套产业链,正在稳步推进绿色能源转型和配套产业升级。我国在海洋能源开发利用创新技术和装备等领域虽取得了跨越性发展,但对海洋的认知水平、开发技术和经略能力尚无法满足能源转型的现实需求,距世界先进水平还有较大差距,主要有如下表现:

我国海洋工程技术装备处于全球第二梯队,核心技术装备与国际先进水平差距8~15年。全球海洋油气开发工程和装备市场已形成三层级梯队式竞争格局(如表1所示)。2011年以来,我国建立了3000米深水作业船队,在深水油气开发技术和装备国产化方面与国外先进水平差距逐渐缩小,但目前我国仍属于第二梯队。处于第一梯队的欧美已形成了设计、建造、安装和服务等全产业链技术和装备体系,支撑着其对北海、墨西哥湾、巴西、西非等深远海油气资源的开发利用,并且其部分高端产品,如水下生产设施、动力定位系统等已对我国形成技术壁垒。我国仅两座深水半潜式生产平台,3座海上浮式生产储油船(FPSO),其他各类深水平台(TLP、SPAR、FLNG)均处于研究阶段,在运行的102套水下采油树均来自欧美,而FLNG技术装备的缺乏将直接制约深远海油气田的独立开发。

我国海上风电装机容量增速迅猛,前景广阔,但欧美在海上风电技术和装备研发制造方面仍走在世界前列。欧美整机制造商已经完成4~7MW级风电机组的产业化,8~10MW级的风电机组样机已挂机;欧美整机设计公司均进入12~15MW级整机设计阶段,西门子Gamesa、维斯塔斯和通用电气等公司均在开发12~15MW的新一代风机。[9]近年来,我国风电技术持续创新,但随着风电机组尺寸的不断增加,海上风电行业不仅受到现有供应链和基础设施的限制,所需关键元器件如核心轴承、控制系统等仍需要进口,同时受到材料的碳足迹及可循环利用性、地缘政治因素等的制约。

在深海矿产资源开发技术方面,以欧美和日本为主的国家处于第一梯队,以印度、韩国为代表的国家处于深海采矿第二梯队,均已开展深海采矿的技术体系开发和环境影响评价研究。我国在开采技术装备等方面自主可控性不足,装备核心部件对外依存度高,总体处于“跟跑”阶段,采矿装备系统性研发和验证尚未完成。

在海洋碳封存领域,欧美已实现了碳达峰,是海洋CO2封存利用的先行者。欧洲早在1996年即启动了第一个海上碳封存先导试验工程,目前海上CO2驱油提高采收率、海洋咸水层地质封存等已经进入推广应用阶段;CO2废弃地质构造封存等也进行了先导试验。我国陆地CO2地质封存10吨级先导试验已经成功实施,百万吨封存试验即将进行,海上第一个CO2年封存30万吨CO2项目已经实施,但在总的CO2海洋地质封存基础研究、核心装备和安全监测等领域与国外先进水平仍有较大差距。

我国具备了先进的海洋及深水大型装备的集成制造能力,但核心设备、元器件、材料和高端制造能力亟待提升。当前,我国海工装备、船舶制造等行业多处在产业链加工制造环节,在深海平台如深水半潜式生产平台、海外圆筒形浮式生产储油船、深水养殖装备等大型深水装备领域具备先进的集成制造、集成总装能力,是造船大国,但尚未具备自主开展深水高端船舶和深水平台的船型的自主设计能力,本地产业链配套率不到30%。

基础研究薄弱,核心设备如深水油气开发的核心设施水下生产设施、动力定位系统、电子装备及新材料等仍依赖进口,具有自主知识产权的核心产品开发不足;海洋能源绿色开采工艺技术储备不足,缺乏“原创性”“颠覆性”技术。

数字化、智能化技术自主研发与应用不足,海洋能源资源开发和现代通信与信息技术、网络技术、大数据、物联网和人工智能等技术联系有待加强,与国际先进水平仍有较大差距,核心工业设计软件、高端装备制造产业链有待提升。

我国海洋经济发展模式较为粗放,产业结构层次较低,海洋新兴产业亟待发展。海洋经济在我国国民经济和区域经济发展中发挥了重要作用。2001年以来,我国海洋经济总体贡献率一直保持在9%左右;海洋经济在沿海区域经济中的地位更加突出,近20年来贡献率总体保持在15%以上(2020年受疫情影响,降为14.9%);海洋生产总值从2001年的9518亿元,增长到2020年的90385亿元,增长约9.5倍。

从海洋产业来看,我国主要海洋产业对国民经济发展贡献率保持在2.9%~4%,对沿海区域经济发展贡献率保持在55.7%,形成了北部、南部、东部海洋经济圈,已成为我国国民经济和沿海地区经济的支柱产业。当前我国海洋支柱产业相关产品产量及服务规模处于世界前列,但相比美国、加拿大、澳大利亚等发达国家,我国海洋产业经济效益仍有提升空间,发展模式较为粗放,产业结构层次较低(见图13),产业资源亟待整合。

一直以来,海洋资源绿色开发高技术研发催生了诸多海洋战略型新兴产业,成为海洋经济新的增长点,上海成为我国唯一一个海洋经济规模突破万亿元的城市,其深水平台、海上风电等新兴海洋产业比较突出。但总体而言,我国在以海洋新资源为主要开发对象、以海洋资源可持续开发利用新模式、新技术广泛应用为主要特征的战略性海洋新兴产业的创新技术水平上,距离发达国家仍存在较大差距。

海洋经济安全问题不容忽视。当前,受新冠肺炎疫情、地缘冲突、大国博弈等因素影响,国际政治经济形势错综复杂,贸易保护主义、国际金融市场和商品市场出现波动,地区热点问题此起彼伏,传统安全与非传统安全威胁叠加交织。作为外向度较高的海洋经济领域,我国海洋产业发展受国际环境制约明显,发展面临诸多不确定性。

我国海洋产业的国际供应链不畅问题日益突出,并存在产业链关键环节断裂、梗阻的风险。例如,我国海洋油气开发新增产能大多位于南海,受南海周边安全局势影响较大;我国大宗物资运输高度依赖马六甲海峡等几个关键海上通道;海洋油气开发、海洋监测探测、海洋船舶等若干产业的关键技术装备受制于人的风险尚未消除。

海洋经济发展的资源环境制约日趋显著。我国海洋开发活动主要集中在海岸线周边区域。随着海洋经济规模的持续扩张,近岸海域资源衰退、环境污染、产业冲突加剧,而深远海油气资源开发、海上风电、海洋矿业等资源开发型产业亦面临类似问题。如何在开发中保护、在保护中开发是海洋经济健康可持续发展的核心。

当前,百年变局和世纪疫情交织叠加,能源安全和生态安全协同推进,我国必须高度重视海洋经济发展的安全问题,把确保产业安全放在海洋经济发展的首要位置。

四、关于海洋能源绿色转型的思考

科技创新、自立自强是海洋能源绿色转型的核心支撑,针对面临的诸多挑战和不确定性,建议重点部署4项科技创新工程,并加大“科技兴海”战略实施力度,推动海洋产业绿色转型升级,带动海洋经济高质量发展。

一是实施深水油气勘探开发重大科技创新工程,提高国民经济发展的资源保障能力。围绕国家油气保障能力和海洋权益维护需求,践行“以深带浅”战略思想,加强基础性、原创性、颠覆性技术研究;掌握深远海油气勘探开发核心技术、海洋大数据和人工智能等高新技术研发;建立自主可控的3000米水深级深远海油气勘探开发技术体系、作业能力和安全运维体系;发展并建成一批深远海天然气勘探开发装备和装备配套,支撑促进深海装备产业发展,稳定海上自产油气供给;保障能源安全和绿色低碳转型。未来,逐步提高南海天然气规模化开发生产能力与清洁能源在国家能源结构中的占比;到2035年,新增发现天然气达到1950亿方,深水油气年稳产500万吨,具有3000米水深油气田自主开发能力,同时进一步提升我国海洋安全保障能力。

二是实施海洋风电等多类可再生资源协同开发和海洋碳汇创新工程,统筹推进绿色能源转型。围绕国家能源绿色转型规划和“双碳”目标,加大海上风电特别是深远海风电开发利用关键技术和核心装备研发,使海洋风电等可再生资源有序接续传统油气资源,海上风电、光伏发电成为绿色能源重要组成,风电和光伏成为主要电力来源;加大在海洋碳封存、利用及大规模碳减排、封存的关键核心领域攻关力度,2035前实现深远海风电平价上网,实现国内海上二氧化碳封存工程示范并逐步推广;2050年实现生产侧新能源转型,使风电、光伏发电成为能源在生产结构转变上的主力,使海洋可再生资源和蓝色碳汇在可再生资源有序接替与实现“双碳”目标中发挥更为重要作用。

三是实施深海大洋多金属结核的开发利用创新工程,为能源绿色转型提供核心要素。聚焦海洋战略资源开发的国家需求,以赋存于深海海底的多金属结核、热液硫化物及富钴结壳等海底资源认知和开发为目标,加大深海矿产资源勘探、开发等方面的研究,为能源绿色转型提供核心元素,同时推进深海装备技术不断创新,挖掘深海资源市场需求,逐步实现产业化和商业化开采。

四是建成完善的立体海洋监测、环境保护和应急救援体系。建成海洋监测体系和监测救援体系,实现海洋大数据的高效利用,为海洋能源绿色勘探开发提供“智慧大脑”,为海洋资源利用和管控、海洋生态监测、海洋二氧化碳、甲烷等温室气体以及新型污染物的源汇路径和时空变化掌控提供技术支持,为陆海统筹的海洋环境保护路径和现代海洋治理体系提供技术支持。

五是加大“科技兴海”战略实施力度,加强海洋产业高新技术的研究与应用,着力推动海洋经济向海洋科技创新引领型转变。进一步提高海洋油气、再生能源、金属矿产等在我国资源供给中的比例。发挥深水、绿色、智能技术在海洋传统产业转型和新兴产业培育方面的重要作用,大幅提升战略性新兴产业在海洋经济中的比重,完善新技术新装备研发、转移、孵化、产品化、产业化一条龙服务体系,推进创新链、产业链和价值链高度融合发展,加快提升国际市场竞争力和占有率。实现海洋科技创新、海洋经济、海洋产业的协同发展。2050年前后,实现科技驱动的高端海洋经济占比进一步提高,海洋经济占全国GDP的比重提升至10%左右,海洋产业结构进一步优化,创新驱动海洋经济高质量发展模式基本形成,基本建成能源强国和海洋强国。

保障能源安全,优化能源结构,科学实现碳达峰、碳中和,是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,我们应该在保障能源安全的大前提下,强化能源转型的目标和实施策略,通过实施重大科技工程,推动一批面向未来的低碳能源技术转化应用,培养战略型新兴产业,稳步推进海洋工程创新科技在海洋能源结构优化转型中的引领作用,为构建清洁、高效、安全、低碳的现代能源体系贡献海洋力量。

文章来源: 中国新闻网,中国海油集团能源经济研究院,《人民论坛·学术前沿》

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