解读能源部关于美国液化天然气出口的报告（英）

拆解美国能源部关于美国液化天然气出口的报告 问题简报2505，作者：BrianPrestAlanKrupnick和JordanWingenroth2025年3月 1引言 长期以来一直是世界上最大的天然气生产商之一，美国现在已开始向海外出口液化天然气，或称LNG。美国LNG出口量从每天不到01亿 立方英尺（亿立方英尺日）在2015年增至202 3年的近12亿立方英尺日。美国目前超越澳大 利亚和卡塔尔 作为世界上最大的液化天然气出口国。 在暂停批准新的液化天然气出口许可一年之后 ，2024年12月，美国能源部（DOE）发布了《美国液化天然气出口的能源、经济和环境评估 》（DOE2024），该报告评估了上述措施带来的后果。 持续增长的美国液化天然气（LNG）出口至205 0年。在2025年1月21日，新上任的特朗普政 府取消了许可暂停，并将提交关于该报告的公开评论窗口延长至3月20日。这份仍然有效的报告估计了美国液化天然气（LNG）出口扩张如何影响国内能源价格和全球温室气体（GHG）排放，以及许多其他经济和社会结果。关于这一问题的其他观点包括一个 分析由标普全球（Yergin等人，2024年）编写 。 复杂建模所需进行预测必然需要许多假设，其中一些受到批评和辩论。我们并非全面审查整个DOE报告，而是聚焦于建模工作的四个方面 ：（i）天然气供应链中泄漏的甲烷排放，（ii ）对美国天然气价格的影响，（iii）对美国LNG未来全球需求的预测，以及（iv）能源消费者如何在LNG进口和其他能源之间进行替代。在适当的情况下，我们还比较了我们的发现与标准普尔全球报告。 2美国供应链中的甲烷排放 在关于液化天然气出口的辩论中，一个重要问题是它们可能发挥的作用，即在加剧或缓解气候问题上，液化天然气与煤炭相比所扮演的角色。 变革：而液化天然气排放的二氧化碳较少 2 燃烧后，液化天然气生产的石油和天然气基础设施排放了甲烷，一种极强效的温室气体。RobertHowarth（2024年）发表的一项研究，常被 广泛引用，提出了令人震惊的断言：美国出口 的液化天然气（LNG）的碳排放强度比煤炭更高。然而，该项研究假设在天然气生产的上游和中期阶段（提取和运输至液化设施）甲烷泄 漏率为28，而DOE报告假设的泄漏率要低得多，仅为056。DOE的数值来源于与其实际液化天然气出口报告（DOE2024）同时发布的美国国家能源技术实验室的报告，该报告旨在反映美国平均水平，主要基于来自美国环境保护署的温室气体报告计划和对温室气体清单的估计，这两者主要依赖工程模型，而不是直接测量。原样：insitu 测量。然而，使用遥感技术的科学实证文献反 复发现甲烷泄漏率比这些估计值大几倍（例如 ，参见Alvarez等人，2018年；Omara等人，2018年；张等人，2020年；陈等人，2022年；Omara等人，2022年；Lu等人，2023年；Sherwin等人，2024年）。 例如，Sherwin等人（2024年）使用了1百万个航空（飞机和卫星）地点测量值，针对美国六个主要的石油和天然气生产地区。他们在各个地点发现了广泛变化的甲烷泄漏率，从宾夕法尼亚部分地区的最低075到新墨西哥州二叠纪盆地的最高963不等。 六个盆地平均为295。因此，DOE假设056比Sherwin等人最低值还要低25，约占六个区域平均值五分之一，即295。 美国能源部（DOE）价值也仅为霍沃斯（2024）论文中使用28估计值五分之一，该论文采用了舍温等（2024）估算53平均泄漏率，并将其分配给天然气而非石油。关注二叠纪盆地逻辑在于其相对靠近墨西哥湾沿岸，而这里是大多数现有美国LNG出口终端所在地 。 但在两种情况下，基本假设并未反映该情况经济现实。首先，即使能够追踪到从二叠纪盆地到液化天然气终端物理分子（这在输气管道网络上是一项不可行任务），由额外液化天然气需求造成经济稀缺将刺激最价格敏感 供应商增加产量不一定是最近供应商 或合同中约定供应商。其次，对气候影响是因天然气出口增加而产生总甲烷排放量，而不仅仅是那些“归因”于某种方式天然气排放份额。如果天然气需求诱导了100单位天然气产量，这些天然气以53泄漏率泄漏，那么又有100单位石油产量伴随而来事实并不会以任何有意义方式减轻天然气排放如果有什么话，额外石油产量将导致进一步排放。 因此，056和28甲烷泄漏率值都是不适当，但原因不同。适当值应考虑石油和天然气市场经济性，并反映为满足增加LNG出口需求而上升边际天然气供应来源。二叠纪盆地主要是石油区块，与石油一起从地下开采“伴生”天然气并不是运营商钻探那些井主要原因。本简介合著者之一Prest即将出版一份RFF工作论文发现，天然气出口需求很可能会主要通过低泄漏阿巴拉契亚供应（接着是Haynesville页岩）来满足，但其中很大一部分可能不会通过高泄漏、以石油为重点二叠纪盆地天然气产出增加来满足。主要结果是 ，为满足出口需求边际天然气供应将增加。 需求有效甲烷泄漏率为约17，介于美国能源部（DOE）056和豪沃斯28之间。换句话说，考虑到关于甲烷排放经验证据和天然气市场经济状况，这将使DOE假定 泄漏率增加三倍，而豪沃斯数据将减少超过三分之一。这将对两项研究结果产生重大影响，尽管方向相反。 3对美国天然气价格影响 美国能源部（DOE）研究还评估了出口液化天然气（LNG）对美国天然气价格影响，估计液化天然气出口量增加326Bcfd（约为美国天然气供应量30）将使亨利枢纽批发天然气价格从每百万英热单位353美元提高到462美元MMBtu（DOE2024，S27），增长31 。这意味着每出口1Bcfd价格增长率为095 。然而，RFF工作论文（Prest，即将出版） 结果表明，每出口1Bcfd价格增长约为25 ，是DOE估计两倍多。也就是说，国内天然气价格可能比DOE预计（甚至比SPGlobal研究提出）上涨得更多，这将减少燃烧产生 消费和排放。因此降低CO 2 为什么DOE估计如此之？这似乎表明DOE所使用模型采用了非常高隐含天然气供应弹性，大约为1，这意味着每1天然气需求增长都与1价格增长相关联对于一个传统上被认为缺乏弹性商品来说，这是一个非常平缓供应曲线。这种供应弹性远远高于RFF和其他研究人员所发现结果。事实上，Prest（即将发表）估计长期天然气供应弹性于03，即于DOE模型所暗示三分之一。结合对天然气需求弹性合理假设，约为02，这表明价格上涨将超过DOE两倍以上。 4未来全球天然气需求与美国液化天然气出口 LNG出口增长需求与成功也取决于其潜在市场。估计市场规模复杂建模过程通常从预测全球能源需求开始，接着估算全球需求中天然气所占份额，然后预测全球对LNG需求，特别是美国LNG需求。 预测全球能源需求已成为一项行业。由于天然气被用于多个领域，从发电和工业设施到家庭供暖，以及常用于填补其他燃料供应空白，预测未来天然气需求非常困难。此外，未来天然气需求将取决于碳捕获与封存（CCS）技术成功与普及。 预测对液化天然气（LNG）需求以及由此产生美国LNG出口需要审视所有主要供应来源，并评估其在各个地区可用性和价格。供应和需求都取决于政策假设、技术和社会经济因素。 预测，以及无论是来自本地来源、通过管道传输还是液化后运输天然气价格，以及替代品价格。当然，价格是由供求关系相互作用决定 。 DOE报告遵循这些步骤，并通过模拟20种情境来应对未来需求不确定性。 许多假设国家CO 2 巴黎承诺得到实现。有些人甚至更为乐观，排放已经实现。 并且假设净零碳排放 2 2050该报告还包括了一个被称为“明确定义政策 ：模型已解决”常规情景（BAU），该情景考虑了通胀降低法案、基础设施投资和就业法案以及其他现有美国和世界其他地区（ROW）政策，但假设没有未来政策倡议。无论短期内美国情况如何，未来全球结果可能介于常规情景和净零极端之间。预测美国能源部（DOE）情景相对可能性是不切实际，正如该机构所承认。图1摘自报告，展示了五个基准情景结果。它还指出现有产能以及最终投资决定（FID ）产能和批准出口产能水平，这些都没有受到2024年暂停影响。这个估计与以下模式类似： 图1美国液化天然气出口DE情景预测 来源：能源部，图表由OnLocation提供。 全球LNG需求：2030年之前增长相对缓慢，2040年及以后增长速度加快（见表1）。 主要发现是，经美国能源部批准液化天然气 （LNG）出口能力（每日436亿立方英尺）足以满足除了基准情境外所有情境下需求。即使在基准情境下，需求在2040年之前也得到了充分满足。另一个重要结果是，直到2030年，美国LNG出口需求相对平稳，在此之后 ，在展示所有情境中，除了一个以外，需求量均有所上升。 这些估计可以与同一天发布美国能源部报告一同发布标普全球结果（Yergin等人，2024年）进行比较。在标普全球基准情景（图2）中，全球液化天然气需求增加64，从2020年 约48Bcfd（365MMt）增加到2030年约81 Bcfd（600MMt），此后至2040年趋于平稳。美国液化天然气出口遵循类似模式，但增长270，从2020年约6Bcfd（47MMt）增加到 2030年约24Bcfd（174MMt），此后基本保 持稳定。 将近期全球市场收紧。SP对2030年24Bcfd预测非常接近DOE批准数值，且已经准备好进行建设（FID）。由于建设一个LNG工厂并获得全面许可需要几年时间，这意味着任何进一步许可延迟都可能导致资金闲置。相比之下，DOE估计远低于2030年FID，这表明有足够余地来满足他们分析中所估计需求 。然而，到了2040年，情况却截然不同：DOE预测美国LNG供应将大幅增加（如果仍在批准 限额内），而SP全球则认为美国作用将基本上从2030年开始几乎不变。 表1总结了DOE研究、SP全球研究和国际能源署（IEA）预测中上述天然气需求类别，其中IEA在对LNG许可立场上可能更为中立 。估计值已转换为与DOE研究相同单位（Bcfd）。IEA在全球LNG需求估计方面比DOE或SP全球更为保守。 美国天然气出口供应（假设无许可暂停）在SP全球分析中于2030年高于美国能源部（DOE）分析，暗示持续暂停可能会出现。 图2标普对全球液化天然气供应预测 来源：SP全球。MMT百万吨。 5美国液化天然气出口替代了什么？ 如何暂停取消将对全球二氧化碳排放产生影响 2 共同污染物，以及能源市场高度依赖于美国液化天然气替代能源来源这是一个复杂问题，需要详细建模和许多假设。 概念上，考虑到进口液化天然气价格以及一个国家天然气分配网络，其影响可能会通过几个途径产生。首先，将额外美国天然气供应投入全球市场部分替代了来自其他国家天然气。这是否会增加或减少温室气体排放取决于美国液化天然气出口供应链与被取代国家天然气排放足迹相对大。例如，用美国液化天然气替代俄罗斯或阿尔及利亚天然气，如果这些国家甲烷泄漏率较高，可能会减少温室气体排放，只要液化、运输和再气化过程中增加排放量相对于这些国家通过管道运输到用户排放量较。另一方面，来自卡塔尔天然气通常被视为“清洁”。 表1美国能源部（DOE）、标普全球（SPGlobal）和国际能源署（IEA）对天然气需求和供应预测 202020302040 全球天然气需求： DOE（定义政策） 390 410 470 SPGlobal（基准情况） 360 410 430 国际能源署（政策情景） 2022年：350（单位） 360 350 全球液化天然气需求：美国能源部 56 87 124 标普全球 48 81 87 国际能源署 2023年（53） 67 73 美国液化天然气供应：美国能源部 7 19 39 标普全球 6 24 25 注意：所有单位均为每天十亿立方英尺（Bcfd）（换算：1M吨487Bcf，或0133Bcfd） 。来源：美国能源部（DOE）、