天然气是一种常见的化石燃料，且作为唯一的低碳化石能源，是实现世界能源消费结构转型的关键，因此，天然气的重要性不言而喻。为应对天然气市场行情报价的剧烈波动风险，上世纪天然气期货合约，这些合约价格已成为北美地区与欧洲地区天然气价格的风向标。而中国作为全球天然气的主要生产国与消费国，也将在未来上市液化天然气期货合约，借此机会，我们将推出一系列天然气专题报告，为广大投资者带来对天然气基础知识、各区域供需格局以及价格等介绍与分析。
天然气是一种常见的化石燃料，主要成分是甲烷（CH₄），其含量通常超过80%。除了甲烷，天然气中还含有少量的天然气凝析液（NGL），主要组分为乙烷（C₂H₆）、丙烷（C₃H₈）和丁烷（C₄H₁₀）。天然气无色无味，比空气轻，微溶于水，属于可燃气体，并具有一定的爆炸性。作为最为清洁的化石能源，天然气的下游应用十分广泛，最重要的包含城市燃气供应、工业燃料、发电以及化工生产等领域。在传统三大化石能源中，相对于石油和煤炭，天然气更高效、低碳、清洁，这是由于：（1）相同质量的不同化石能源在燃烧时，天然气可以释放出更多的能量；（2）天然气燃烧释放较多能量的同时，产生的二氧化碳较少；（3）天然气的化学成分较为单一，不含杂质，燃烧产物为二氧化碳和水。因此，天然气作为唯一的低碳化石能源，是实现世界能源消费结构转型的关键，在完全摆脱化石能源而转向可再次生产的能源的过程中，天然气可以替代碳排放更高的化石能源。
按开采技术的不同，天然气可大致分为常规天然气和非常规天然气，非常规天然气是指用传统技术没办法获得自然工业产量、需用新技术才能经济开采的天然气。常规天然气包括气田气、石油伴生气、凝析气；非常规天然气包括页岩气、致密气、煤层气等。非常规天然气潜力巨大，美国页岩气革命使其成为当今世界最大的天然气生产国与出口国，而非常规天然气同样是我国增储上产重要增长极，依照国家能源局发布的《中国天然气发展报告（2024）》，2023年我国非常规天然气产量突破960亿立方米，占天然气生产总量的43%，其中，致密气全年产量超600亿立方米，页岩气与煤层气全年产量分别达到250与117.7亿立方米。
按照输配、存储、使用时的状态不同，天然气可大致分为管道天然气（PNG）、液化天然气（LNG）与压缩天然气（CNG）。PNG是指气田开采加工后，经过各级管网的输送至用户终端，作为居民用气、工业用气等被直接用。LNG是将天然气在常压下经过-162℃的超低温液化而成，在液化过程中天然气进一步得到净化，甲烷纯度更高，几乎不含二氧化碳和硫化物，LNG技术除了用来解决运输和储存问题外，还广泛地用于天然气使用时的调峰装置上。CNG是气态天然气经过20-25兆帕加压形成的，通常用于出租车、驾校车等小车，部分重卡和私家车也会使用。
天然气产业链上游的勘探、开采与加工是天然气供应的关键步骤，为中游的运输与储存、下游的销售与消费奠定了基础。具体来看：（1）天然气的上游环节从勘探开始，勘探的目的是确定天然气储层的位置、规模和质量，以便后续进行开采。勘探最重要的包含地质调查、地球物理勘探和钻探等几个步骤；（2）天然气的开采是指通过钻井从地下储层中提取天然气的过程。根据天然气储层的地质条件和气体物理性质的不同，天然气的开采技术和开采成本各异；（3）开采出来的天然气通常含有多种杂质，如水分、硫化氢、二氧化碳以及重烃等。这些杂质如果不加以处理，会对后续的输送、储存以及最终用户的使用带来诸多问题。因此，在天然气被输送到下游之前，一定要进行初步加工和净化处理。天然气加工处理流程最重要的包含脱硫脱碳、脱水、硫磺回收以及天然气凝析液回收。
勘探的成功与否直接影响到气田的开发潜力，而开采和加工的技术水平则决定了天然气的生产所带来的成本和市场竞争力。此外，上游环节的高投入、高风险也使得国际能源企业在这一领域竞争非常激烈，特别是在技术壁垒较高的深海勘探和非常规天然气开发领域，具备先进的技术和资金实力的公司往往占据优势。这里涉及到天然气供应的领先指标——天然气资本开支、钻机数量与各种（油）气井数量。天然气的生产所带来的成本包含钻井成本、完井成本、设施成本与经营成本，其中，前三者归为资本开支。理论上，气价领先于天然气资本开支，资本开支的投入决定气井的数量，进而影响天然气的产能。
天然气产业链中游主要涉及天然气的运输与储存，是连接上游天然气开采与下游用户使用的重要环节。天然气的运输方式最重要的包含管道运输、压缩天然气运输和液化天然气运输，选择运输方式取决于天然气的形态、运输距离以及经济性等多方面因素。其中，管道运输是最常见的天然气运输方式，非常适合于大规模、长距离的陆地运输；压缩天然气运输大多数都用在短距离运输和小规模需求，适合没有大型管道网络的地区或作为应急储备使用；液化天然气运输适用于跨国或跨大陆的大规模运输，尤其是无法通过管道运输的海上运输，液化后的天然气通过专用LNG船舶运送至全球各地的接收站。
由于LNG的特殊物化性质，其储存和运输具有特定要求，因此LNG贸易量不仅受全球天然气供需的影响，还受到液化能力和再气化能力的制约，即LNG工厂和LNG接收站的产能以及它们的开工率。例如，2022年6月8日，美国一家LNG制造商Freeport LNG的LNG出口终端爆炸，由于该制造商的LNG出口主要流向欧洲，因此，此次爆炸事件削弱了美国的天然气液化能力，是美国LNG出口量下降的根本原因，而不是因为供需引起的出口量变化，同时导致欧洲天然气的进口量预期下降，使得欧美气价走势背离，HH近月合约跌近6.4%，而TTF近月合约涨近6.9%，欧美气价价差扩大；另外，从2016年到2023年，美国一直是LNG的净出口国，这主要归因于美国天然气产量的增加、LNG进口量的减少以及天然气液化能力的提升：根据EIA数据，美国LNG基本负荷出口能力从2016年的约1Bcf/d（10亿立方英尺/天）增加至2023年底的约11.44 Bcf/d。2016年，美国LNG出口量为0.5Bcf/d，出口至17个国家，而到了2023年，美国LNG出口量上升为11.9Bcf/d，出口至43个国家，占美国天然气总出口量的57%。在此期间，美国LNG出口量与天然气液化能力几乎是同步增长。
天然气的储存是天然气产业链中游的另一个重要环节。天然气库存既能调节季节性需求波动，也可当作紧急储备，确保在供应中断或需求激增时稳定供应。天然气的储存方式主要有地下储气库和地面储存两种方式：（1）地下储气库是天然气的主要储存方式，利用地下天然的空隙空间或经过人为改造的地质结构来存储大量天然气，最重要的包含废弃油气田储气库、含水层储气库与盐穴储气库；（2）地面储罐大多数都用在LNG的储存，且LNG储罐通常建设在港口附近，便于LNG的装卸和后续运输。
天然气下游环节面向最终用户，涉及广泛的消费市场，如工业、商业、发电、民用和交通等，天然气作为一种清洁能源，在全球能源结构中占了重要地位。根据能源研究所（Energy Institute）发布的《世界能源统计年鉴2024》数据统计报告，2023年美国和中国天然气消费分别占全球消费量的22.1%和10.1%，且在全球天然气消费量从2014年的33962亿立方米到2023年的40102亿立方米的过程中，美国和中国合共贡献了3806亿立方米的增长量，即占全球天然气增长量的61.99%（中国天然气消费量的统计口径不包含港澳台）。因此，全球天然气消费及其增长量，大多数来源于于美国和中国。接下来我们以中美两国为例，来介绍天然气的消费结构。
美国国内天然气需求大多分布在在发电与工业。2023年，根据EIA数据，美国天然气各消费部门的占比为：电力部门占40%，工业部门占32%，居民部门占14%，商业部门占10%，交通运输部门占4%。与美国不同，中国天然气消费结构中，以工业为主，而发电占比不高。2023年，根据《中国天然气发展报告（2024）》中的多个方面数据显示，中国天然气各领域消费占比为：工业燃料用气占42%，城市燃气占33%，发电用气占17%，化工化肥用气占8%。值得一提的是，城市燃气消费同比增速最高，达到10%，其中一个原因是由于2023年柴油与LNG的价差处于高位，LNG经济性凸显，LNG重卡销量爆发式增长，处于加速渗透阶段，天然气消费快速增加。
天然气是一个有着非常明显季节性特点的品种，需求与气温的联系十分紧密。每年冬季是用气高峰，而在炎热的夏季也会使天然气需求随气温的升高而增加，这是由于夏季是用电高峰，而冬季是供暖高峰，这对应着发电与供暖的天然气两大需求。仍以美国为例，我们大家可以通过HDD（Heating Degree Day，取暖指数）与CDD（Cooling Degree Day，制冷指数）来跟踪气温变化，从下图能够准确的看出，美国天然气消费量与气温的相关性较高，细分到用气领域，工业、居民和商业部门与HDD相关性较高，这是由于低温天气下，天然气供暖需求的增加；而电力部门则与CDD相关性较高，这是由于高温天气下，空调等制冷设备的使用率较高，提振天然气发电需求。
本微信号推送内容中的信息均来源于被广发期货有限公司（投资咨询业务资格：证监许可【2011】1292号）认为可靠的已公开资料，但广发期货对这一些信息的准确性及完整性不作任何保证。
本微信号推送内容反映研究人员的不同观点、见解及分析方法，并不意味着广发期货或其附属机构的立场。报告所载资料、意见及推测仅反映研究人员于发出本报告当日的判断，可随时更改且不予通告。
在任何情况下，本微信号推送内容仅供参考，推送内容或所表达的意见并不构成所述品种买卖的出价或询价，投资者据此投资，风险自担。
本微信号推送内容旨在发送给广发期货特定客户及其他专业技术人员，版权归广发期货所有，未经广发期货书面授权，任何人不得对本报告进行任何形式的发布、复制。如引用、刊发，需标注明确出处为“广发期货”，且不得对本报告进行有悖原意的删节和修改。
数据来源：Wind、SMM、钢联、彭博、隆众、广发期货发展研究中心返回搜狐，查看更加多
