BP的長期技術(shù)觀

大衛(wèi)·艾頓

在未來能源的判斷和應(yīng)用中，持續(xù)而精準(zhǔn)的技術(shù)評估不僅是企業(yè)決策的依據(jù)，也將影響著整個社會的走向。

每隔一段時間，BP公司就會對技術(shù)發(fā)展趨勢做出分析，以尋找經(jīng)濟發(fā)展新機遇和面臨的威脅。這些“長期技術(shù)觀（LTTV）”是對技術(shù)潛力的深層次、全行業(yè)評估，而非宏觀經(jīng)濟預(yù)測。

我們的首次技術(shù)趨勢評估發(fā)生在2005年。當(dāng)時，石油價格已達每桶55美元，而所有的關(guān)注目光都集中在《京都議定書》的執(zhí)行上。

我們的長期技術(shù)觀對世界做出了以下預(yù)測：

·石油和天然氣的資源基礎(chǔ)可以擴大，從而滿足日益增長的需求，技術(shù)重點是提高采收率，擴大非常規(guī)資源。

·油氣資源轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的靈活性將會增加。

·出于對氣候變化的擔(dān)憂和控制措施的實施，低碳能源的需求將會增加。

針對以上判斷，BP公司從一定程度上調(diào)整了自己的戰(zhàn)略和技術(shù)投資，包括進軍非常規(guī)資源和替代能源領(lǐng)域。

我們在2009年對技術(shù)觀進行了更新，將目光轉(zhuǎn)向了下游領(lǐng)域。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，與電氣化相比，利用混合動力等技術(shù)提高發(fā)動機效率以及發(fā)展生物燃料將會成為減少交通運輸業(yè)碳足跡的最佳途徑。

那么自2005年以來都有哪些發(fā)展呢？我們以前的技術(shù)觀都得到了印證，但是還有一些領(lǐng)域的發(fā)展超乎我們的預(yù)期：

·石油價格上漲超過每桶100美元，能源成本迅速膨脹：例如深水鉆井設(shè)備的日租賃費用已翻了三番，超過了50萬美元一天。

·我們及前輩都低估了頁巖氣和致密氣的發(fā)展前景，它們目前已占到BP在美國天然氣產(chǎn)量的40%左右。

·對低碳能源的政策支持并沒有像我們預(yù)期的那樣快。雖然很多國家都推出了溫室氣體減排措施，但決策者主要將注意力集中在其他挑戰(zhàn)上，如2008年爆發(fā)的全球金融危機的影響以及國家安全。

·在替代能源領(lǐng)域，我們擴大了生物燃料的業(yè)務(wù)，卻退出了氫能和太陽能，因為我們無法看到一種可行性的業(yè)務(wù)模式。我們在美國的陸上風(fēng)電業(yè)務(wù)是盈利的，但作為技術(shù)主管，我認為我們的技術(shù)優(yōu)勢微不足道。

我從這些經(jīng)驗中還總結(jié)出了以下觀點：

·首先，最明顯、最基本的挑戰(zhàn)是能源勘探與生產(chǎn)中的安全問題，這對于維持能源產(chǎn)業(yè)的運轉(zhuǎn)至關(guān)重要。

·其次，技術(shù)在整個能源行業(yè)都得到了提升，有些還極大地降低了生產(chǎn)成本。

·第三，對于特定技術(shù)的開發(fā)和使用，有些地方或區(qū)域擁有很大的優(yōu)勢。

在過去的研究和經(jīng)驗基礎(chǔ)上，BP最新的長期技術(shù)觀展望了2050年之前的技術(shù)對能源系統(tǒng)的潛在影響。下面我就介紹一些關(guān)鍵的全球能源發(fā)展動向，并重點講一講BP最熟悉的石油和天然氣領(lǐng)域。

能源資源

我們的分析表明能源資源并不匱乏——目前通過技術(shù)可獲得的資源十分豐富，可以滿足2050年之前全球的能源需求，不過供應(yīng)成本是一個問題。

在石油和天然氣方面，已發(fā)現(xiàn)的原始地層原油和天然氣的油當(dāng)量已達到45萬億桶，其中大部分都是陸地能源，目前已開采出的有1.7萬億桶油當(dāng)量。過去10年間，能源領(lǐng)域最重要的發(fā)現(xiàn)是頁巖和致密砂巖，這些儲層擁有較低的滲透性，可開采的石油和天然氣儲備資源由此增長一倍以上。

BP的《世界能源統(tǒng)計年鑒》顯示，利用目前最先進的技術(shù)來開采已發(fā)現(xiàn)的石油和天然氣資源，我們的儲備量幾乎可以在2.9萬億桶油當(dāng)量的基礎(chǔ)上翻一番，達到4.8萬億；2050年前，未來技術(shù)和新的發(fā)現(xiàn)能使這個數(shù)量再增加2.7萬億桶油當(dāng)量，幾乎相當(dāng)于這段時期所期望的石油和天然氣所增加的需求量。

在這2.7萬億桶油當(dāng)量中，非常規(guī)天然氣的開發(fā)（由于從滲透率極低的巖石層中提取而來，抽提難度非常大）、原油采收率的提高和新資源的發(fā)現(xiàn)可分別貢獻四分之一左右。中東和俄羅斯等目前傳統(tǒng)的油藏區(qū)采收率擁有極大的提高潛力，甚至能與新的探索發(fā)現(xiàn)相媲美，甚至超過它。地下成像技術(shù)和建井工藝將成為開采非常規(guī)石油和天然氣資源的主要工具。

技術(shù)進步不僅可以維持能源供應(yīng)，而且也能改變不同油氣資源和替代資源的投資與開發(fā)優(yōu)先順序，而太陽能光伏發(fā)電成本的調(diào)整空間最大，可潛在降低50%以上。

能源價值鏈

我們預(yù)計，隨著新型開采、轉(zhuǎn)化和消費技術(shù)的應(yīng)用和政府政策的推動，不同能源和市場化方式之間的競爭會變得日趨激烈，這場競爭很可能會引發(fā)市場波動，使現(xiàn)在的能源結(jié)構(gòu)重新洗牌。

在目前占到全球主要能源需求38%的電力行業(yè)，天然氣發(fā)電和火電的競爭力最強；不過我們預(yù)計風(fēng)能和太陽能裝機容量每增長一倍，它們的成本將會繼續(xù)分別降低14%和24%，這與過往表現(xiàn)相一致。

若忽略掉間歇成本，風(fēng)能在21世紀20年代、太陽能在2050年以前就可以實現(xiàn)與傳統(tǒng)發(fā)電成本相當(dāng)。然而，間歇管理成本非常復(fù)雜，它要取決于供需模式、電力供應(yīng)基地的安裝規(guī)模（及備用容量）和系統(tǒng)負載轉(zhuǎn)換的靈活性。普及率能達到20%時，間歇管理成本就相對較低，每千瓦時不到10美元；而普及率在高水平時這種成本就會增加數(shù)倍。這意味著化石燃料、水電和核能將會繼續(xù)承擔(dān)提供基本負載的責(zé)任。

在電力以外的行業(yè)中更難找到化石燃料的替代品，如分別占到世界最終能源33%、27%和29%的建筑、交通和工業(yè)（特別是石油化工業(yè)）。燃氣鍋爐的使用效率顯著提升，而天然氣的價格逐漸降低，這就奠定了天然氣在供熱方面的霸主地位。產(chǎn)生同樣的熱當(dāng)量，若使用天然氣其成本就會比石油低，因此天然氣在運輸行業(yè)也具有競爭優(yōu)勢。液體燃料擁有較高的“能量密度”，因此會成為2035年以前及以后全球運輸業(yè)的主要能源。

把天然氣、煤和生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的方式也會變得更加多樣，包括燃料、潤滑油的基礎(chǔ)油和化工品，而這些產(chǎn)品的一般來源是原油。

生物燃料有可能進一步攻占運輸燃料市場。巴西的甘蔗乙醇在同樣體積上能與化石燃料一爭高低，但乙醇在其他許多領(lǐng)域的發(fā)展卻受到了限制，原因包括可持續(xù)性問題、政策不一致以及發(fā)動機和燃料加注基礎(chǔ)設(shè)施方面的約束。從長期來看，木質(zhì)纖維素乙醇（由能源草、木材或農(nóng)業(yè)殘留物的解聚和發(fā)酵產(chǎn)生）擁有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?

為控制二氧化碳大氣濃度而實施的碳定價若能有效實施，就會首先鼓勵發(fā)電行業(yè)從碳向天然氣轉(zhuǎn)型，這樣單位電能所產(chǎn)生的碳足跡就會減少一半；其次會促進更高效內(nèi)燃機的研制，滿足運輸發(fā)展；另外還會加速可再生能源的普及。然而，碳減排成本相對較高，已超過100美元/噸的一些技術(shù)如碳捕獲與儲存技術(shù)，發(fā)展電氣化運輸或核能都需要深入發(fā)展，使之可行。

能源消耗

無論是家庭取暖還是使用空調(diào)、照明或交通工具，大部分能源的使用率都比較低。這些用戶若在購買中重點考慮節(jié)能性能，這也是一些政府試圖通過法規(guī)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)所推動的改進之一。

從全球來看，2005至2011年間，尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的實施每年可促使輕型車輛發(fā)動機的工作效率提高1.8%，2005年每行駛100公里的8升耗油量已降低到了2011年的7.2升。隨著混合動力技術(shù)和其他汽車生產(chǎn)新技術(shù)的不斷發(fā)展，這一趨勢將會持續(xù)下去。

跨領(lǐng)域主題

我們的長期技術(shù)觀突出了一系列的跨領(lǐng)域主題。

首先，大規(guī)模實驗可加快小型模塊化技術(shù)的研究，例如頁巖井或風(fēng)力渦輪機。隨著時間的流逝，這些變化的綜合效應(yīng)將會更加顯著。但這種方式并不適用于其他大型能源技術(shù)，如核能或碳捕獲與儲存，這是因為它們的資本成本高，施工工期長。

其次，傳感、數(shù)據(jù)分析和自動化等數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用會從根本上改變能源系統(tǒng)，使其變得更安全、更可靠、更高效。劍橋大學(xué)在2005年通過研究發(fā)現(xiàn)，只有不到15%的初級能源最終轉(zhuǎn)化成了有用的動能、光能和熱能。雖然并不是所有損耗都可避免，但提高效率已成為最大的單獨一種有效節(jié)能途徑。智能能源系統(tǒng)在這其中任重而道遠。

第三，消費者對能源的可持續(xù)性越來越重視，這也有助于他們行為習(xí)慣的改變。面對民眾對氣候問題和其他環(huán)境影響因素的擔(dān)憂，許多國家都采取了日益嚴格的監(jiān)管措施。

最后，雖然我們也明白任何預(yù)測都有可能出現(xiàn)失誤，技術(shù)預(yù)測更是如此。我們預(yù)計可能取得突破性進展的領(lǐng)域應(yīng)包括太陽能轉(zhuǎn)換、電池和新一代的核能技術(shù)。

區(qū)域因素

在現(xiàn)實中，每個國家和民族都各不相同，因此應(yīng)對能源挑戰(zhàn)的首選方案也不同——這其中有很多原因。

第一個原因與“能源密度”有關(guān)。一種燃料的能源密度越大，其儲存和運輸?shù)某杀揪蜁降停瑥亩芴岣咦陨淼膬r值。因此一些能源載體的市場特點是國際化，如鈾、煤炭和液態(tài)碳氫化合物；而其他的更具區(qū)域性——如天然氣，而電力通常是實時定價，每秒都在變化，它的區(qū)域性就特別強。

另一個顯而易見的原因是各國的自然資源多少不同——如巴西、冰島和法國所能獲得的能源及其影響就存在著千差萬別。

第三個是“地面以上”的原因，即政策、基礎(chǔ)設(shè)施和供應(yīng)鏈。它們在能源資源的優(yōu)先順序中非常重要，地區(qū)間差異也很明顯。與此相關(guān)的還有一個國家的經(jīng)濟發(fā)展水平，如收入水平、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)等因素都會對能源選擇產(chǎn)生影響，中國就是一個明顯的例子。

最后一個原因是公眾態(tài)度。所有的能源技術(shù)都有風(fēng)險，公眾對能源發(fā)展的反響可能會非常本土化。在一個地區(qū)甚至全世界，公眾對某種能源的支持或反對都會截然不同。例如，美國每個州對擴大開采頁巖氣資源的反應(yīng)就大不相同，甚至出現(xiàn)了強烈支持和強烈反對兩種極端態(tài)度。