美國的“頁巖氣革命”

以價格戰(zhàn)為表象的石油戰(zhàn)爭從去年6月開始，已經(jīng)快一年了，至今尚無停歇的跡象。

對于這場石油戰(zhàn)的緣由，有一種“陰謀論”的說法，包括兩個版本：一是美國與沙特阿拉伯聯(lián)手壓低油價，以打擊在烏克蘭問題中陷于困境的俄羅斯，使之雪上加霜；二是沙特阿拉伯壓低油價，為的是要摧垮美國的新型能源頁巖油，使之入不敷出，不再生產(chǎn)。因為一旦頁巖油生產(chǎn)成了氣候，那將給依靠傳統(tǒng)能源石油為命根子的沙特以致命打擊?，F(xiàn)在看來，第一個陰謀論有點不著邊際，第二個陰謀論倒像是越來越真。君不見，在沙特一再壓低油價的打擊下，美國有些頁巖氣開采企業(yè)已經(jīng)宣布停產(chǎn)了。

那么，頁巖氣到底是怎么一個東東，竟然惹得石油霸王大發(fā)雷霆、進而大動干戈？

一、話說頁巖氣

頁巖氣（shale gas）是蘊藏于頁巖層中的天然氣資源，是一種以游離或吸附狀態(tài)藏身于頁巖層或泥巖層中的非常規(guī)天然氣。成分以甲烷為主，與“煤層氣”、“致密氣”同屬一類。它有兩種狀態(tài)：一是游離狀態(tài)，一是吸附狀態(tài)，各占大約一半。

頁巖氣發(fā)育具有廣泛的地質(zhì)意義，存在于幾乎所有的盆地中。只是由于埋藏深度、含氣飽和度等差別較大，而具有不同的工業(yè)價值。

頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點，往往分布在盆地內(nèi)厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中。與常規(guī)天然氣相比，頁巖氣開發(fā)具有開采壽命長和生產(chǎn)周期長的優(yōu)點，大部分產(chǎn)氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期地以穩(wěn)定的速率產(chǎn)氣。

但頁巖氣儲集層滲透率低，開采難度較大。頁巖氣是一種清潔、高效的能源資源和化工原料，主要用于民用和工業(yè)燃料，化工和發(fā)電等，具有廣闊開發(fā)前景。頁巖氣的開發(fā)和利用有利于緩解油氣資源短缺，增加清潔能源供應，是常規(guī)能源的重要補充。

從全世界范圍看，泥、頁巖約占全部沉積巖的60%，頁巖氣資源前景巨大。主要分布在北美、中亞和中國、拉美、中東和北非、前蘇聯(lián)。美國頁巖氣地質(zhì)儲量約28萬億立方米。2007年美國頁巖氣總產(chǎn)量500億立方米，占當年美國天然氣總量的8%以上。中國的頁巖氣儲量最多，可采儲量達36萬億立方米。按當前的消耗水平，這些儲量足夠中國使用300多年。

頁巖氣很早就已經(jīng)被人們所認知，但采集比傳統(tǒng)天然氣困難。隨著資源能源日益匱乏，作為傳統(tǒng)天然氣的有益補充，人們逐漸意識到頁巖氣的重要性。

隨著世界能源消費的不斷攀升，包括頁巖氣在內(nèi)的非常規(guī)能源越來越受到重視，有些國家已經(jīng)開始開采并實現(xiàn)頁巖氣的商業(yè)性開發(fā)，比如美國、中國、加拿大等，其中美國走在了前頭，人們稱之為“頁巖氣革命”。

二、美國“頁巖氣革命”的背景

1.美國一直致力于“能源獨立”

能源安全作為國家安全的重要組成部分，直接關(guān)乎國家利益。1973年第一次中東石油危機之后，美國開始提出實現(xiàn)“能源安全”的目標，隨后很快上升為美國能源政策的核心目標。

美國對能源安全特別是石油供給安全的憂慮由來已久。二戰(zhàn)前，美國曾是原油凈出口國，原油產(chǎn)量居世界首位。二戰(zhàn)期間，石油成為一種重要的戰(zhàn)略物資，美國一度面臨石油短缺的境況。上世紀50-70年代，盡管美國國內(nèi)石油消費量和進口量不斷增長，但由于美國國內(nèi)石油產(chǎn)量上升，國際油價持續(xù)下降，石油供給安全并非急迫的政策問題。然而，1973年，美國日益增長的石油進口受到石油危機的重創(chuàng)，面臨供給驟減和油價飆升的雙重困境。1979年伊朗革命和1990年兩伊戰(zhàn)爭導致的石油供應短缺進一步使美國意識到保障石油供給的重要性。正是在對外石油進口依賴增長、國際油價上漲的大背景下，追求“能源獨立”成為了美國歷屆政府的重要政策議程。歷屆政府增強能源供給安全的重要政策目標主要包括兩個方面：一是減少對進口石油的依賴，增加本土油氣產(chǎn)量、戰(zhàn)略儲備，努力擴大能源自給程度；二是減少對石油的依賴，尋找、擴大替代能源（核能、風能、太陽能等）產(chǎn)量，促進能源消費結(jié)構(gòu)多元化。

2.開發(fā)頁巖氣有著重要意義

二戰(zhàn)以后，天然氣在全球能源消費的比重不斷上升，由50年代的近15%逐漸攀升至2010年的約20%。與此同時，天然氣在美國能源結(jié)構(gòu)中也越來越占據(jù)重要地位，在美國國內(nèi)的消費量逐漸攀升，所占消費比例僅次于石油。截至2008年，石油、煤炭和天然氣總共占據(jù)美國能源總供給的85%，而天然氣的供給量已達到22%，同時美國本土的天然氣生產(chǎn)能夠滿足90%左右的國內(nèi)消費。

作為從頁巖巖層中開采出來的非常規(guī)天然氣，其開發(fā)具有重要意義。頁巖氣的大規(guī)模開發(fā)可大大提高美國天然氣的產(chǎn)量，并有望逐步滿足美國國內(nèi)日益增長的能源需求。

3.關(guān)鍵技術(shù)進步

美國能夠低成本、大規(guī)模地開發(fā)頁巖氣，其關(guān)鍵源于掌握了最先進的開采技術(shù)。水平鉆井和水力壓裂兩項關(guān)鍵技術(shù)使頁巖氣開發(fā)在商業(yè)上實現(xiàn)低成本、在產(chǎn)量上實現(xiàn)大規(guī)模。水平鉆井技術(shù)使得從水平井而非傳統(tǒng)的直井中獲得頁巖氣成為可能。從水平井中開采頁巖氣，其最終采收率是直井的3倍，而費用只相當于直井的2倍。此外，相對于上世紀90年代使用的凝膠壓裂技術(shù)相比，水力壓裂法可節(jié)約50%-60%的成本。

開采頁巖氣的關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)過了幾十年發(fā)展最終取得了突破，其最初的實驗努力可以追溯到19世紀。上世紀50年代，壓裂技術(shù)便開始應用于石油和天然氣的開采中。70年代中期，美國就開始研發(fā)從美國東部的頁巖區(qū)塊中開采天然氣，并在獲取低成本天然氣的技術(shù)上取得初步進展，使得商業(yè)開采天然氣的成本大大降低。伴隨相關(guān)勘探設(shè)備的升級改造，這一技術(shù)在80年代初開始逐漸推廣，使得頁巖油氣資源開始邁向大規(guī)模商業(yè)開采時代。

4.其他相關(guān)條件成熟

除了在關(guān)鍵技術(shù)條件上實現(xiàn)突破，美國“頁巖氣革命”的繁榮還得益于配套設(shè)施、產(chǎn)權(quán)制度、市場機制、政策支持等一系列條件的具備，其作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

一是天然氣管道輸送系統(tǒng)的完善。上世紀30-40年代以來，經(jīng)過多年發(fā)展，美國建成了總長度超過30萬英里的天然氣管道及210多個供氣網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這些都為上游生產(chǎn)的頁巖氣并網(wǎng)進入下游消費市場提供了便捷條件，使得頁巖氣開采能夠快速邁入商業(yè)化和市場化的階段。endprint

二是土地使用權(quán)交易的流動性高。由于美國的土地使用權(quán)私有化程度高、交易便利，頁巖油氣資源開發(fā)企業(yè)能夠以較快速度定位和轉(zhuǎn)移工作區(qū)塊、找到開采資源的最佳區(qū)塊，同時在土地上面臨較小的法律障礙。

三是市場自由化程度及開放度較高，企業(yè)進入門檻較低。各種規(guī)模的頁巖氣生產(chǎn)商在相關(guān)市場能夠充分競爭，促使生產(chǎn)效率和效益不斷提高。同時，清晰的市場監(jiān)管框架又為天然氣市場的健康發(fā)展提供了必要保障。

四是對天然氣產(chǎn)業(yè)的管制逐漸解除，政策支持和保障力度加大。1978年通過的《天然氣政策法案》部分消除了天然井口價格的管制，1989年美國國會通過了《天然氣井口廢除管制法案》，最終取消了這一管制。這些措施為解除天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的禁錮、激勵產(chǎn)業(yè)發(fā)展鋪平了道路。

五是美國歷屆政府通過增加研發(fā)投入、設(shè)立研究基金、實施稅收優(yōu)惠、增加補貼等措施，為非常規(guī)天然氣的開發(fā)提供了一系列優(yōu)惠條件，扶持和鼓勵相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

三、美國“頁巖氣革命”的現(xiàn)狀

1.美國頁巖氣的儲量、分布及產(chǎn)量

據(jù)探測，美國現(xiàn)階段的頁巖氣儲量巨大、分布廣泛。根據(jù)能源部2011年發(fā)布的報告，美國“下48州”頁巖氣儲量豐富，其中排名前三的地區(qū)分別為東北部（63%）、墨西哥灣岸區(qū)（13%）、西南地區(qū)（10%）。

近10年來，美國的頁巖氣產(chǎn)量增長超過10倍，逐漸成為美國天然氣生產(chǎn)的最主要來源之一，同時也帶動了美國天然氣產(chǎn)量的大幅增長。根據(jù)美國能源部2012年發(fā)布的數(shù)據(jù)，2000年美國頁巖氣干氣的產(chǎn)量尚不足4000億立方英尺，占當年美國天然氣干氣總產(chǎn)量的比例不足1%。然而，僅僅10年之后，這一數(shù)字在2010年飆升至4.8萬億立方英尺，占當年美國天然氣干氣生產(chǎn)的23%。

美國政府對頁巖氣的長期可持續(xù)生產(chǎn)持積極看法。美國能源部2009年估計，未來20年美國的天然氣產(chǎn)量將繼續(xù)保持穩(wěn)定。代表美國石油及天然氣行業(yè)的咨詢組織國家石油委員會的預期更加樂觀，2011年認為在未來50年甚至更長時間內(nèi)美國頁巖氣及天然氣的供給都將保持穩(wěn)定。

2.頁巖氣的開發(fā)帶動美國石油產(chǎn)量增長

近10年來美國頁巖氣產(chǎn)量的飆升基本使美國本土的天然氣消費實現(xiàn)了自給自足。根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù)，2011年美國國內(nèi)消費天然氣總量的95%都能由本土生產(chǎn)滿足。然而，與此同時，近10年來美國國內(nèi)的天然氣消費量增幅卻不足1萬億立方英尺。自2008年金融危機以來，全美天然氣的年度消費量并未獲得大幅提升。

美國頁巖氣的增產(chǎn)面I臨著天然氣市場價格的擠壓。自2008年至2012年，美國天然氣現(xiàn)貨價格從高于10美元/百萬英熱的高位快速下降至不足3美元/百萬英熱，觸及1999年以來的最低點。盡管價格走勢在2012年后期出現(xiàn)小幅回升，但直至2012年末也不足3.5美元/百萬英熱。

如此低的天然氣價格已經(jīng)接近美國頁巖氣開采的成本價，在一定程度上壓制了天然氣產(chǎn)量的進一步增長。根據(jù)著名能源研究機構(gòu)劍橋能源咨詢公司的估計，全美頁巖氣平均成本約為4美元/百萬英熱。由于開采和生產(chǎn)頁巖氣的收益率大大下降、甚至出現(xiàn)“一開采即虧損”的狀況，生產(chǎn)商擴大頁巖氣生產(chǎn)規(guī)模的積極性受挫。從2011年年末到2012年，美國天然氣產(chǎn)量的增量逐漸趨緩，與此前產(chǎn)量持續(xù)走高的趨勢形成鮮明對比。

3.經(jīng)濟影響

根據(jù)劍橋能源咨詢公司的研究報告，頁巖氣革命為美國創(chuàng)造的經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）促進經(jīng)濟增長，增加就業(yè)。僅在2010年，頁巖氣相關(guān)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了760萬億美元的GDP和60多萬個新增工作崗位，并將在未來繼續(xù)增長。

（2）創(chuàng)造新稅基，提高政府收入。2010年頁巖氣相關(guān)產(chǎn)業(yè)為美國帶來180多億的新增稅收，并有望繼續(xù)增長。

（3）降低能源開發(fā)和應用成本，提升相關(guān)產(chǎn)業(yè)競爭力。2011年，非常規(guī)天然氣井的開采成本比常規(guī)天然氣井的開采成本降低40%-50%，同時較低的天然氣價在可預期范圍內(nèi)將使電價降低10%、并提升2.9%的工業(yè)產(chǎn)值。這有利于促進制造業(yè)回歸至美國本土，并創(chuàng)造更多的工作機會。

（4）實現(xiàn)天然氣自給，降低天然氣價格。據(jù)預測，得益于較低的天然氣價格，2005年以來美國家庭平均每戶每年在能源上節(jié)省的開銷高于800美元，然而如果大量依靠天然氣進口，美國國內(nèi)天然氣價格至少將攀升至現(xiàn)有價格的2倍。

4.環(huán)境影響

頁巖氣開采可能導致的負面環(huán)境后果，一直是困擾這場革命前景的重要因素之一。

（1）耗費和污染水資源。開采頁巖氣井需要耗費大量水資源，對水資源稀缺的地區(qū)造成巨大的環(huán)境壓力。頁巖氣開采過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)將滲透到地下，或者溢出地表污染水層。此外，開采出來的天然氣也可能直接進入引用水源，造成巨大的環(huán)境隱患。然而，2011年麻省理工學院發(fā)布的報告顯示，過去10年全美開采的超過20000多個頁巖氣井，僅有43起水污染事件。總體而言，頁巖氣開發(fā)對地下水造成的風險是可控的。

（2）美國氣候政策面臨倒退的風險。根據(jù)國際能源署預測，頁巖氣的廣泛使用將加速全球變暖的趨勢。頁巖氣產(chǎn)量的增加會擠壓其它綠色可再生能源的產(chǎn)業(yè)空間和市場份額，進而為美國控制和減少溫室氣體排放的努力帶來新的壓力和挑戰(zhàn)。

（3）存在誘發(fā)小型地震的可能性。美國內(nèi)政部下屬地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布的報告顯示，石油和天然氣鉆井開采活動是近年來美國中西部地區(qū)地震頻發(fā)的主要原因之一。

5.對全球及美國能源供需結(jié)構(gòu)的影響

伴隨美國頁巖氣資源的大規(guī)模開發(fā)，全球能源供需格局也在悄然發(fā)生變化。從供需格局來看，全球能源供不應求的狀況有所趨緩并逐漸走向平衡；從能源結(jié)構(gòu)來看，天然氣生產(chǎn)和消費比重逐漸增大，逐漸改變了石油獨大的局面；從生產(chǎn)和消費的中心來看，北美油氣資源產(chǎn)量正在逐步升高。

6.前景

近年來，由于相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的突破，美國頁巖氣產(chǎn)量飆升，帶動了美國石油產(chǎn)量的迅速增長。美國能源部2012年預測，2035年美國日均原油產(chǎn)量將達到780萬桶，其中頁巖油將占280萬桶。根據(jù)美國能源部能源信息管理局（ElA）及國際能源署（IEA）的最新預估，美國將有能力在2022年成為天然氣凈出口。美國能源部2012年發(fā)布報告稱，2035年美國頁巖氣產(chǎn)量將達到20.5萬億立方英尺，天然氣產(chǎn)量總共將達到26.1萬億立方英尺，從而使美國實現(xiàn)“能源獨立”。

[作者簡介]

程宇航，江西省社會科學院研究員。

■責任編輯：劉忠林endprint