鄒才能：創(chuàng)新遠(yuǎn)比能源稀缺

○ 文／本刊記者 陸曉如

“稀缺的不是能源，而是創(chuàng)新?！惫﹫D/鄒才能

天然氣將在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮不可或缺的作用，而我國(guó)發(fā)展天然氣存在諸多難點(diǎn)，亟待突破。

世界能源發(fā)展在木柴向煤炭、煤炭向油氣的轉(zhuǎn)化已經(jīng)基本完成，之后將經(jīng)歷油氣向新能源的第三次重大轉(zhuǎn)型。但目前，我國(guó)一次能源消費(fèi)中煤炭占比達(dá)61%，而天然氣占比僅7%，可見(jiàn)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)從煤炭向油氣的轉(zhuǎn)型。

我國(guó)推動(dòng)天然氣產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的決定由來(lái)已久，但近年來(lái)發(fā)展情況始終不及預(yù)期，很難認(rèn)為我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入“黃金時(shí)期”。如何在能源轉(zhuǎn)型的大勢(shì)下推動(dòng)我國(guó)天然氣加快發(fā)展步伐？中國(guó)科學(xué)院院士鄒才能分享了他的觀點(diǎn)。

能源轉(zhuǎn)型

中國(guó)石油石化：鄒院士，您好！世界能源發(fā)展變革已是大趨勢(shì)。您怎么看這個(gè)趨勢(shì)？

鄒才能：在社會(huì)文明發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步兩大動(dòng)力的推動(dòng)下，世界能源發(fā)展從固態(tài)的木材、煤炭，向液態(tài)的石油、氣態(tài)的天然氣轉(zhuǎn)型。

18世紀(jì)80年代，在第一次科技革命的推動(dòng)下，煤炭在一次能源消費(fèi)比例中超過(guò)木柴，完成了第一次能源轉(zhuǎn)型。1965年，在第二次科技革命的推動(dòng)下，油氣在一次能源消費(fèi)比例中超過(guò)了煤炭，完成了第二次重大轉(zhuǎn)型。當(dāng)前，在第三次科技革命的推動(dòng)下，人類發(fā)展對(duì)環(huán)境的要求不斷提高，世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步向清潔化、低碳化加速轉(zhuǎn)變。

新能源技術(shù)快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能和新材料等技術(shù)的不斷進(jìn)步，推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。新能源發(fā)展已處于突破期。核能、可再生等新能源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)突破，成本已經(jīng)接近常規(guī)能源。世界能源將經(jīng)歷油氣向新能源的第三次重大轉(zhuǎn)型。

中國(guó)石油石化：在新能源產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的背景下，天然氣在世界能源轉(zhuǎn)型中將發(fā)揮什么作用？

鄒才能：天然氣作為最清潔的化石能源，是當(dāng)前滿足人類生態(tài)環(huán)境需求的最佳選擇，將在實(shí)現(xiàn)世界能源第三次重大轉(zhuǎn)型過(guò)程中發(fā)揮不可或缺的重要橋梁作用。

當(dāng)前，天然氣和新能源作為清潔能源的消費(fèi)比例已經(jīng)大幅度提高。在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，石油占33%、天然氣占24%、煤炭占28%、新能源占15%?？梢哉f(shuō)，石油、天然氣、煤炭和新能源“四分天下”的格局已經(jīng)基本形成。

2017年，世界天然氣儲(chǔ)量193.5萬(wàn)億立方米，儲(chǔ)采比52.6，產(chǎn)量3.69萬(wàn)億立方米。預(yù)計(jì)2030年前后天然氣超越煤炭、2040年超越石油，成為向非化石能源發(fā)展路途上最主要的能源。由此迎來(lái)以天然氣為主導(dǎo)的清潔能源黃金發(fā)展期，進(jìn)入“天然氣時(shí)代”。

最終，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)能源需求的持續(xù)增長(zhǎng)和低碳社會(huì)的到來(lái)，傳統(tǒng)化石能源向非化石新能源的第三次重大轉(zhuǎn)換將成為必然。而天然氣作為化石能源向新能源跨越中不可逾越的橋梁，將最終推動(dòng)人類能源消費(fèi)與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

任務(wù)緊迫

中國(guó)石油石化：根據(jù)您的判斷，我國(guó)天然氣發(fā)展情況與能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的形勢(shì)是否匹配？

鄒才能：當(dāng)前世界能源消費(fèi)中油氣占比達(dá)57%。但我國(guó)一次能源消費(fèi)中煤炭占61%、石油占19%、天然氣占7%、新能源占13%，呈現(xiàn)明顯的“一大三小”特點(diǎn)。高碳化石能源消費(fèi)比例過(guò)高，導(dǎo)致環(huán)境污染嚴(yán)重。

環(huán)境污染問(wèn)題已得到全國(guó)上下空前重視。促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，不斷加強(qiáng)環(huán)境治理，建設(shè)美麗中國(guó)，已成為新時(shí)代中國(guó)高質(zhì)量發(fā)展的必由路徑。在此大形勢(shì)下，能源清潔化發(fā)展成為必然。能源結(jié)構(gòu)調(diào)整加快，天然氣在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的地位日益凸顯。

中國(guó)有14億人口，能源消費(fèi)量巨大。隨著新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快以及人民生活水平的不斷提高，形成了巨大的天然氣消費(fèi)需求。盡管國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量保持快速增長(zhǎng)，但遠(yuǎn)不能滿足天然氣消費(fèi)量的增長(zhǎng)，對(duì)外依存度呈現(xiàn)出加速擴(kuò)大的趨勢(shì)。2017年天然氣進(jìn)口量為926億立方米，對(duì)外依存度已達(dá)到39%。2017年底爆發(fā)的“氣荒”更集中暴露了我國(guó)天然氣發(fā)展的諸多問(wèn)題，凸顯了我國(guó)發(fā)展天然氣的緊迫與艱巨。

中國(guó)石油石化：推動(dòng)我國(guó)加快發(fā)展天然氣的步伐可以從哪些方面突破？

鄒才能：我國(guó)天然氣上產(chǎn)面臨諸多挑戰(zhàn)。國(guó)際油價(jià)下跌以來(lái)，油氣企業(yè)上游勘探投資減少，制約了天然氣儲(chǔ)量、產(chǎn)量的增加。天然氣儲(chǔ)量中開(kāi)發(fā)難度較大的儲(chǔ)量比例逐年增高，天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)難度大。主力氣田穩(wěn)產(chǎn)形勢(shì)嚴(yán)峻，保持穩(wěn)產(chǎn)需要新建產(chǎn)能來(lái)彌補(bǔ)。部分老氣田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，保持穩(wěn)產(chǎn)或延緩遞減難度大。非常規(guī)氣效益開(kāi)發(fā)的工藝技術(shù)尚不完善，開(kāi)發(fā)成本相對(duì)較高，需要國(guó)家補(bǔ)貼來(lái)支持。

基礎(chǔ)設(shè)施方面，雖然近年來(lái)我國(guó)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有了較快發(fā)展，但與國(guó)家經(jīng)濟(jì)整體發(fā)展水平相比依然落后。例如，管網(wǎng)方面，目前我國(guó)管網(wǎng)總里程大約只有70萬(wàn)千米，人均管線長(zhǎng)度僅0.5米，低于全球人均1.11米的水平。美國(guó)國(guó)土面積與我國(guó)相當(dāng)，但美國(guó)總里程360萬(wàn)千米，人均11.2米，是我國(guó)的22倍。管網(wǎng)、LNG接收站、儲(chǔ)氣庫(kù)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有待突破。

我國(guó)已有337個(gè)地級(jí)及以上城市90%以上使用天然氣。其中，管道天然氣248個(gè)，占73.6%。四川、新疆、江蘇、廣東和北京等省區(qū)天然氣消費(fèi)量超過(guò)100億立方米。但我國(guó)天然氣利用還是偏低，管網(wǎng)之間的互聯(lián)互通不充分。我國(guó)應(yīng)加快“氣化中國(guó)”進(jìn)程，提高天然氣使用率。

推動(dòng)創(chuàng)新

中國(guó)石油石化：從國(guó)際天然氣工業(yè)發(fā)展軌跡來(lái)看，有什么經(jīng)驗(yàn)是值得我國(guó)借鑒的？

鄒才能：近代石油工業(yè)興起以后相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)，僅將天然氣作為成油過(guò)程的伴生物。天然氣藏的被發(fā)現(xiàn)也僅僅是找油的副產(chǎn)品，一直未能對(duì)其獨(dú)立開(kāi)展勘探和開(kāi)發(fā)。直至20世紀(jì)40年代到70年代末，天然氣理論技術(shù)快速發(fā)展，有力地推動(dòng)了天然氣工業(yè)迅速崛起。

20世紀(jì)末，致密氣、煤層氣、頁(yè)巖氣等非常規(guī)天然氣工業(yè)實(shí)踐活躍，非常規(guī)天然氣地質(zhì)理論技術(shù)研究規(guī)模展開(kāi)。以1995年美國(guó)聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查局提出“連續(xù)氣聚集”理念、2002年頁(yè)巖氣水平井多段壓裂技術(shù)試驗(yàn)成功為標(biāo)志，非常規(guī)天然氣產(chǎn)量快速躍升，在全球范圍內(nèi)掀起了非常規(guī)油氣革命。

2006年以來(lái)美國(guó)憑借頁(yè)巖氣革命天然氣產(chǎn)量再度回升。2017年美國(guó)天然氣產(chǎn)量達(dá)7602億立方米，占全球總產(chǎn)量的60%。其中，頁(yè)巖氣產(chǎn)量4746億立方米、致密氣1200億立方米、煤層氣302億立方米，非常規(guī)氣占比達(dá)82.2%，帶動(dòng)了全球非常規(guī)天然氣的發(fā)展。美國(guó)從天然氣進(jìn)口國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)槌隹趪?guó)，為其實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立創(chuàng)造了可能。

在今年3月舉行的“劍橋能源周”會(huì)議上，美國(guó)能源部長(zhǎng)里克·佩里發(fā)表演講時(shí)表示，得益于產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和技術(shù)突破帶來(lái)的能源革命，美國(guó)頁(yè)巖油產(chǎn)量不斷上升、成本持續(xù)下降。事實(shí)證明，稀缺的不是能源而是創(chuàng)新。

理論創(chuàng)新為我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有效支撐。供圖/視覺(jué)中國(guó)

可以說(shuō)，天然氣地質(zhì)理論和技術(shù)在世界天然氣工業(yè)100余年的建立、發(fā)展、壯大過(guò)程中，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。尤其非常規(guī)油氣的理論技術(shù)創(chuàng)新，可助推世界油氣工業(yè)再發(fā)展150年以上。我國(guó)也應(yīng)該加大相關(guān)理論技術(shù)創(chuàng)新。

中國(guó)石油石化：我國(guó)在天然氣理論技術(shù)創(chuàng)新方面是否也有所創(chuàng)建？

鄒才能：我國(guó)天然氣發(fā)展已進(jìn)入常規(guī)與非常規(guī)并重發(fā)展的新階段。全國(guó)累計(jì)探明常規(guī)—非常規(guī)儲(chǔ)量13.6萬(wàn)億立方米，非常規(guī)占40%。創(chuàng)新天然氣理論技術(shù)為勘探發(fā)現(xiàn)與有效開(kāi)發(fā)提供了支撐。

煤成氣、有機(jī)質(zhì)“接力成氣”、非常規(guī)連續(xù)型天然氣聚集三大理論技術(shù)進(jìn)步，推動(dòng)了我國(guó)天然氣資源大發(fā)現(xiàn)，奠定了我國(guó)較大的天然氣儲(chǔ)量、產(chǎn)量基礎(chǔ)。

煤成氣理論明確了煤系地層的規(guī)模生氣潛力，指導(dǎo)了鄂爾多斯盆地上古生界、四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組等大面積巖性氣藏的勘探發(fā)現(xiàn)。有機(jī)質(zhì)“接力成氣”理論論證了熱演化程度高、過(guò)成熟烴源層系仍然具有大量生氣的潛力，堅(jiān)定了塔里木盆地古生界、四川盆地震旦系—寒武系等深層超深層古老地層天然氣勘探的信心。非常規(guī)連續(xù)型天然氣聚集理論抓住了非常規(guī)天然氣分布的標(biāo)志特征，為頁(yè)巖氣等非常規(guī)天然氣的工業(yè)起步提供了有力的依據(jù)。

此外，前陸沖斷帶構(gòu)造氣藏、深層海相碳酸鹽巖氣藏、大面積巖性氣藏、全過(guò)程生烴等重要理論，高精度地震勘探、高效安全鉆完井、儲(chǔ)層壓裂改造增產(chǎn)等核心技術(shù)，為推動(dòng)我國(guó)天然氣儲(chǔ)量快速增長(zhǎng)均發(fā)揮了重要作用。

未來(lái)布局

中國(guó)石油石化：能否請(qǐng)您就未來(lái)我國(guó)天然氣的發(fā)展布局提一些建議？

鄒才能：從全球能源發(fā)展角度來(lái)看，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)入了難得的歷史機(jī)遇期。因此，要加快我國(guó)能源結(jié)構(gòu)革命性轉(zhuǎn)型，加快油氣、地下煤制氣、天然氣水合物、氫氣生產(chǎn)革命，盡快實(shí)現(xiàn)煤炭、油氣和新能源的“三足鼎立”。

地下的煤制氣革命有資源優(yōu)勢(shì)，西氣東輸沿線可氣化資源量約有160萬(wàn)億立方米。煤制氣也有地下工程技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可與水平井、火燒油層、原位干餾等技術(shù)結(jié)合。還有融合發(fā)展一體化優(yōu)勢(shì)，可以依托現(xiàn)有管網(wǎng)開(kāi)展用能替代，可以利用油氣提高采收率技術(shù)，利用廢棄礦井改造儲(chǔ)氣庫(kù)等。

天然氣水合物資源潛力巨大。2011年，美國(guó)能源部預(yù)測(cè)全球水合物資源量2萬(wàn)萬(wàn)億立方米，相當(dāng)于20萬(wàn)億噸油當(dāng)量。我國(guó)海域水合物資源量約800億噸油當(dāng)量。巨大的資源潛力和清潔環(huán)保的特點(diǎn)，各國(guó)不約而同地將水合物視為未來(lái)重要的替代能源。美國(guó)、日本、加拿大、韓國(guó)、印度等國(guó)，都在嘗試開(kāi)采天然氣水合物。中國(guó)在南海神狐海域的天然氣水合物試采井穩(wěn)定日產(chǎn)4000立方米。但這只是“萬(wàn)里長(zhǎng)征第一步”，距離真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開(kāi)采仍然有大量的技術(shù)難題待突破。