鄭姝 王晶 陳艷茹 潘政屹 程曉雯 中國(guó)石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院
化石燃料不僅是美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的主要能源,也是中國(guó)、印度等發(fā)展中國(guó)家的主要能源。在全球能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,石油、煤炭和天然氣三種化石燃料的消費(fèi)量位居所有能源類型的前三位。見(jiàn)表1。
表1 能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)(%)
2015年,國(guó)家能源局印發(fā)《加強(qiáng)能源行業(yè)大氣污染防治工作方案》,提出逐步降低煤炭消費(fèi)比重,提高天然氣和非化石能源在能源中的比重、消耗。石油和天然氣是世界上最重要的戰(zhàn)略資源,在中國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。由圖1可見(jiàn),當(dāng)前中國(guó)的石油與天然氣對(duì)外依存度較高,2018年我國(guó)石油的對(duì)外依存度為70%,天然氣為45%,并在后續(xù)年份中持續(xù)上升。能源短缺和能源依賴是中國(guó)面臨的最關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)。作為全球主要的石油消費(fèi)國(guó)和能源凈進(jìn)口國(guó),我國(guó)石油與天然氣進(jìn)口存在兩個(gè)主要問(wèn)題。第一,供應(yīng)源風(fēng)險(xiǎn),由于原油大部分來(lái)自政治不穩(wěn)定的中東和非洲。因此,從石油與天然氣的供應(yīng)源安全方面而言存在極大風(fēng)險(xiǎn)。第二,供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn),由于國(guó)際的石油與天然氣海上運(yùn)輸使用大型油輪,并經(jīng)由印度洋、太平洋等諸多險(xiǎn)要關(guān)隘,極易受到港口宗屬國(guó)的政治風(fēng)險(xiǎn)影響,存在沿途運(yùn)輸過(guò)程中的遠(yuǎn)洋海運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)。
圖1 我國(guó)天然氣供需及對(duì)外依存度
因此,在適度保證外部供應(yīng)鏈穩(wěn)定的同時(shí),加大國(guó)內(nèi)天然氣資源的進(jìn)一步發(fā)掘利用,對(duì)保障我國(guó)清潔能源的供應(yīng)與使用安全極為重要。除了常規(guī)天然氣之外,對(duì)非常規(guī)天然開(kāi)采利用在近年逐步興起。在所有非常規(guī)能源中,頁(yè)巖氣是相對(duì)可持續(xù)開(kāi)發(fā)的潛在能源。技術(shù)層面而言,頁(yè)巖是一種巖石,由與石英伴生的黏土礦物小顆粒組成;礦物頁(yè)巖氣存在于富含有機(jī)物的細(xì)粒沉積巖中。在過(guò)去的幾十年里,非常規(guī)儲(chǔ)層的天然氣受到儲(chǔ)層和低滲透率等地質(zhì)因素限制,而具有更低的邊際利潤(rùn)。然而,隨著技術(shù)的發(fā)展和天然氣價(jià)格的上漲,頁(yè)巖氣的邊際利潤(rùn)有所上升,可為各國(guó)提供更便宜的能源以及改善和可持續(xù)的供應(yīng)。
根據(jù)環(huán)評(píng)地質(zhì)勘查統(tǒng)計(jì)結(jié)果,中國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)可采量約31.5億立方米(世界第二),頁(yè)巖油技術(shù)可采量約39.1億噸(世界第三)。因此,研究頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè),特別是它的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)趨勢(shì),對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)具有重要性和必要性。2009年10月,中國(guó)第一個(gè)頁(yè)巖氣勘探項(xiàng)目在重慶啟動(dòng),同年,由中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司和殼牌公司共同開(kāi)發(fā)的“撫順——永川”地區(qū)被列為中國(guó)第一個(gè)頁(yè)巖氣資源生產(chǎn)項(xiàng)目。從而,中國(guó)成為繼美國(guó)、加拿大之后,第三個(gè)開(kāi)始頁(yè)巖氣勘探和生產(chǎn)的國(guó)家。
對(duì)全國(guó)41個(gè)盆地、87個(gè)評(píng)價(jià)模塊和57個(gè)冷頁(yè)巖氣段的頁(yè)巖氣資源潛力評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)表明,全國(guó)技術(shù)可采頁(yè)巖氣資源總量為25.09萬(wàn)億立方米。
表2 我國(guó)頁(yè)巖氣資源分布
據(jù)自然資源部統(tǒng)計(jì),頁(yè)巖氣在非常規(guī)可采資源中占很大比例,因此頁(yè)巖氣的勘探和生產(chǎn)可以顯著提高我國(guó)的能源自給率。繼2012年全國(guó)首次生產(chǎn)2500萬(wàn)立方米頁(yè)巖氣后,2013年全國(guó)產(chǎn)量達(dá)到2億立方米。2014年,頁(yè)巖氣產(chǎn)量進(jìn)一步提高5倍以上,達(dá)到13億立方米。截至2014年,中國(guó)擁有探礦權(quán)的頁(yè)巖氣區(qū)塊有54個(gè),總投資200億元,面積17萬(wàn)平方公里。預(yù)計(jì)到2040年,非常規(guī)天然氣年均產(chǎn)量將從目前的1.27億桶大幅增加到7.62億桶,而常規(guī)天然氣產(chǎn)量將在2020年代達(dá)到峰值,此后緩慢下降。在這兩種趨勢(shì)的共同作用下,非常規(guī)天然氣占天然氣總開(kāi)采量的比例將達(dá)到59%,超過(guò)常規(guī)天然氣,成為天然氣供應(yīng)商的主導(dǎo)地位。未來(lái)20年,中國(guó)非常規(guī)天然氣的比重預(yù)計(jì)將從26%提高到46%。
1.受制技術(shù)水平限制,生產(chǎn)成本仍然較高。頁(yè)巖氣藏是一種典型的“連續(xù)型”油氣藏?!斑B續(xù)型”油藏,特別是“連續(xù)型”氣藏具有連續(xù)產(chǎn)氣量低、產(chǎn)能穩(wěn)定、儲(chǔ)量大、采收率低的特點(diǎn)。首先,地質(zhì)條件成為影響頁(yè)巖生產(chǎn)成本的首要因素。一般常規(guī)氣的采收率都在60%以上,而頁(yè)巖氣的采收率均明顯低于50%。需要人為地通過(guò)注水、加壓以改變巖層結(jié)構(gòu)從而增加產(chǎn)量。由于缺乏地層結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)集層結(jié)構(gòu)信息,部分頁(yè)巖氣井在目前技術(shù)水平下沒(méi)有足夠的開(kāi)發(fā)價(jià)值而被廢棄,限制了單井產(chǎn)量,導(dǎo)致單位鉆井成本居高不下。這將使得前期技術(shù)的研發(fā)投入大,運(yùn)行成本高。同時(shí),由于油氣藏深度更深、地形差異更加多樣化、巖石結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、油氣藏集中度較低;許多頁(yè)巖生產(chǎn)點(diǎn)靠近市區(qū),地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),不利于規(guī)?;a(chǎn)。另外,技術(shù)難度是影響頁(yè)巖生產(chǎn)成本的另一個(gè)關(guān)鍵因素。頁(yè)巖勘探和生產(chǎn)的早期投資是水平井技術(shù)、水力壓裂技術(shù)、微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù),如果不能實(shí)現(xiàn)重大技術(shù)突破或引進(jìn)技術(shù)不適合當(dāng)?shù)厣a(chǎn),前期投資將轉(zhuǎn)化為巨大的沉沒(méi)成本,導(dǎo)致凈收入損失。
2.環(huán)境治理成本明顯。通常情況下,頁(yè)巖氣的開(kāi)采生產(chǎn)會(huì)引發(fā)水資源消耗、溫室氣體排放等問(wèn)題。例如,頁(yè)巖氣生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的甲烷,其溫室效應(yīng)是二氧化碳的25倍。頁(yè)巖氣鉆井完井階段的甲烷排放率可以是常規(guī)產(chǎn)氣的190倍。此外,頁(yè)巖氣生產(chǎn)需要大量土地進(jìn)行鉆探,可能會(huì)造成土地資源浪費(fèi)、土壤擾動(dòng)、污染物沉積等負(fù)面影響。最后,生產(chǎn)過(guò)程還會(huì)造成噪聲污染,破壞自然和人文景觀。
3.缺乏完善的基礎(chǔ)設(shè)施。輸氣管道建設(shè)和運(yùn)營(yíng)是頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。我國(guó)已建成運(yùn)營(yíng)的天然氣管道7.4萬(wàn)公里。但管道密度僅為美國(guó)密度的1/8,法國(guó)密度的1/9,德國(guó)密度的1/10,奧地利密度的1/40。管網(wǎng)設(shè)施不足,極大地阻礙了頁(yè)巖氣運(yùn)輸和整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。此外,由于缺乏壓縮天然氣(CNG)和小型液化天然氣(LNG)設(shè)施,管道輸送是天然氣從生產(chǎn)者到消費(fèi)者的主要手段,成為制約我國(guó)頁(yè)巖氣行業(yè)發(fā)展的瓶頸。如果管網(wǎng)建設(shè)不能加快,頁(yè)巖氣輸送能力的不足將阻礙產(chǎn)量的提高和生產(chǎn)的商業(yè)化。此外,中國(guó)頁(yè)巖氣資源主要分布在地形條件復(fù)雜的中西部山區(qū)和盆地地區(qū)。這使得構(gòu)建管道網(wǎng)絡(luò)變得困難且成本高昂?;A(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足,阻礙了頁(yè)巖氣生產(chǎn)的發(fā)展。
4.市場(chǎng)化參與主體豐富程度受限。首先,頁(yè)巖氣項(xiàng)目投資的參與主體眾多,不僅有大型企業(yè),還包括各類中小企業(yè)、科技公司、市場(chǎng)化資本投資公司等。投資主體的多元化、中小企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和大企業(yè)的資金支持,能夠共同促進(jìn)頁(yè)巖氣開(kāi)采、投資、運(yùn)營(yíng)等行業(yè)的健康發(fā)展。其次,上游采礦權(quán)和探礦權(quán)的市場(chǎng)化交易機(jī)制亟待完善。國(guó)際上,地下資源的所有權(quán)交易,即土地產(chǎn)權(quán)與礦產(chǎn)權(quán)的分割、出讓具有相對(duì)成熟的市場(chǎng)機(jī)制,能夠激勵(lì)土地所有者與開(kāi)發(fā)投資者,參與礦產(chǎn)資源勘探和生產(chǎn)的市場(chǎng)化和商業(yè)化過(guò)程。在我國(guó),根據(jù)《中華人民共和國(guó)礦產(chǎn)資源法》,礦產(chǎn)資源均為國(guó)家所有,地表和地下礦產(chǎn)資源的國(guó)家所有權(quán)不得變更或轉(zhuǎn)讓。因此,在一定程度上提高中小企業(yè)參與頁(yè)巖氣項(xiàng)目投資的門檻。
5.市場(chǎng)化定價(jià)機(jī)制不完善。能源價(jià)格改革是我國(guó)能源體制市場(chǎng)化改革的一大亮點(diǎn)。以天然氣為例,從“十二五”開(kāi)始,其價(jià)格經(jīng)歷了從成本加成到替代能源價(jià)格掛鉤的轉(zhuǎn)變,從出廠價(jià)的建立到站價(jià)的調(diào)整,以及增量氣價(jià)和存量氣價(jià)。受此影響,天然氣價(jià)格有所下降,“以產(chǎn)銷為主”的模式不如“以銷定產(chǎn)”模式更合適。為此逐步開(kāi)放競(jìng)爭(zhēng)性價(jià)格,天然氣井口價(jià)格和銷售價(jià)格由市場(chǎng)決定,石油天然氣管輸價(jià)格由政府制定。2015年10月國(guó)務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)價(jià)格機(jī)制改革的若干意見(jiàn)》提出了天然氣領(lǐng)域市場(chǎng)化價(jià)格機(jī)制改革的原則:“控制中間,放開(kāi)兩端”,促進(jìn)多元化競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)主體之間安全管理,逐步減少交叉補(bǔ)貼。要盡快理清天然氣價(jià)格問(wèn)題,放開(kāi)天然氣來(lái)源和銷售價(jià)格,建立能源價(jià)格市場(chǎng)化機(jī)制。
6.財(cái)政補(bǔ)貼力度有限。2012年,國(guó)土資源部出臺(tái)了《頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)利用補(bǔ)貼政策》,對(duì)頁(yè)巖氣生產(chǎn)補(bǔ)貼額度進(jìn)行了規(guī)定。2012-2015年我國(guó)頁(yè)巖氣生產(chǎn)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為每立方米0.4元,2016-2018年將降至每立方米0.3元,2019-2020年降至每立方米0.2元。現(xiàn)階段,由于頁(yè)巖氣相對(duì)于常規(guī)油氣資源不具備成本優(yōu)勢(shì),其開(kāi)發(fā)更多依賴于政府支持和優(yōu)惠政策。但目前對(duì)該行業(yè)的補(bǔ)貼方式單一,補(bǔ)貼十分有限,且對(duì)該行業(yè)投資的減稅補(bǔ)貼力度不夠。而且,一些地方政策執(zhí)行難度大,使得實(shí)際收益和激勵(lì)機(jī)制還不夠規(guī)范,從而降低了政策的有效性和投資的動(dòng)力,阻礙了頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和快速發(fā)展。
1.著力提升技術(shù)和自主創(chuàng)新能力。在頁(yè)巖勘探和生產(chǎn)領(lǐng)域,技術(shù)創(chuàng)新大大提高了水平井鉆井效率,鉆井成本顯著下降,水平井最大長(zhǎng)度也迅速增加,技術(shù)進(jìn)步是增產(chǎn)的關(guān)鍵。例如,鉆機(jī)和切削工具、地面鉆井設(shè)備、定向井工具和批量鉆井技術(shù)幫助石油生產(chǎn)商在過(guò)去十余年間提高了35%以上的鉆井效率。在提升技術(shù)的同時(shí),不僅需要引進(jìn)技術(shù)理念、設(shè)備和人才,還要因地制宜地對(duì)這些引進(jìn)技術(shù)進(jìn)行調(diào)整和更新,著力提升自主創(chuàng)新能力。
2.加大頁(yè)巖生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)與治理投入。頁(yè)巖資源的勘探和生產(chǎn)可能會(huì)引發(fā)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),因此環(huán)境保護(hù)成為實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖資源勘探和生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的緊迫任務(wù)。首先,加大研發(fā)投入,創(chuàng)新新技術(shù),降低壓裂液污染成分,發(fā)展環(huán)保壓裂工藝;完善水資源循環(huán)利用體系,提高廢液回用率;改進(jìn)鉆井和生產(chǎn)工具,解決甲烷氣體泄漏問(wèn)題。其次,政府還需要加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管,建立統(tǒng)一的監(jiān)管機(jī)構(gòu),加快環(huán)境保護(hù)立法,要求企業(yè)樹(shù)立環(huán)保意識(shí)。
3.探索完善市場(chǎng)機(jī)制。當(dāng)前,探礦權(quán)由登記制向招標(biāo)制轉(zhuǎn)變是上游市場(chǎng)化改革的第一步。目前,我國(guó)頁(yè)巖氣勘探許可證已經(jīng)進(jìn)行了兩輪招標(biāo),但由于投資成本高等原因,勘探和生產(chǎn)過(guò)程相對(duì)緩慢,只有建立健全探礦權(quán)交易制度,引入競(jìng)爭(zhēng),避免資源錯(cuò)配,才能為不具備競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)建立有效的退出機(jī)制,吸引更多資金和投資進(jìn)入。
4.加強(qiáng)補(bǔ)貼支持。借鑒美國(guó)的經(jīng)驗(yàn),頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化在很大程度上依賴于政府的補(bǔ)貼支持。近年來(lái),我國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)較快增長(zhǎng),但單位凈利潤(rùn)并沒(méi)有顯著增長(zhǎng),在技術(shù)更加成熟和具有競(jìng)爭(zhēng)力之前,還需要政府發(fā)揮很大的支持作用。面對(duì)中國(guó)頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)上、中、下游市場(chǎng)化不足的問(wèn)題,政府補(bǔ)貼政策要更加明確,補(bǔ)貼的數(shù)量、范圍和條件更加科學(xué)合理,才能夠吸引更多的社會(huì)資本和資金投入。引領(lǐng)頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
當(dāng)前,在我國(guó)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),降低煤炭消費(fèi),控制原油消費(fèi),鼓勵(lì)天然氣消費(fèi)是十分必要的。其中,加快以頁(yè)巖氣為主的非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)利用,有助于保障我國(guó)能源自給水平。我國(guó)頁(yè)巖資源儲(chǔ)量和技術(shù)可采量巨大,并在2012年以來(lái),出臺(tái)了多項(xiàng)政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),不斷改善頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)投資環(huán)境。盡管中國(guó)頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)開(kāi)局良好并不斷提升,但頁(yè)巖氣投資項(xiàng)目仍然存在諸多風(fēng)險(xiǎn),包括技術(shù)、成本控制、基礎(chǔ)設(shè)施、市場(chǎng)機(jī)制等。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,滿足能源需求、減少對(duì)外能源依賴是我國(guó)油氣工業(yè)的主要目標(biāo),也是我國(guó)能源安全的重要保障。我國(guó)應(yīng)著力加快全行業(yè)市場(chǎng)化改革,完善管網(wǎng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施,出臺(tái)更多利好政策,加大財(cái)政補(bǔ)貼力度,加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管,支持頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。