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标题: 美国“页岩革命”将成功，“能源独立”百年无忧 [打印本页]

作者: dulidiyijun 时间: 2012-2-21 09:29
标题: 美国“页岩革命”将成功，“能源独立”百年无忧

文/庞忠甲
　　
　　值此举世惊悚传统能源告罄之际，21世纪全球实体经济竞争的制高点在能源领域，特别是清洁能源的安全供应。
　　
　　今年3月30日，奥巴马在乔治敦大学演讲中强调，“谁能领导21世纪的清洁能源经济，谁就能领导21世纪的全球经济。我希望美国成为这个国家，我希望美国赢得未来。”
　　
　　最近两年，美国实现了一场虽不瞩目但意义重大的油、气“页岩革命（Shale Revolution）”，筑建了不同凡响的能源强势底气，为今后长期经济发展的能源供应消除了后顾之忧。有人说，这项新技术促成的资源有效利用，是推动美国经济继续前进的一项“天大的恩赐”。
　　
　　全球常规能源倒计时
　　
　　2010年全球能源消费总量相当于120.02亿吨标准油当量*。其中石油40.28亿吨，天然气28.0亿吨，煤炭35.6亿吨，水电7.76亿吨，核电6.26亿吨，“可再生”能源2.12亿吨。
　　
　　石油、天然气和煤炭等化石燃料是人类一次能源的主体，约占消费总量87%，但储量有限，不可再生。其中石油应用最广，是重要的“第一能源”。根据2009年统计资料，全球常规石油资源可采储量1855亿吨，按2010年消费量计，只够维持46年。天然气和煤炭则分别可以供应约60年和230年。可见除了煤炭还有缓冲余地，主要传统化石燃料储藏已近枯竭，进入倒计时阶段。
　　
　　一场开发新能源的技术革命正在如火如荼展开。令人眼花缭乱的形形色色的“可再生”能源，诸如太阳能、风能、地热能、生物质能以及废弃物热能等，十年来增加了三倍，但2010年在全球一次能源消费中只占1.8%，全球电力消费总量中仅有1.3%来自“可再生”能源（非水电）；从实用意义来说，还处于小打小闹的阶段。真正在数量级上堪以有效取代常规化石燃料的大容量“可再生”能源，开发步伐极其迟缓，倘非出现奇迹性突破，很难在短期内产生飞跃。世人必须立足现实，清醒地看到当今化石燃料为主，水力和核能为辅的“旧能源”时代，与“新能源”时代之间，存在一个青黄不接、险象环生的“能源峡谷”过渡期，从现在算起，历时恐怕不止百年。
　　
　　在此过渡期间，美国的总体能源战略，可以从维持政治、经济、军事强势地位，确保国际能源市场供应渠道畅通，制定资源开发优先次序，建立充足的石油储备，鼓励支持发展先进清洁、节能技术，大力开发多元替代能源和“可再生”新能源等多方面进行考察。
　　
　　美国去年消耗石油8.5亿吨，占全球的21%；但本国可开采石油储量只及世界总量1.5%弱，长期以来，石油大半依靠进口。为保障国家安全，美国力图减少对外国石油的依赖，并维护本国有限的石油资源的可持续开发。
　　
　　自从1969年南加州发生重大石油泄漏事件，海岸被污染后，美国对许多国内石油矿藏发布了禁采令。1982年，里根政府任内，国会通过近海石油禁采法律，冻结距海岸线4.8公里至322公里的美国大陆架石油开采。该法案每年都被重审延长。1990年，时任总统的老布什签署行政令，将禁采区域扩大为墨西哥湾中部和阿拉斯加的所有近海海域，禁令有效期至2002年。1998年，克林顿总统又将有效期延长至2012年。还有科罗拉多州、犹他州及怀俄明州的油田也都在禁采之列。
　　
　　虽然禁采令出于环保理由，但许多分析人士认为，美国政府封存本国油田，有其有备无患的长远的战略考虑。
　　
　　值此险峻的“能源峡谷”时期，至少还可仰仗两大支柱——煤炭和核能。
　　
　　美国的煤炭可采储量估计为2600亿吨，约占世界总储量的28％左右，按目前耗量计，还能维持使用250年。
　　
　　煤炭是一种肮脏的燃料。美国政府高度重视利用煤炭，大力提倡用于发电，转化为洁净、方便、高效能的二次能源——电力。现在美国生产的煤百分之九十以上用于发电。三十年来，美国一次能源消费中煤的比例从17.1％上升为24.6％（2008年数据）。
　　
　　从卡特政府开始，历届美国政府都拨巨款支持开发清洁、高效和综合利用煤炭的“清洁煤”（Clean Coal）计划，掌握了以“IGCC”为代表的大规模“清洁煤发电”商用化技术手段，但成本高昂，问题犹多，欠缺普遍推广的条件。
　　
　　另一支柱为核能（裂变）发电，现占全球发电量的15%。目下普遍使用的原料铀-235天然资源有限，按当前耗量计，只够维持五十年左右。若发展运用增殖反应堆技术，则可进一步扩大利用铀和钍的资源，使得核裂变能的资源增加上百倍。
　　
　　核能是一种无污染排放物的清洁能源，但一旦放射性外泄，后果极其严重，放射性废料处理也是难题，于是成为环保界众矢之的；更且增殖堆衍生物能用于制造核武器；涉及政治敏感的高度禁忌，以致多年来核电事业阻碍重重，发展停滞，甚至倒退。今年三月日本福岛事故以来，尤有举世闻核色变之势。虽然中国和日本等仍然坚持发展核电，但许多国家出现了大转向。德国宣布2022年前全部关闭核电站，瑞士计划在2034年前全面放弃核电，意大利进行公投之后也表示弃核。美国则放缓了核电建设步伐，原拟新建30座核电站的计划，前景变得很不明朗。
　　
　　“页岩革命”悄然来临
　　
　　在这种阴云笼罩的历史性能源困境中，最近美国悄然降临的一场油气“页岩革命”带来了巨变，使得几将沦为“夕阳工业”的石油天然气行业浴火重生，前程光明，“长命百岁”。
　　
　　油页岩（Oil Shale，又称油母页岩）是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，可以分解、释出页岩油和页岩气，就是非常规的石油和天然气。另外还有多种页岩层，例如泥盆系页岩、石炭系页岩等，也可采出页岩气。这种资源早在1821年就已发现，但由于开采成本极高，开发利用非常缓慢。上世纪七十年代石油危机爆发后，美国主要的石油公司纷纷投入巨资进行页岩油、气提炼的尝试，但均以成本过高，不具备经济可行性而告终。直到六年前这个行业还被广泛视为没落无望。
　　
　　多年来，美国政府实施了一系列鼓励能源储备、替代能源技术开发和商业化等方面的信贷优惠、税收激励和补贴政策。这些政策有效促进了油气页岩领域涵盖资源、地质、干馏、燃烧、环保、水供应等各方面的技术关键出现了重要突破。
　　
　　在大力推进油气页岩开发的同时，美国联邦政府以及州政府在环境保护方面出台了一系列法律法规，这些措施涵盖了开发的全过程：从勘探、钻井、生产、废水处理，以至旧井遗弃与封存，严密、细致有效地保障了美国油气页岩发展过程中的环境保护。虽然环保人士仍有诸多质疑，以至诉讼不绝，但事实证明关键问题均在可控范围之内，不至于成为发展障碍。
　　
　　美国是目前全球探明油页岩资源最多的国家，已知储量3.34万亿吨，成藏条件优越，折合页岩油3036亿吨，（约75%集中在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州），占全球总量70%以上；其中可采储量在700至1500亿吨之间，即便按低位700亿吨计，等于美国常规石油可采储量26.2亿吨的26倍，相当于世界第一富油国沙特阿拉伯的356亿吨的两倍。
　　
　　另外，已探明美国可开采页岩气资源23.4万亿立方米，居世界第二位，为美国常规天然气可采储量6.93万亿立方米的3.4倍。
　　
　　随着技术的发展，这些可采储量数据还在不断向上大幅修正。
　　
　　其中页岩气（Shale Gas）是一种清洁的非常规天然气，比其他化石燃料燃烧时排放的有害物质少得多，碳排放只有石油的一半，属于广义的清洁能源。从2009年2月开始，一些专家们就开始用“页岩气革命”来定义这一技术突破可能带来的巨大变化。
　　
　　这场页岩气变革的先行者，今已91岁的希腊裔美国企业家乔治. 米歇尔（George Mitchell，1919-）主持的 Mitchell Energy & Development 公司（MED），曾花十七年时间，数亿美元的投资，先后钻了三十多口试验井，测试了多种钻井和各种地层压裂的方法，以及压裂支撑剂的组合，终于把束缚在页岩中的天然气大规模地，经济地开采了出来。MED 也从一家不起眼的小公司，变身为《财富》杂志的世界500强之一（现已并入北美最大的液化天然气供应商 Devon Energy Corporation）。2010年6月，在阿姆斯特丹召开的“解放您的潜力——全球非常规天然气2010年会”上，乔治. 米歇尔老人被授予美国天然气技术研究所终身成就奖。
　　
　　迎来“能源独立”新纪元
　　
　　美国油气页岩技术的突破，宣示了石油工业进入了陆上非常规油气时代；美国能源专家们相信，尽管今后能源消耗继续上升，实现国家“能源独立”应无悬念，至少可保百年无虞。这一发展也大大增加了世界能源供给储备，正在改变世界现有的能源供给结构，地缘经济结构和地缘政治结构；还相应缓解和改变了关于全球暖化的话题。
　　
　　油、气页岩革命的经济价值不亚于历史上任何一项重大技术创新，立即使得美国石油天然气产业再现生机。如今在美国，石油生产几十年来首见增长，廉价天然气得以大量供应。
　　
　　2010年，美国国内的石油产量达到自2003年以来的最高值，进口石油量占所消耗液体燃料的比例十多年来首次低于50%。美国折合成年率的净石油进口量已经从2006年末的每天1,300万桶降至目前的900万桶以下。去年美国从中东进口石油仅为8600万吨，相当于每天172万桶，只占全国8.5亿吨石油消费的11%。另外，美国已从原来日进口量250万桶的成品油进口国转变为今天的净出口国。
　　
　　与此同时，页岩气产量迅速增加，2006至2010年间，页岩气年产量由331亿立方米增加到了1378亿立方米，年均增长45.1%。2000年时，美国页岩气在天然气总产量中仅占1%，现在已提高为30%；预期2030年这一比例将进一步上升至55%。页岩气的成功开发，使美国2009年起超过俄罗斯跃居世界最大天然气生产国，基本上实现了自给自足，从此不必担忧产气国如欧佩克垄断天然气市场的威胁，并可对欧洲市场等输出液化天然气（LNG），得以削弱俄罗斯、委内瑞拉、伊朗和沙特阿拉伯的能源资源影响力，还将有助于降低美国减少温室气体排放的平均成本。
　　
　　在国际燃料价格高企之际，美国天然气每百万英热单位（MBTU）的价格从2008年的14美元，跌到2010年的的4.39美元（作为比较：英国天然气6.56美元，欧盟管道气到岸价8.01美元，日本液化石油气到岸价更高，为10.91美元），因此带动了美国电力成本和售价下降。
　　
　　据美国能源情报署（EIA）最新资料，使用不同燃料的新建电厂每一千度电的发电成本分别为：天然气63美元，煤炭95美元，风能97美元，核能114美元，太阳能211美元。
　　
　　作为机动车燃料，使用压缩天然气比汽油便宜三分之一，减少污染物排放60-90%，而且较为安全，因为在事故中不易燃烧和爆炸。
　　
　　美国商界认为，油气页岩革命给美国的制造业带来了二十年未有的好消息。事实上，这场革命有力地支持美国提升实体经济的结构性调整战略，首先带动的是石化工业由外包转向回归，以及钢铁工业枯木逢春。迄今已见美国制造业连续28个月增长，在全球制造业普遍疲弱中一枝独秀。2010年初美国总统奥巴马提出了五年内使出口倍增计划，目前美出口符合这一计划的方向，去年全年出口增长约17%，大于进口增幅。
　　
　　一年多来，宾州的马赛鲁斯页岩公司（Marcellus Shale）增加了48,000个职位。至今页岩行业已在全国增添了逾五十万个岗位。估计今后四年里，俄亥俄州页岩行业将增加二十万个职位。未来全国范围页岩行业将直接与间接增加工作岗位数以百万计。
　　
　　有人估计，不消十年，美国可能实现梦寐以求的“能源独立”理想；整个美国工业有可能在油气页岩资源的基础上重建，因而大幅增加就业机会，显著提升内需消费活力以及实体经济全球竞争力，为美国经济重振雄风提供至关重要的支持力量。
　　
　　由于新兴市场能源需求的上升，美国石油进口趋势的逆转未必能够打压油价，但可以对油价的升势发生一定的制约作用。石油进口减少，制造业情况改善，出口（包括附加值很高的油品）增加，有助降低贸易赤字，减轻债务负担，实现财政平衡，从而提振美元强势，支持美国全球金融霸权地位。
　　
　　显然，页岩油气崛起已经构成对煤电、核电和经济性不佳的新能源项目的强劲挑战。
　　
　　今年3月30日，美国政府发布了《能源安全未来蓝图》，提高了本土传统化石能源的地位。认为目前应该尽可能开发本土化石能源，包括禁采多年的墨西哥湾和阿拉斯加的石油，以及广泛的非传统的油气资源，甚至连加拿大的油砂也可以包括在内。
　　
　　坐拥如此庞大的油气资源和先进的开发技术，美国自然不必像欧洲人一样将能源安全主要寄托在非常昂贵的“可再生“能源上。在金融危机余波不绝，国家财政捉襟见肘之际，《蓝图》放缓了国内对于“可再生”能源的支持力度，但另辟蹊径，通过国际合作为“可再生”能源的发展寻找动力。近年来，美国不断同各新兴经济体如中国和印度等国签订能源发展合作协议，利用新兴经济体的资源和财力，以及美国本身的科技实力来共同开发“可再生”能源。
　　
　　中国因应战略小议
　　
　　中国经济蓬勃发展，中产阶级日益壮大，能源消费急剧增加，已由基本自给自足转化为仅次于美国的世界第二大能源进口国。有经济学家估计，如果按照目前的方式继续下去，到2030年中国石油的对外依存度将超过80%，高于美国曾经达到70%左右的最高水平，同时获取能源的成本也在不断提高；这表明，中国经济的持续发展需要比以前付出更多的代价。
　　
　　中国绝大部分石油进口要靠油轮从中东、非洲和拉美产油国，经由美国海军维持治安的海路完成。其中许多地区处于不稳定状态。随着美国“能源独立”格局的形成，华盛顿不再担心这些地区的动乱，将逐步松开与这些产油国的军事和政治关系。意味着传统能源供应基地以及漫长的运输线发生变故的风险增加。中国的能源安全势将面对巨大的挑战，必然涉及经济、军事和外交方面的因应举措。如何减少依赖能源进口，包括通过中国自己的“页岩革命”扩大油气自给能力，是为紧要的根本性对策之一。
　　
　　中国油气页岩储量丰富，含油率中等偏好，主要分布在东部和中部地区的十五个省和自治区，其中,吉林省、广东省、辽宁省合计占80%以上。估计全国油页岩总储量4800亿吨，相当于页岩油资源476亿吨，居世界第4位。
　　
　　中国页岩气储量可观，可采储量高达36万亿立方米，占全球的20%，超过美国，为世界之最；主要分布在松辽盆地、渤海湾盆地、江汉盆地、四川盆地和柴达木盆地等地区。开发利用前景无限光明。
　　
　　中国页岩开发不能照搬美国模式，因为页岩地质条件差异较大（形成的地质年代晚于美国），而且监管框架和土地拥有权都有所不同；但是美国页岩革命的许多经验值得借鉴。
　　
　　中国目前还缺乏开采页岩气的成熟先进技术，自主创新与海外取经相结合当是必由之路。2009年11月，中国国家主席胡锦涛和美国总统奥巴马签署了页岩气联合研究和技术合作的协议书；同时双方还签订了《美国国务院和中国国家能源局关于中美页岩气资源工作行动计划》，近年来几乎每个月都有相关的双边会议。双方计划运用美方在开发非常规天然气方面的经验，在符合中国有关法律法规的前提下，就页岩气资源评价、勘探开发技术等方面开展合作，以促进中国页岩气资源开发。
　　
　　业内人士普遍估计，中美油气页岩开采技术合作不应遭遇过多阻碍。一方面中方已下定决心开发页岩气，不会在利益问题上拘泥小节；另一方面，中国开发自有资源，减轻全球能源市场的压力，降低对政治动荡不宁的中东等地区的油、气依赖，对于两国具有很大互补性的总体发展战略来说都有利无弊，是为有助双方可持续发展，构建和谐世界的共赢大业。
　　
　　
　　*联合国规定1吨标准油当量的热值为42620兆焦耳（MJ），约等于10.14百万大卡（MKcal），或40.2百万英热单位（MBtu）
　　
　　2011年12月10日

（这是我的老朋友庞忠甲的大作，在里面提到了美国的新能源革命即将成功，这将改变今后全球的格局，在我们合著的《美国凭什么》中有详细论述，敬请关注）

　　
　　

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