頁巖氣對國際能源品需求的影響及我國的發(fā)展對策

楊列寧

（天津大學管理學院，天津市 300072）

2013年10月30日，國家能源局正式發(fā)布了《頁巖氣產(chǎn)業(yè)政策》，力促頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展。頁巖氣開發(fā)在國外已經(jīng)取得了豐碩的成果。2012年美國頁巖氣產(chǎn)量已經(jīng)超過了1000億立方米，占天然氣總產(chǎn)量的20%，而2006年頁巖氣產(chǎn)量僅為其天然氣總產(chǎn)量的1%。頁巖氣的使用，降低了美國天然氣的價格，繼而對煤炭和原油價格產(chǎn)生了影響，使得美國從能源進口國變?yōu)槌隹诖髧?。我國能源形勢緊張，頁巖氣作為解決方案，具有重要的社會經(jīng)濟意義。

一、頁巖氣發(fā)展和使用狀況

1.國際頁巖氣開采情況

在過去的10年里，美國逐步成為頁巖氣生產(chǎn)的領(lǐng)頭羊。水力壓裂法提取技術(shù)使頁巖氣的開采成本大幅下降，產(chǎn)量迅速增加。[1]2000年美國的頁巖氣產(chǎn)量還依然為零，而2012年其產(chǎn)量已經(jīng)占到美國天然氣市場總量的1/4。美國頁巖氣開采量的增加，改變了國際能源格局，其天然氣的產(chǎn)量已經(jīng)超過俄羅斯成為世界第一大產(chǎn)氣國。[2]由于大量耗能產(chǎn)業(yè)開始油改氣，石油的使用比例減少，美國已經(jīng)由原油進口國變?yōu)閮舫隹趪?。同時，加拿大的頁巖氣開發(fā)也取得了顯著的成績。目前全球頁巖氣取得成功的只有美國和加拿大，其他國家雖然也加大了頁巖氣開發(fā)投資的力度，但由于各種因素，尚沒有對能源供應(yīng)產(chǎn)生影響。

2.我國頁巖氣開發(fā)狀況

我國擁有世界上最大的頁巖氣技術(shù)可采儲量（相當于加拿大和美國儲量之和），但在國有企業(yè)為主的油氣行業(yè)，實際開發(fā)速度較慢。我國政府設(shè)定的2015年頁巖氣產(chǎn)量目標是65億立方米，相當于我國天然氣總產(chǎn)量的2%。作為全球最大的能源消費國，希望通過開采本土的頁巖氣降低對進口石油、煤炭和天然氣的依賴。但是我國頁巖氣的開采面臨很大障礙。缺乏經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員、針對管道接入的苛刻法規(guī)以及復(fù)雜的地質(zhì)條件，使得我國采掘頁巖氣的成本相對較高。另外，我國天然氣是政府定價，為保障居民需要一直人為壓低價格，常規(guī)天然氣相對于頁巖氣價格偏低，頁巖氣的開采難有市場。中國石油天然氣集團公司（以下簡稱“中石油”）、中國石油化工集團公司（以下簡稱“中石化”）、中國海洋石油總公司（以下簡稱“中海油”）這“三桶油”占有質(zhì)量最好、地質(zhì)數(shù)據(jù)最為完善的頁巖氣區(qū)塊，而且與殼牌、道達爾、康菲、雪佛龍和埃尼等國際石油公司進行合作，直到2013年底我國的頁巖氣勘探井一共才100座左右，而美國一年就新增加近8000口頁巖氣井。專業(yè)的能源企業(yè)尚且如此，其他取得勘探開采權(quán)的企業(yè)大部分還處于勘探階段，并沒有真正開采。

我國在頁巖氣開發(fā)領(lǐng)域已有進步。中石化重慶涪陵國家級示范區(qū)頁巖氣井平均單井產(chǎn)量15萬立方米/天，中石油長寧—威遠、昭通兩個國家級示范區(qū)及富順—永川對外合作區(qū)，也已經(jīng)大量產(chǎn)氣，2013年我國頁巖氣產(chǎn)量達到2億立方米，同比增長700%。與美國相比，我國非常規(guī)天然氣開發(fā)仍然處于初級狀態(tài)，主要體現(xiàn)在技術(shù)落后、經(jīng)濟性差和產(chǎn)權(quán)不明晰等方面。以目前的開發(fā)能力來看，煤層氣開采最為成熟，頁巖氣開采次之。

（1）技術(shù)不成熟，開發(fā)難度大。作為新興的非常規(guī)能源，頁巖氣資源的開發(fā)需要大量技術(shù)、資金和人員投入。我國的頁巖氣開發(fā)剛剛起步，技術(shù)儲備比較薄弱，再加上地質(zhì)條件復(fù)雜，開發(fā)難度大于美國。雖然頁巖氣可開采量大約有25萬億立方米（也有的估計是60萬億立方米），目前可開采量居世界第一位，但可開發(fā)地區(qū)多處于復(fù)雜的山地，勘探開發(fā)和產(chǎn)能建設(shè)的難度較大。

（2）頁巖氣開采的水資源缺乏。頁巖氣開發(fā)中要消耗可觀的水資源，如何有效地進行水資源管理也是我國開發(fā)企業(yè)必須解決的問題。頁巖氣開采用水大約是常規(guī)天然氣用水量的10倍，一般一口普通天然氣水平井一次壓裂用水為1000多立方米，而頁巖氣用水則在10000立方米以上。為了達到2015年65億立方米的規(guī)劃產(chǎn)量，我國大約需要有450～1380口頁巖氣井，需水量大約在450萬～1380萬立方米。按照近年我國年工業(yè)耗水約350億立方米計算，未來僅頁巖氣開采的耗水量就要占1.3%～3.9%。美國經(jīng)驗顯示，頁巖氣涉及的水問題比常規(guī)油氣復(fù)雜得多，一些排放物較為特殊，僅用一般的工業(yè)廢水廢氣排放標準難以規(guī)范。頁巖氣開采對環(huán)境造成的破壞相當大，在開采過程之中會產(chǎn)生部分污染物，法國等歐洲國家就因為難以控制頁巖氣開采過程中產(chǎn)生的污染而沒有大規(guī)模開采頁巖氣。美國的頁巖氣開采則都在地廣人稀的西部地區(qū)，但也造成地下水甲烷等含量嚴重超標。

（3）管網(wǎng)建設(shè)落后。發(fā)達的天然氣管網(wǎng)可以大大降低頁巖氣的開發(fā)利用成本。與美國相比，我國管網(wǎng)建設(shè)嚴重滯后，現(xiàn)有管網(wǎng)設(shè)施基本上是壟斷經(jīng)營，不利于降低開發(fā)成本和提高開發(fā)積極性。同天然氣一樣，頁巖氣運輸需要發(fā)達的管網(wǎng)運輸，而我國天然氣管道90%由中石油控制，頁巖氣開采以后如何與中石油合作進行運輸，涉及到很多利益談判，即使國家強調(diào)無歧視的公平運輸，按照一定排序無歧視對第三方開放管道設(shè)施，但是現(xiàn)實情境下很難實現(xiàn)，大唐集團公司（以下簡稱“大唐集團”）的案例就說明了這一點。大唐集團準備通過中石油管道向北京供應(yīng)其內(nèi)蒙古工廠生產(chǎn)的天然氣，但是中石油和北京市簽有排他性供氣協(xié)議，大唐集團只能自建管網(wǎng)。

二、頁巖氣發(fā)展對能源需求的影響

1.直接替代天然氣，降低了天然氣的需求

以頁巖氣開發(fā)最為成功的美國為例，作為天然氣消耗大國，美國截止到2012年的天然氣消費量達到6900億立方米，約占全球的21.5%，過去5年的消費量復(fù)合增長率為2.4%。美國歷史上長期進口天然氣，其2007年凈進口量為1072億立方米，占總需求的16.3%，但之后隨著頁巖氣開發(fā)的爆發(fā)性增長，其進口量逐年下滑，2012年僅為551億立方米，占比為8%。預(yù)計美國將成為天然氣凈出口國，對全球液化天然氣（LNG）市場產(chǎn)生很大沖擊，將會降低國際天然氣的需求量和價格。

1.3 人工孵化 受精卵在孵化槽內(nèi)以流水方式進行孵化。孵化槽規(guī)格為長120 cm、寬35 cm、深30 cm；水溫控制在（16±0.5）℃，溶解氧6.5 mg∕L以上，pH為7.5；水流速度控制在0.03 m∕s；平均孵化時間150 h，最早120 h。受精卵采集完成后稱重，同時取5 g卵計數(shù)，從而推算出卵的數(shù)量；孵化出的魚苗采用稱重法測算。魚卵孵化過程中要及時挑出死卵，防止水霉著生。

國際天然氣供需的變化導致價格下滑有利于我國天然氣的使用。我國使用天然氣的用戶主要是發(fā)電廠和居民，涉及到居民生活成本，所以由國家控制價格導致天然氣價格相對較低，沒有反映真實成本。在資源價格市場化的背景下，天然氣價格還會繼續(xù)上漲，但受國際天然氣價格下降的影響，我國天然氣價格上漲動能相對不足，需求則會擴大。

2.減少原油需求，增加原油供給

頁巖氣革命，使得美國天然氣價格持續(xù)下降，而此時原油價格依然繼續(xù)上漲，同等熱量單位原油的價格是天然氣價格的9倍。這促使美國選擇更廉價的天然氣替代原油。[3]2006年后，隨著頁巖氣的爆發(fā)式增長，美國的原油需求量逐年下滑，2012年的原油需求量僅為8.1億噸，比2005年的9.4億噸下滑了1.3億噸。在美國能源消費結(jié)構(gòu)中，原油消耗占比已從40%減到36%，而天然氣消耗則從23%增至27%。4%的原油被天然氣取代，總計取代量達3930萬億英制熱量單位（立方英尺/秒），預(yù)計這一局面還將繼續(xù)。

頁巖氣促進了原油產(chǎn)量增長。頁巖氣的爆發(fā)式增長，在抑制了原油需求的同時，卻帶動了原油產(chǎn)量的增加。由于頁巖氣與傳統(tǒng)天然氣相比，其重組分即天然氣凝析油（NGLs）含量更高，因此凝析油也隨著頁巖氣的增長而大幅增長。其產(chǎn)量從2005年的1.1億噸增長至2010年的1.4億噸，這也拉動同期美國原油產(chǎn)量從3.1億噸增長至3.5億噸。[4]截止到2010年，凝析油占北美原油產(chǎn)量的比例達到了40%。

頁巖氣的開發(fā)降低了美國的原油需求，并且?guī)恿嗣绹就恋脑彤a(chǎn)量，使得美國的原油供需關(guān)系趨于寬松。由于西德克薩斯中質(zhì)油（WTI）定價所在地庫欣外運能力有限，庫存僅有4400萬桶。在供過于求的大背景下，高庫存和缺乏外運能力導致西德克薩斯中質(zhì)油價格長期低于歐洲倫敦測算交易所布倫特（Brent）。由于北美占全球原油產(chǎn)量的比重為16.8%，并且增速很快，因此從中長期看，美國的低油價會抑制全球油價的漲幅。這對于我國的煉油類企業(yè)無疑是利好，油價如果維持在較低水平，對于煉油企業(yè)獲取合理利潤將有很大幫助。

3.增加了美國等國的煤炭出口，促使煤炭價格下跌

美國煤礦資源豐富，每年的消費量在10億噸以上，是全球僅次于我國的第二大煤炭消費國。美國煤炭主要分布在東部阿巴拉契亞山脈（Appaiachian）和西部的粉河流域（Powder River Basin），其產(chǎn)量占比分別為30%和55%。美國煤炭93%用來發(fā)電，但近幾年因為頁巖氣革命，天然氣價格明顯下滑，從2009年開始等熱值的煤與氣價格基本接軌。尤其是隨著2011年下半年等熱值天然氣價格開始大幅低于煤炭，美國能源消費結(jié)構(gòu)發(fā)生根本性變化，煤炭發(fā)電占比從2011年的43.3%下降至2012年的34%。煤炭發(fā)電的成本優(yōu)勢逐漸喪失，供大于求導致煤價大幅下跌，這提升了美國煤炭的出口競爭力，過去三年凈出口的復(fù)合增長率達到了24%，其中2011年的凈出口量達到了9400萬噸，比2006年高了7倍。

煤炭在我國能源消費中所占比例較高，基本維持在70%左右，即使在積極推廣新能源使用的背景下，煤炭消費所占比例也不會大幅下降，因為新能源如水電、風能、核能、太陽能等受制于成本和政府補貼等因素，難以滿足我國經(jīng)濟發(fā)展需要。頁巖氣對煤炭的替代將增加美國煤炭出口數(shù)量。目前我國進口美國煤炭僅占3%，絕對進口量遠低于澳洲、南非和印尼等，但隨著美國煤炭價格的下跌，我國從美國進口煤炭的規(guī)模會越來越大，也會對我國煤炭行業(yè)形成沖擊。近年我國煤炭價格出現(xiàn)大幅下跌，根據(jù)環(huán)渤海動力煤價格指數(shù)數(shù)據(jù)，2011年我國動力煤價格在850元/噸左右，2013年10月最低下降到530元/噸左右，雖然年底有所上升，但2014年以來價格又進一步下滑。隨著進口量的增加，煤炭價格還有進一步下降的可能，加之霧霾等天氣使政府加大了治理環(huán)境的力度，污染程度比較高的煤炭會減少使用量，將進一步降低對煤炭的需求。

三、促進我國頁巖氣發(fā)展的對策

從以上分析可以看出，頁巖氣的發(fā)展，一方面有助于提高我國能源自主性、安全保障性；另一方面，進一步降低國際天然氣、原油和煤炭的價格，有利于降低我國的進口成本，提高貿(mào)易利益。因此，要采取措施促進頁巖氣可持續(xù)發(fā)展。加強科技攻關(guān)和裝備國產(chǎn)化，努力實現(xiàn)頁巖氣低成本開采；加大政府扶持力度，盡快研究出臺財政、稅收等激勵政策；加強環(huán)境保護特別是地下水的環(huán)境保護，實現(xiàn)頁巖氣可持續(xù)開采利用。

1.提高頁巖氣開采技術(shù)水平

短期來看，頁巖氣開采技術(shù)主要依賴于和美國的合作。一是與美國加強技術(shù)談判。由于技術(shù)出口管制的限制，頁巖氣開采技術(shù)也在限制出口范圍，[5]這就需要同美國協(xié)商。目前美方承諾與中方開展技術(shù)、標準、政策等方面的合作，積極鼓勵對華出口與油氣勘探開發(fā)相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備，對中方提出的采購用于民用最終用戶和民用最終用途、但可能受到出口管制的深水油氣和頁巖氣勘探開發(fā)相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備的具體申請及時受理并作出決定。二是通過并購獲得相關(guān)技術(shù)。國內(nèi)企業(yè)通過收購一些擁有頁巖氣開采先進技術(shù)的企業(yè)，實現(xiàn)我國自身技術(shù)進步。2013年初，中石化大舉進軍北美，收購了美國頁巖氣開發(fā)企業(yè)切薩皮克的部分區(qū)塊。但是從長期來看，還需要提高自身科研實力，因為從外部難以獲得核心技術(shù)，而且我國的地形條件也需要適合的技術(shù)。只有政府提供公共科研平臺，促使各類企業(yè)加大頁巖氣開發(fā)技術(shù)研發(fā)投入，才能真正獲得核心技術(shù)的提高。

2.加大財稅等政策扶持力度

從美國的實踐看，其成功的經(jīng)驗來自于政府的扶持。美國的頁巖氣開發(fā)不僅享受針對各種傳統(tǒng)油氣的上游開發(fā)稅收優(yōu)惠政策，還有專項政策和資金予以支持。據(jù)估計，最初美國非常規(guī)資源領(lǐng)域天然氣開發(fā)利潤的30%左右來自政策優(yōu)惠。把我國頁巖氣開發(fā)納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，以便加大對頁巖氣勘探開發(fā)等的財政扶持力度。為了推動我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)化進程，已經(jīng)出臺了頁巖氣開采財政補貼政策，即2012～2015年每開采一立方米頁巖氣補貼0.4元，并對頁巖氣生產(chǎn)企業(yè)直接進行補貼。由于我國勘探風險較大，因此也應(yīng)該對勘探企業(yè)進行補貼，而且補貼不能僅僅停留在國家層面，地方政府也要對本地頁巖氣開采企業(yè)進行補貼。除補貼以外，還需要在稅收和資金上進行支持，減免一般礦產(chǎn)企業(yè)需要的資源稅和增值稅等，減免國內(nèi)不能生產(chǎn)的頁巖氣開采設(shè)備的進口關(guān)稅等。在資金上，金融機構(gòu)要加大對頁巖氣開發(fā)企業(yè)的貸款支持力度，政府在貸款利息上進行補貼并提供貸款保險業(yè)務(wù)。

3.鼓勵市場競爭

與美國頁巖氣發(fā)展路徑不同的是，我國頁巖氣目前主要依靠政府驅(qū)動，頁巖氣取得盈利尚不能依靠市場獨立完成，還需要財政的額外支持才能找到盈利平衡點。造成國內(nèi)頁巖氣開采成本過高的原因主要有以下兩個方面：一是我國頁巖氣市場目前尚未形成完全公開公平的競爭，國內(nèi)幾大油企單井獨立施工的最低成本仍在8000萬元左右；二是適用性技術(shù)沒有形成，關(guān)鍵技術(shù)和工具均需進口，施工經(jīng)驗缺乏。這兩個制約因素都需要在公平的市場競爭條件下才可以解決，目前僅僅依賴中石油、中石化、中海油這“三桶油”很難進行頁巖氣的大規(guī)模開采。黨的十八屆三中全會通過的《中共中央關(guān)于全面深化改革的若干重大問題的決定》（以下簡稱《決定》）讓“市場”對資源配置起“決定性”的作用，而企業(yè)作為市場中最重要的主體在未來必將對我國經(jīng)濟產(chǎn)生更深遠的影響。因此，頁巖氣的開采不能僅僅由中石化、中石油、中海油和延長石油四大公司負責，也應(yīng)該讓更多的企業(yè)參與，包括其他國有企業(yè)和民營企業(yè)。

4.重視環(huán)境保護

由于頁巖氣開采技術(shù)的特殊性，需要約10倍于常規(guī)天然氣開采的水量，而我國多數(shù)頁巖氣資源分布于水資源貧乏地區(qū)。更大的用水量，也意味著更大的壓裂液泄漏風險和更大的返排水處理規(guī)模，地下水資源和地表環(huán)境由此也存在更大的被污染的可能。

目前我國沒有專門涉及頁巖氣開采環(huán)保標準和法律。事實上，不僅是非常規(guī)的頁巖氣，甚至常規(guī)的天然氣開采，也沒有專門的法律來加以規(guī)范。我國頁巖氣開發(fā)還處于初期階段，配套研究滯后，管理經(jīng)驗和技術(shù)儲備不足，建議國家能源、科技和環(huán)保主管部門盡早開展頁巖氣開發(fā)環(huán)境影響與環(huán)境管理研究。依法規(guī)劃環(huán)評，從資源開發(fā)和環(huán)境保護角度考慮，優(yōu)化開發(fā)規(guī)劃和時序；加強基礎(chǔ)研究，制定有針對性的環(huán)境保護技術(shù)規(guī)范；加強國際合作與交流，借鑒國際成熟經(jīng)驗，建立環(huán)保管理體系，做好分區(qū)域、全過程環(huán)境保護監(jiān)管工作。應(yīng)借鑒美國、加拿大等國家環(huán)境管理經(jīng)驗，結(jié)合我國資源環(huán)境特點，科學合理地制定環(huán)境管理規(guī)定及技術(shù)規(guī)范。建議國家環(huán)境保護部門結(jié)合目前已經(jīng)開展的試點工程經(jīng)驗積累，完善環(huán)境管理體系，研究制定頁巖氣勘探開發(fā)環(huán)境保護準入條件。

5.加強政府監(jiān)管和協(xié)調(diào)，規(guī)范頁巖氣開發(fā)

我國目前的頁巖氣示范區(qū)機制缺乏統(tǒng)籌，示范效應(yīng)差?！稕Q定》給了頁巖氣產(chǎn)業(yè)更多的思考空間，形成完善、高效的政府決策與執(zhí)行能力，將有益于國家經(jīng)濟發(fā)展的每一個層面、每一個領(lǐng)域。我國的能源管理長久以來都難以走出“九龍治水，龍多不治”的怪圈，作為新興的頁巖氣產(chǎn)業(yè)，尤其是在缺乏實踐經(jīng)驗的環(huán)境中，則更需要完善的監(jiān)管體制引導其健康有序發(fā)展。目前，涉及到頁巖氣監(jiān)管工作的政府部門主要有國家發(fā)展和改革委員會、國土資源部、能源局、環(huán)境保護部、財政部，多部門共同管理難免會出現(xiàn)治理真空，部門間的溝通也無法保證完全通暢。因此，阻礙我國頁巖氣發(fā)展的主要壁壘已從技術(shù)攻關(guān)轉(zhuǎn)移到了“頂層設(shè)計”上。

對于天然氣和頁巖氣的運輸，可以借鑒國外以及電力改革的經(jīng)驗，成立一家或者多家管網(wǎng)公司負責頁巖氣和天然氣運輸，政府一定要做好管網(wǎng)公司的監(jiān)管工作。

＊本文系國家自然科學基金項目“我國典型生物質(zhì)能的可再生性與碳減排潛力研究”（項目編號：41371521）的成果之一。

[1]張所續(xù).世界頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀及我國頁巖氣發(fā)展展望[J].中國礦業(yè)，2013（3）：8-11.

[2]方小美，陳明霜.頁巖氣開發(fā)將改變?nèi)蛱烊粴馐袌龈窬帧绹茉葱畔⑹穑‥IA）公布全球頁巖氣資源初評結(jié)果[J].國際石油經(jīng)濟，2011（6）：40-44.

[3]周守為，姜偉，張青陽，范白濤.美國Eagle Ford頁巖氣開發(fā)對我國頁巖氣勘探開發(fā)的啟示 [J].中國工程科學，2012（6）：16-21.

[4]劉慧芳，安海忠，梅潔.美國頁巖氣開發(fā)狀況及影響分析[J].資源與產(chǎn)業(yè)，2012（6）：81-87.

[5]李巖，牟博佼.國外頁巖氣開發(fā)實踐對我國的啟示[J].中國礦業(yè)，2013（3）：4-7、19.