頁巖氣革命與北美能源獨(dú)立及其對中國的啟示

陳海波

（中國人民銀行合肥中心支行，安徽 合肥 230091）

0 引言

美國石油消費(fèi)從2005年開始出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的持續(xù)下降。最為人熟知的頁巖氣革命，帶來了美國國內(nèi)產(chǎn)量的爆發(fā)式增長和天然氣價格的下行。2011年下半年以來，頁巖油產(chǎn)量的快速上升又帶動了美國石油供應(yīng)的強(qiáng)勁增長。以上述趨勢為代表的北美能源獨(dú)立進(jìn)程，成為一個全球性話題，關(guān)乎全球油氣市場的供需變化，消費(fèi)國與傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)地區(qū)的政治關(guān)系，國際油氣資產(chǎn)版圖的重新劃分，煤炭、可再生能源等市場的發(fā)展前景以及氣候變化等議題。頁巖氣革命正在改變世界能源版圖，并將對美國能源戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)增長產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。為此，筆者擬就美國頁巖氣革命、北美能源獨(dú)立及其對中國的啟示等問題進(jìn)行探討。

1 美國能源發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 近5年來美國頁巖氣產(chǎn)量出現(xiàn)爆發(fā)式增長

人類對頁巖氣的認(rèn)識雖然已有100多年的歷史，但直到20世紀(jì)90年代隨著水力壓裂和水平鉆井技術(shù)的發(fā)展，頁巖氣才真正具備了商業(yè)開發(fā)價值。美國是世界上第一個實(shí)現(xiàn)頁巖氣大規(guī)模商業(yè)性開采的國家。依靠成熟的開發(fā)生產(chǎn)技術(shù)以及完善的管網(wǎng)設(shè)施，美國頁巖氣的開采成本僅僅略高于常規(guī)氣。另外，從20世紀(jì)80年代開始，美國政府實(shí)施了一系列鼓勵替代能源發(fā)展的稅收激勵或補(bǔ)貼政策。特別是2005年美國《能源政策法案》解除了環(huán)境保護(hù)局對水力壓裂過程的監(jiān)管權(quán)力，從而讓水力壓裂技術(shù)很快應(yīng)用起來。在一系列政策扶持措施的推動下，美國頁巖氣勘探開發(fā)取得了明顯成效。

根據(jù)美國能源情報署的數(shù)據(jù)，美國頁巖氣產(chǎn)量從1990年的39.6×108m3，增長到2005年的212.1×108m3，15年內(nèi)增長了4倍多，其占美國天然氣總產(chǎn)量的比重也從0.76%增長到4.15%；2005年以后，美國頁巖氣產(chǎn)量出現(xiàn)爆發(fā)式增長，到2011年，已達(dá)到2 223.1×108m3，6年內(nèi)增長了9倍多，占美國天然氣總產(chǎn)量的比重也上升至34.13%，超過1 3。美國能源情報署《2013年能源展望》預(yù)測， 2040年美國頁巖氣產(chǎn)量將增長至4 729.4×108m3，占美國天然氣產(chǎn)量的比重也將高達(dá)50.4%。

1.2 美國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化

過去數(shù)十年來，美國能源消費(fèi)的一次能源利用結(jié)構(gòu)逐步發(fā)生變化，一個顯著的特征是原油占比持續(xù)下滑，清潔能源（包括可再生能源、核能等）占比趨于上升。天然氣在美國一次能源利用結(jié)構(gòu)中占比穩(wěn)定在24%左右（表1）。2005年以來美國頁巖氣產(chǎn)量的持續(xù)大幅增長，可能會使得未來天然氣在美國一次能源利用結(jié)構(gòu)中的占比進(jìn)一步上升。

表1 美國一次能源利用結(jié)構(gòu)及預(yù)測表

1.3 美國能源貿(mào)易逆差縮小，能源自給率快速提升

美國多年來都是能源的凈進(jìn)口國，實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立是美國能源戰(zhàn)略的重要組成部分。美國能源情報署數(shù)據(jù)顯示，美國能源自給率（國內(nèi)能源生產(chǎn)與能源消費(fèi)的比率）從1950年的98.7%下降至1977年的77.0%，后上升至1982年的90.1%，其后持續(xù)下滑至2005年的69.9%，近年來美國能源自給率又迅速上升至2011年的81%，預(yù)計在2035年將達(dá)到87%。2005后年美國能源自給率上升的重要原因之一是美國頁巖氣產(chǎn)量的快速增長。

目前，美國對中東石油依賴度已明顯降低。至2011年，美國石油進(jìn)口中，中東石油進(jìn)口比例已經(jīng)下降至14.9%。頁巖氣產(chǎn)能的大幅提升使得美國天然氣的自給率在2011年達(dá)到94.6%。預(yù)計2020年美國天然氣進(jìn)出口將達(dá)到平衡，此后，美國將成為天然氣凈出口國。

2 世界能源版圖變化

2.1 世界一次能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)中天然氣、核能份額增長較快

20世紀(jì)70年代以來，世界一次能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，原油份額下降，天然氣和核能份額上升。根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)，作為最主要一次能源來源的原油份額由1973年的46.1%下降至2010年的32.4%，下降13.7個百分點(diǎn)；而同期天然氣份額則從16.0%上升至21.4%，核能份額從0.9%上升至5.7%，兩者份額分別提高了5.4個百分點(diǎn)和4.8個百分點(diǎn)。

2.2 世界一次能源供給與消費(fèi)的區(qū)域結(jié)構(gòu)

經(jīng)合組織（OECD）目前擁有34個成員國，涵蓋了主要發(fā)達(dá)國家以及部分新興市場國家。得益于技術(shù)進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)增長進(jìn)入緩慢增長區(qū)間，OECD國家能源供給和消費(fèi)占全球的份額均出現(xiàn)下滑。1973年OECD國家一次能源供給占全球的份額為61.4%，到2010年下降到42.4%，OECD國家的能源消費(fèi)占比也同比例下滑，從60.3%下滑至42.5%。非OECD的歐洲及獨(dú)聯(lián)體國家的能源供給與消費(fèi)占比也出現(xiàn)明顯下滑。與此相對照，中國、其他亞洲國家、中東的能源供應(yīng)和消費(fèi)占比增長較快，其中，中國能源供給和消費(fèi)的全球份額增長最快，從1973年到2010年分別增長了12.1個百分點(diǎn)和9.6個百分點(diǎn)。

從國別角度看，中國已經(jīng)超過美國成為全球最大的能源生產(chǎn)和消費(fèi)國。2010年中國能源生產(chǎn)和消費(fèi)分別占全球的17.3%和19.9%，而美國的這兩個比重分別是13.5%和17.7%。新興市場和發(fā)展中國家在全球能源生產(chǎn)和消費(fèi)中扮演了更重要的角色。在能源消費(fèi)領(lǐng)域，中國、俄羅斯、印度、巴西均上升至全球前列。

3 頁巖氣革命對美國經(jīng)濟(jì)的影響

美國頁巖氣革命導(dǎo)致美國天然氣價格降至低位，但國際油價和美國汽油價格仍將處于長期趨勢水平。頁巖氣產(chǎn)能大增，對美國能源獨(dú)立、能源安全都有積極作用，對美國縮小貿(mào)易收支逆差也有積極作用，由此，其對美國經(jīng)濟(jì)增長也會產(chǎn)生積極作用［1-2］。

3.1 對美國天然氣價格以及國際油價、美國汽油價格的影響

頁巖氣革命推動美國天然氣價格處于低位。由于頁巖氣產(chǎn)出的大幅上升，美國天然氣價格一度大幅下滑，近期雖然有所回升，但總體處于低位，同時也大大低于其他國家的天然氣價格。在一年多的時間里，紐約商品交易所美國天然氣期貨價格從2008年6月的12.784美元／MMBtu下滑至2009年8月的3.305美元／MMBtu，跌去近3 4。近期，美國天然氣期貨價格從2.05美元／MMBtu（2012年4月）的底部回升至4.16美元／MMBtu（2013年4月）的位置，但總體仍處于低位。美國天然氣價格約為歐洲的1 3、日本的1 4。由于供給充足，美國天然氣大幅上漲的風(fēng)險不大，而由于成本剛性，天然氣價格跌破2美元／MBtu的可能性也較小。天然氣對石油有部分替代性，但由于天然氣和石油在用途、運(yùn)輸、儲存等方面存在差異，兩者的價格走勢并沒有完全的相關(guān)性。本輪天然氣市場供需狀況的變化不會導(dǎo)致國際原油價格或美國國內(nèi)汽油價格的大幅下降。由于頁巖氣產(chǎn)量大增導(dǎo)致的天然氣供給增加，可能減少美國對石油的需求，但由于新興市場經(jīng)濟(jì)體需求仍在增長，在沒有較強(qiáng)沖擊性因素產(chǎn)生的情況下，全球石油供需將基本平衡，油價大幅下降的可能性不大。另外，美國天然氣產(chǎn)量的大增，大大減少了油價持續(xù)上漲的風(fēng)險。因此國際油價還會處于長期趨勢水平。

按照購買力平價計算，美國汽油價格長期處于箱體間波動。研究表明，從1913年至今，美國汽油價格相當(dāng)穩(wěn)定地維持在（0.53～1.06）美元／L這一區(qū)間（按2006年美元購買力計算）。當(dāng)前，美國全國汽油平均價格為0.93美元／L（2013年4月底），按美元在2006年的購買力計算即相當(dāng)于0.81美元／L。長期看，1.06美元／L接近于促進(jìn)消費(fèi)者減少汽油消費(fèi)的價位，而0.53美元／L會讓生產(chǎn)商降低石油產(chǎn)量并缺乏尋找新的石油儲備的積極性。

由此看來，頁巖氣革命推動美國天然氣價格處于低位，但推動國際油價或美國汽油價格大幅下降的可能性不大。

3.2 對美國能源安全、國際能源市場的影響

美國頁巖氣產(chǎn)量的大幅增長，提升了美國能源的自給率，減少了美國對海外能源的依存度。這對美國的能源安全、地緣政治都會產(chǎn)生重要影響，美國可能對國際能源市場施加更多影響。

首先，美國不斷減少對不穩(wěn)定國家和地區(qū)的石油進(jìn)口比例，能源安全性大大提升。1999年，美國從海灣地區(qū)進(jìn)口的原油和成品油比例為23%，到2011年降低為15%。與此同時，美國從委內(nèi)瑞拉、利比亞等不穩(wěn)定國家的石油進(jìn)口比例也逐步減少。這一變化意味著今后美國與外部世界的石油依賴關(guān)系由區(qū)域向重點(diǎn)國家調(diào)整，即由原來與中東、非洲、南美和北美地區(qū)的區(qū)域依賴關(guān)系轉(zhuǎn)向與少數(shù)穩(wěn)定國家的重點(diǎn)依賴，石油進(jìn)口將主要倚重北美鄰國（主要是加拿大）、南美國家（主要是巴西）以及沙特阿拉伯及尼日利亞等個別中東和非洲國家。這些變化必然促使美國調(diào)整對外能源政策，至少在處理中東事務(wù)上，其外交政策不會被中東產(chǎn)油國“綁架”，從而使得美國的中東政策更具靈活性。

其次，美國對國際能源的貿(mào)易、投資和定價將施加更多影響。美國在其石油、天然氣產(chǎn)量超越俄羅斯、沙特阿拉伯、伊朗等國之后，可對國際能源市場發(fā)揮更大作用，包括在未來油氣產(chǎn)量增減方面直接影響國際油價波動。以天然氣為例，美國天然氣在本國消費(fèi)有余的情況下，將為歐洲液化天然氣進(jìn)口留出較大的全球資源空間，從而使后者減少對俄羅斯的依賴程度。而由于美國國內(nèi)天然氣市場供需關(guān)系的改變，也將促使俄羅斯、伊朗等國不得不改變其天然氣開發(fā)和出口計劃。這些趨勢直接沖擊了全球石油、天然氣貿(mào)易與投資及其定價模式。

盡管頁巖氣開采改善了美國的能源安全狀況，但從長期看，為夯實(shí)能源安全的基礎(chǔ)，未來美國還需要通過推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、提高能源效率和放松政府管制，推動可再生能源的發(fā)展。

3.3 對美國貿(mào)易和經(jīng)常賬戶逆差的影響

美國長期受經(jīng)常賬戶逆差的困擾，而能源貿(mào)易逆差，特別是石油貿(mào)易逆差是美國經(jīng)常賬戶逆差的重要來源。世紀(jì)之交前后，美國石油貿(mào)易逆差占其貨物貿(mào)易和經(jīng)常賬戶逆差的比重處于較低水平，都在20%左右。而20世紀(jì)90年代初，石油貿(mào)易逆差曾經(jīng)占到美國貨物貿(mào)易逆差的52%以及經(jīng)常賬戶逆差的85%。當(dāng)前，美國石油貿(mào)易逆差仍占到其貨物貿(mào)易逆差和經(jīng)常賬戶逆差的較高比重。2012年，美國石油貿(mào)易逆差占到其貨物貿(mào)易逆差的40%、經(jīng)常賬戶逆差的61%。事實(shí)上，金融危機(jī)以來，美國經(jīng)常賬戶逆差已經(jīng)從2006年的8 006億美元下降到2011年的4 659億美元，下降42%，而石油貿(mào)易逆差的下降速度慢于整體經(jīng)常賬戶逆差的下降速度，因而導(dǎo)致其在經(jīng)常賬戶逆差中的比重較危機(jī)前有所上升。

未來，隨著頁巖氣產(chǎn)能的繼續(xù)增長，美國天然氣將實(shí)現(xiàn)完全自給，甚至凈出口，這將帶動石油貿(mào)易逆差也進(jìn)一步縮小，從而降低能源貿(mào)易逆差對美國經(jīng)常賬戶逆差的貢獻(xiàn)。

3.4 對美國經(jīng)濟(jì)增長的影響

美國頁巖氣革命對美國經(jīng)濟(jì)增長具有較強(qiáng)的積極作用。頁巖氣產(chǎn)能的大幅增長，既保證了美國各行業(yè)、各領(lǐng)域能獲得充足的、安全的能源，也避免了經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇過程中能源價格大幅上漲對經(jīng)濟(jì)增長的負(fù)面作用，有利于增強(qiáng)美國經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的內(nèi)在動力。長期以來，美國國內(nèi)能源價格是發(fā)達(dá)國家中最低的，與許多發(fā)展中國家相比，美國國內(nèi)能源價格也是較低的。在國內(nèi)能源供應(yīng)能力大幅提升的情況下，美國國內(nèi)能源價格更是難以大幅上升，這將有利于推動制造業(yè)回歸美國本土，提振美國就業(yè)市場。

但是，頁巖油氣開采采用的水力壓裂法也存在一些環(huán)境問題。一是水力壓裂法需要消耗大量水資源，這可能對周邊水源生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。二是水力壓裂法向頁巖注入大量含危險化學(xué)品的液體，如果處理不當(dāng)，可能會出現(xiàn)泄漏，從而污染土壤和大氣層。三是水力壓裂法在產(chǎn)出油氣的同時，也會產(chǎn)生包含未溶解化學(xué)品的廢水。廢水的處理具有相當(dāng)挑戰(zhàn)性，如果處理不當(dāng)，可能污染地下水資源。四是水力壓裂法可能對地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。據(jù)美國地質(zhì)勘探局的研究，水力壓裂法有導(dǎo)致小的地震的風(fēng)險。

4 對中國的啟示

就中國的頁巖氣勘探和開采來說，中國的發(fā)展空間也非常大。據(jù)國際能源署的估算，中國頁巖氣儲量約占全球總儲量的20%，列世界第一［3］。隨著中國相關(guān)企業(yè)逐步掌握頁巖氣開采的關(guān)鍵性技術(shù)，并獲得國家在財稅、金融等方面的政策支持，中國將實(shí)現(xiàn)頁巖氣的商業(yè)性開采，這可能會改善中國的能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)中國能源戰(zhàn)略目標(biāo)的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

4.1 中國的能源安全問題愈加突出

中國的能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)與美國相比，有很大的差別，其中最突出的差別是中國的能源生產(chǎn)和消費(fèi)嚴(yán)重依賴于煤炭。2012年，中國一次能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)為：煤炭占76.6%，石油占8.9%，天然氣占4.4%，水力、風(fēng)能、核能、太陽能占8.8%。2012年中國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)為：煤炭占67.1%，石油占18.4%，天然氣占5.3%，水力、風(fēng)能、核能、太陽能占9.2%。由于煤炭在一次能源中占比超高，中國能源生產(chǎn)消費(fèi)中的環(huán)境污染問題更嚴(yán)重。盡管中國總的能源自給率在90%以上，但石油自給率已經(jīng)下降到50%以下（2012年中國石油進(jìn)口依存度已經(jīng)上升至56.4%）。作為全球最大的能源生產(chǎn)和消費(fèi)國，中國的能源安全問題也越來越突出。

4.2 促進(jìn)未來中國能源戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)

國家《頁巖氣發(fā)展規(guī)劃（2011-2015年）》提出，到2015年全國實(shí)現(xiàn)頁巖氣產(chǎn)量65×108m3，到2020年力爭達(dá)到（600～1 000）×108m3。從長期看，中國需要不斷降低煤炭在一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)中的比重，大力發(fā)展天然氣、水能、風(fēng)能、太陽能、核能等清潔能源。由于石油在交通運(yùn)輸?shù)认M(fèi)領(lǐng)域難以取代的重要用途，且中國的石油對外依存度不斷上升，因此，加大石油勘探和開發(fā)力度，擴(kuò)大石油產(chǎn)量，是未來中國能源生產(chǎn)領(lǐng)域的重要任務(wù)。在能源消費(fèi)領(lǐng)域，要大力發(fā)展節(jié)能技術(shù)，擴(kuò)大節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用。

4.3 加快頁巖氣裝備發(fā)展是增強(qiáng)我國產(chǎn)業(yè)競爭力的必然選擇

美國是世界上頁巖氣開發(fā)規(guī)模最大的國家，也是掌握頁巖氣開發(fā)技術(shù)最先進(jìn)、裝備水平最高的國家，目前頁巖氣勘探、鉆完井、開發(fā)等高端成套裝備多被美國公司壟斷。據(jù)專業(yè)機(jī)構(gòu)分析，2012-2020年全國頁巖氣開發(fā)生產(chǎn)裝備總需求量約2 000億元，2020年當(dāng)年需求量約600億元，將形成一個較大的新興裝備市場。

我國頁巖氣開發(fā)尚處于起步階段，先進(jìn)開發(fā)技術(shù)和高端成套裝備的核心部件主要依賴進(jìn)口，隨著頁巖氣開發(fā)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國對頁巖氣裝備的需求量將越來越大。加快發(fā)展自主頁巖氣裝備，不僅會大大降低我國頁巖氣開發(fā)成本，促進(jìn)頁巖氣產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展，還能迅速增強(qiáng)我國裝備制造業(yè)核心競爭力。

［1］李勇堅，夏杰長.頁巖氣革命、美國再工業(yè)化與中國應(yīng)對策略［J］. 中國經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊，2013（6）：17-20.

［2］張經(jīng)明，梁曉霏.“頁巖氣革命”對美國和世界的影響［J］. 石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2013（1）：8-14.

［3］曾少軍，楊來，曾凱超.中國頁巖氣開發(fā)現(xiàn)狀、問題及對策［J］. 中國人口資源與環(huán)境，2013（3）：33-38.