頁巖氣對國際能源品需求的影響及我國的發展對策

楊列寧

（天津大學管理學院，天津市 300072）

2013年10月30日，國家能源局正式發布了《頁巖氣產業政策》，力促頁巖氣產業發展。頁巖氣開發在國外已經取得了豐碩的成果。2012年美國頁巖氣產量已經超過了1000億立方米，占天然氣總產量的20%，而2006年頁巖氣產量僅為其天然氣總產量的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生了影響，使得美國從能源進口國變為出口大國。我國能源形勢緊張，頁巖氣作為解決方案，具有重要的社會經濟意義。

一、頁巖氣發展和使用狀況

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的領頭羊。水力壓裂法提取技術使頁巖氣的開采成本大幅下降，產量迅速增加。[1]2000年美國的頁巖氣產量還依然為零，而2012年其產量已經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，其天然氣的產量已經超過俄羅斯成為世界第一大產氣國。[2]由于大量耗能產業開始油改氣，石油的使用比例減少，美國已經由原油進口國變為凈出口國。同時，加拿大的頁巖氣開發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投資的力度，但由于各種因素，尚沒有對能源供應產生影響。

2.我國頁巖氣開發狀況

我國擁有世界上最大的頁巖氣技術可采儲量（相當于加拿大和美國儲量之和），但在國有企業為主的油氣行業，實際開發速度較慢。我國政府設定的2015年頁巖氣產量目標是65億立方米，相當于我國天然氣總產量的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。缺乏經驗豐富的技術人員、針對管道接入的苛刻法規以及復雜的地質條件，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”占有質量最好、地質數據最為完善的頁巖氣區塊，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。專業的能源企業尚且如此，其他取得勘探開采權的企業大部分還處于勘探階段，并沒有真正開采。

我國在頁巖氣開發領域已有進步。中石化重慶涪陵國家級示范區頁巖氣井平均單井產量15萬立方米/天，中石油長寧—威遠、昭通兩個國家級示范區及富順—永川對外合作區，也已經大量產氣，2013年我國頁巖氣產量達到2億立方米，同比增長700%。與美國相比，我國非常規天然氣開發仍然處于初級狀態，主要體現在技術落后、經濟性差和產權不明晰等方面。以目前的開發能力來看，煤層氣開采最為成熟，頁巖氣開采次之。

（1）技術不成熟，開發難度大。作為新興的非常規能源，頁巖氣資源的開發需要大量技術、資金和人員投入。我國的頁巖氣開發剛剛起步，技術儲備比較薄弱，再加上地質條件復雜，開發難度大于美國。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，但可開發地區多處于復雜的山地，勘探開發和產能建設的難度較大。

（2）頁巖氣開采的水資源缺乏。頁巖氣開發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企業必須解決的問題。頁巖氣開采用水大約是常規天然氣用水量的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65億立方米的規劃產量，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%。美國經驗顯示，頁巖氣涉及的水問題比常規油氣復雜得多，一些排放物較為特殊，僅用一般的工業廢水廢氣排放標準難以規范。頁巖氣開采對環境造成的破壞相當大，在開采過程之中會產生部分污染物，法國等歐洲國家就因為難以控制頁巖氣開采過程中產生的污染而沒有大規模開采頁巖氣。美國的頁巖氣開采則都在地廣人稀的西部地區，但也造成地下水甲烷等含量嚴重超標。

（3）管網建設落后。發達的天然氣管網可以大大降低頁巖氣的開發利用成本。與美國相比，我國管網建設嚴重滯后，現有管網設施基本上是壟斷經營，不利于降低開發成本和提高開發積極性。同天然氣一樣，頁巖氣運輸需要發達的管網運輸，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施，但是現實情境下很難實現，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其內蒙古工廠生產的天然氣，但是中石油和北京市簽有排他性供氣協議，大唐集團只能自建管網。

二、頁巖氣發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的爆發性增長，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 受精卵在孵化槽內以流水方式進行孵化。孵化槽規格為長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，從而推算出卵的數量；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下降，而此時原油價格依然繼續上漲，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。在美國能源消費結構中，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），預計這一局面還將繼續。

頁巖氣促進了原油產量增長。頁巖氣的爆發式增長，在抑制了原油需求的同時，卻帶動了原油產量的增加。由于頁巖氣與傳統天然氣相比，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量的比例達到了40%。

頁巖氣的開發降低了美國的原油需求，并且帶動了美國本土的原油產量，使得美國的原油供需關系趨于寬松。由于西德克薩斯中質油（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無疑是利好，油價如果維持在較低水平，對于煉油企業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），其產量占比分別為30%和55%。美國煤炭93%用來發電，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，美國能源消費結構發生根本性變化，煤炭發電占比從2011年的43.3%下降至2012年的34%。煤炭發電的成本優勢逐漸喪失，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，難以滿足我國經濟發展需要。頁巖氣對煤炭的替代將增加美國煤炭出口數量。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模會越來越大，也會對我國煤炭行業形成沖擊。近年我國煤炭價格出現大幅下跌，根據環渤海動力煤價格指數數據，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、促進我國頁巖氣發展的對策

從以上分析可以看出，頁巖氣的發展，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，提高貿易利益。因此，要采取措施促進頁巖氣可持續發展。加強科技攻關和裝備國產化，努力實現頁巖氣低成本開采；加大政府扶持力度，盡快研究出臺財政、稅收等激勵政策；加強環境保護特別是地下水的環境保護，實現頁巖氣可持續開采利用。

1.提高頁巖氣開采技術水平

短期來看，頁巖氣開采技術主要依賴于和美國的合作。一是與美國加強技術談判。由于技術出口管制的限制，頁巖氣開采技術也在限制出口范圍，[5]這就需要同美國協商。目前美方承諾與中方開展技術、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相關的技術和設備，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相關的技術和設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技術。國內企業通過收購一些擁有頁巖氣開采先進技術的企業，實現我國自身技術進步。2013年初，中石化大舉進軍北美，收購了美國頁巖氣開發企業切薩皮克的部分區塊。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，而且我國的地形條件也需要適合的技術。只有政府提供公共科研平臺，促使各類企業加大頁巖氣開發技術研發投入，才能真正獲得核心技術的提高。

2.加大財稅等政策扶持力度

從美國的實踐看，其成功的經驗來自于政府的扶持。美國的頁巖氣開發不僅享受針對各種傳統油氣的上游開發稅收優惠政策，還有專項政策和資金予以支持。據估計，最初美國非常規資源領域天然氣開發利潤的30%左右來自政策優惠。把我國頁巖氣開發納入國家戰略性新興產業，以便加大對頁巖氣勘探開發等的財政扶持力度。為了推動我國頁巖氣產業化進程，已經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，并對頁巖氣生產企業直接進行補貼。由于我國勘探風險較大，因此也應該對勘探企業進行補貼，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，減免一般礦產企業需要的資源稅和增值稅等，減免國內不能生產的頁巖氣開采設備的進口關稅等。在資金上，金融機構要加大對頁巖氣開發企業的貸款支持力度，政府在貸款利息上進行補貼并提供貸款保險業務。

3.鼓勵市場競爭

與美國頁巖氣發展路徑不同的是，我國頁巖氣目前主要依靠政府驅動，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；二是適用性技術沒有形成，關鍵技術和工具均需進口，施工經驗缺乏。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模開采。黨的十八屆三中全會通過的《中共中央關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，而企業作為市場中最重要的主體在未來必將對我國經濟產生更深遠的影響。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，也應該讓更多的企業參與，包括其他國有企業和民營企業。

4.重視環境保護

由于頁巖氣開采技術的特殊性，需要約10倍于常規天然氣開采的水量，而我國多數頁巖氣資源分布于水資源貧乏地區。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模，地下水資源和地表環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保標準和法律。事實上，不僅是非常規的頁巖氣，甚至常規的天然氣開采，也沒有專門的法律來加以規范。我國頁巖氣開發還處于初期階段，配套研究滯后，管理經驗和技術儲備不足，建議國家能源、科技和環保主管部門盡早開展頁巖氣開發環境影響與環境管理研究。依法規劃環評，從資源開發和環境保護角度考慮，優化開發規劃和時序；加強基礎研究，制定有針對性的環境保護技術規范；加強國際合作與交流，借鑒國際成熟經驗，建立環保管理體系，做好分區域、全過程環境保護監管工作。應借鑒美國、加拿大等國家環境管理經驗，結合我國資源環境特點，科學合理地制定環境管理規定及技術規范。建議國家環境保護部門結合目前已經開展的試點工程經驗積累，完善環境管理體系，研究制定頁巖氣勘探開發環境保護準入條件。

5.加強政府監管和協調，規范頁巖氣開發

我國目前的頁巖氣示范區機制缺乏統籌，示范效應差。《決定》給了頁巖氣產業更多的思考空間，形成完善、高效的政府決策與執行能力，將有益于國家經濟發展的每一個層面、每一個領域。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業，尤其是在缺乏實踐經驗的環境中，則更需要完善的監管體制引導其健康有序發展。目前，涉及到頁巖氣監管工作的政府部門主要有國家發展和改革委員會、國土資源部、能源局、環境保護部、財政部，多部門共同管理難免會出現治理真空，部門間的溝通也無法保證完全通暢。因此，阻礙我國頁巖氣發展的主要壁壘已從技術攻關轉移到了“頂層設計”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驗，成立一家或者多家管網公司負責頁巖氣和天然氣運輸，政府一定要做好管網公司的監管工作。

＊本文系國家自然科學基金項目“我國典型生物質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.世界頁巖氣勘探開發現狀及我國頁巖氣發展展望[J].中國礦業，2013（3）：8-11.

[2]方小美，陳明霜.頁巖氣開發將改變全球天然氣市場格局——美國能源信息署（EIA）公布全球頁巖氣資源初評結果[J].國際石油經濟，2011（6）：40-44.

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

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

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