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创新和交流

陈黎明:页岩气与传统能源的新革命

今天,我想就“能源视角下的城市可持续发展--页岩气与传统能源的新革命”的话题谈谈我的看法。

 新型城镇化意味着在大量农村居民移居城市的同时,建设充足的住房、交通、公用事业等基础设施,提供有效的社会保障,以人为本,使居民生活水准不断改善。

1978年,我国常住人口城镇化率为18%,常住人口约为1.7亿;而今天为常住人口城镇化率为53.7%,常驻人口约为7.3亿,相当于欧洲全部人口的总和。到2020年城镇化率预计接近60%,届时将有8.3亿人口居住在城镇,相当于欧洲加墨西哥的人口总和。1978年,我国百万人口以上的城市有29个,现在我国100万人口以上的城市已达142个,其中1000万人口以上的城市有6个。

1978年,我国城镇人均居住面积仅为7M2。目前,我国城镇人均住房面积达到30M2,和英法日等国基本相当。家用电器普及率也发生了翻天覆地的变化。

1978年,我国汽车保有量大约只有130万辆,而今天仅北京市的汽车保有量就达到500万辆。1亿多辆私家车行驶在全国各地的大街小巷。仅2013年,汽车销量就接近2200万辆。预计到2030年,我们还将有3.2亿多车辆涌向街头和公路。

随着我国社会经济的持续发展,居民会不断要求更加现代化和舒适的生活方式,这本无可厚非,但是我们要同时认识到在中国,城市居民的能源消费是农村居民的3-4倍,因而在农村居民移居城镇的过程中,仅能源消费增长一项,便有可能成为社会与环境不可承受之重。要在城镇化过程中实现社会、经济和环境的可持续发展,面临的巨大挑战可想而知。

《BP世界能源统计年鉴》长期研究世界能源消费趋势。根据该年鉴统计,在2000-2012年间,中国能源需求增长了179%。今天,中国已成为世界第二大经济体的同时,也是世界最大的能源生产国和消费国,以及世界最大的二氧化碳和二氧化硫排放国。

2013年,我国能源需求量分别为40亿吨煤、4.88亿吨原油和1,650亿立方米天然气。同时,我国进口了3.27亿吨煤、2.82亿吨原油和480亿立方米天然气。进口依存度分别为8%、58%和29%,加剧了中国进口能源的经济负担。

2013年,在中国能源消费结构中,煤炭占68%(而世界平均水平只有30%)、原油占18%(世界平均水平为32%)、天然气占5%(世界平均水平为24%)。可以看出,我国能源结构对煤炭的过度依赖,而煤炭的二氧化碳强度是石油的1.3倍,天然气的1.7倍。煤炭的清洁利用是一个不得不面对、且颇具挑战的命题。

能源结构的不合理,加上产业结构的问题所带来的高能耗导致二氧化碳高排放、空气严重污染等问题。作为目前世界上最大的二氧化碳排放国,2012 年,中国排放了92 亿吨二氧化碳,相当于全球排放量的27%左右,尽管从历史累计排放量以及人均排放量来看,我们依然处于较低水平。

《BP 2035 能源展望》预测,中国能源需求将继续增长,由于经济放缓、经济结构调整、科技创新和能效提高,能源需求和二氧化碳排放量增速都在减缓,但是总体增量依然可观。中国亟需更清洁的能源,在满足能源需求增长的同时,也能保护环境。

近几年,雾霾的幽灵随时随地的环绕着我们,也时刻警示着我们。污染的江河湖泊甚至包括我们的舌尖也提醒着我们,过去的发展模式需要换档,经济结构需要调整;同时也要适度适时地调整能源供应结构,采用更多的相对低碳的能源作为开源;能源消费端的节流潜力也不容忽略,节能减排、提高产业标准、环境标准、和安全标准,淘汰落后产能都有很大的空间;节能减排的努力也需要鼓励社会大众的广泛参与。

中国需要多元化的能源解决方案,以便在满足能源需求的同时,也能有效应对环境、气候变化和社会问题。天然气作为最清洁的化石燃料成为世界能源开发的新宠儿,并被看做是传统化石能源向新能源过渡的重要桥梁纽带。中国需要更多的天然气供应, 包括国产常规和非常规天然气、进口管道天然气和进口液化天然气。丰富的页岩气资源,页岩气无疑给我们带来了一线希望。而页岩气的开发对中国而言具有很强的现实意义和长远的战略意义。

这场由美国页岩气革命所产生的、对世界能源与经济格局的巨大影响不容小觑,是开放、竞争、创新最佳的近期范例。

2000 年,页岩气仅占美国全部天然气产量的1.7%,而2013 年,这一比值已迅速接近40%,达到2710 亿立方米。我们预计,到2035 年这一比值将达68%。特别值得一提的是,页岩气革命也推动了美国致密油产量的大幅增长 (从2008 年不到50 万桶/日升至2013 年230 万桶/日左右)。

得益于非常规油气资源的开发,美国正朝着能源自给自足的道路大步前进。2005 年, 美国能源对外依存度达到30.5%,到2012 年已经降到16%。到2035 年,美国将可以实现能源自给。

同时,也正是由于低廉的页岩气在发电领域代替煤炭,导致了美国煤炭市场的下滑, 迫使煤炭企业把煤炭大量销往欧洲,使得欧洲2012 年发电领域的二氧化碳排放量上升。

事实上,世界上拥有页岩气资源的国家有很多:中国、阿根廷、墨西哥、南非、美国、加拿大、波兰等。但为什么页岩气革命却独独发生在今天的美国?因此,了解美国页岩气革命成功的因素也许对于我们中国页岩气开发具有一定的启示。

第一:开放。从长远来看,开放、竞争的市场是资源配置的最有效机制,市场化的定价机制有利于能源的合理有效利用。明晰的矿权和矿权交易与管理机制,使得上游准入与退出都非常容易。在矿产所有权方面,美国土地拥有者拥有地下矿产权和特许使用权,美国大部分页岩气资源为私人拥有。私人拥有矿权可以使得这些所有者想尽一切办法来开发套现,因而产生了巨大的拉动作用。

第二:创新。科技创新有助于清洁能源的开发利用。事实上,页岩气并非今天才被发现,油气行业一直都知道它的存在。美国1821年打的第一口天然气井就是位于纽约的一个页岩段上。只是在过去,页岩气是油气行业的“边角料”,也因为其开采成本高昂,不具有经济性,并没有引起人们太多的关注。但是创新改变了这一局面。

页岩气开发中的一个重要技术—水力压裂技术是上世纪40年代末由美国的Amoco公司(BP的前身公司之一) 所发明。随后该技术得到了商业化推广。而水平井技术出现于80年代。乔治•米歇尔无疑是页岩气革命的引领者。这位希腊牧羊人的后裔,出身贫寒,曾经在餐馆打工、卖过糖果,甚至做过裁缝,正是由于他不懈的努力、坚定的信念成就了今天美国能源供应的新格局,也使他成为无可争辩的页岩气之父。不幸的是他于2013年7月26日驾鹤西去。但是他所启动的这一场革命却远远没有过去。页岩气的先驱们经过几十年的努力,通过不断的技术创新与完善,使油气行业在传统的老树上长出了新枝,开启了影响世界的新篇章。

这个故事再次表明,传统能源行业依然存在着许多技术突破的潜力。由此我想,能源革命不仅要扶持新的可再生能源技术,同时也要促进传统产业深挖潜力、改良技术,并鼓励新的颠覆性技术的开发。

据专家预测,在未来的30年里,正是由于技术的不断创新,尤其是在成像技术、油气井技术、设备技术、驱油驱气技术以及数字技术的应用,可以大大延长油气田的生命,大幅提高采收率。

 第三:竞争。页岩气革命之所以能首先在美国发生,我想这与市场参与者充分竞争不无关系。正是由于竞争,要求企业不断创新技术,提高效率,降低成本,没有竞争力就会被淘汰。可以说,没有市场竞争,就不会有美国页岩气革命的成功。

第四:发达的天然气管网设施与第三方准入条款。美国目前有40多万公里的天然气管道,并自1993年起实现了天然气开发和运输的全面分离,即对油气开发商和管道运输商进行不同的政策监管,保证天然气生产商和用户对管道拥有无歧视准入条件。

 当然,还有其他诸如融资、税务、监管、知识产权、信息分享等诸多因素,对于页岩气革命都起到了重要的作用。

页岩气革命的影响远不仅局限于美国。2016年开始的美国液化天然气出口将对卡塔尔、俄罗斯、澳大利亚等传统天然气国产生一定的影响。页岩气革命减少了美国对中东地区的石油依赖,而中国等亚洲国家对中东石油的依赖还在不断上升。由此所带来的地缘政治的影响是不言自明的,也带来了人们关于美国军事外交再平衡各种猜想。

套用一下国家能源局前局长张国宝先生的一句话,美国页岩气革命给全球能源格局带来了许多意想不到的“蝴蝶效应”。

 美国页岩气革命的成功,大大激发了许多国家对于开发页岩气的期待和热情,这当然也包括中国。

中国拥有大量的页岩气资源。2012年初,国土资源部完成了中国首次页岩气资源潜力评价,初步界定了五大区域富含页岩气资源。预计,除了青藏地区外,页岩气地质资源量为134.42万亿立方米,可采资源量为25万亿立方米。而美国能源部估算的中国页岩气可采资源量为31.4万亿立方米,高于美国18.8万亿立方米。这些数字随着资源评估工作的继续深入还会改变,但无论采用谁的数据,中国的页岩气资源都是非常可观的。最近中石化重庆涪陵气田开发颇有成效。另外,非常规资源致密气在鄂尔多斯业已实现大规模商业化开发,这些都增强了在中国成功开发页岩气的信心。

中国政府有加大开发利用页岩气的强烈意愿,也出台了许多鼓励政策,包括将页岩气认定为一个新的矿种,出台了页岩气发展十二五规划,并给予页岩气0.4元/立方米的财政补贴。国土资源部于2011年6月和2012年9月先后组织了两次页岩气区块招标,共推出24个区块。2013年10月30日,国家能源局颁布了“页岩气产业政策”,将页岩气开发纳入国家战略性新兴产业,要求在原有补贴政策的基础上进一步加大补贴幅度,同时加大对页岩气勘探开发的税费减免。

能源价格市场化的趋势日益明显。目前,中国实质上放开了原油和煤炭价格,正逐步减少对成品油和天然气价格的监管,而对监管严格的电价亦有改革举措。特别是在天然气领域,页岩气、煤层气和进口液化天然气(LNG)等已市场化定价。在广东和广西试点后,2013年6月28日,发改委宣布自2013年7月10日起在全国范围内实施净回值定价机制。新定价机制取代成本加成法以替代燃料净回值基础,生产商和消费者谈判以发改委规定的省级门站价为上限。2014年3月21日,发改委发布《阶梯气价指导意见》,要求2015年底所有通气城市建立阶梯气价制度。

毋庸置疑,这些鼓励政策和市场开放举措将有力地推动中国页岩气的开发。但在大规模商业性开发方面,中国仍然面临一些来自地下与地上的挑战。在此,我谨提出以下几个看法,仅供参考

首先是地下挑战。与美国相比,中国页岩气储层较深,如四川盆地的页岩气储层约在2000-3000米,地质构造较破碎复杂,这些都对页岩气的开采造成一定困难以及增加成本。这些挑战需要通过鼓励创新,采用适合中国的本地化技术和设备来克服。
地上的挑战也不能忽略。

第一:自然资源和土地资源属于国有,而国有石油公司代表国家行使油气资源管理的部分职能并垄断绝大多数资源。非常规资源和常规资源的重叠,也带来了准入的复杂性。如果国家真的要推动市场化改革,让市场在资源配置中起“决定性”作用,就应以开放的心态化解短期、局部利益之困,建立公开竞争的市场,尽快制定页岩气作为新

矿种的勘探管理条例,建立页岩气区块的准入与退出机制。尽最大可能引入竞争机制,对私营企业和外资直接开放页岩气的上游准入。

第二:基础设施不完善,道路、管网不够发达。据统计,截止到2012年底,中国共有天然气管道5万5千公里,根据规划,到2015年我国天然气管网将达到9万5千公里。对比美国49万多公里的天然气管网来说,中国天然气管道还有很大发展空间。管网准入也存有现实的困难。2014年2月13日,国家能源局印发《油气管网设施公平开放监管办法(试行)》,将有助于油气管网设施公平开放,提高油气管网设施利用效率,建立公平、公正、有序的市场秩序,但这应当仅仅是万里长征的第一步。
第三:水资源不足、山地条件的限制、水处理等环境问题。页岩气生产需要大量钻井和水资源。中国是一个水资源严重不足的国家,还需要更多的技术创新以获得多种解决方案,包括智能压裂技术、循环回收和再利用以及丙烷和二氧化碳等无水压裂液。
在我结束发言之前,请允许我回到可持续发展的话题。

罗马俱乐部1972年发表了《增长的极限》一书,对世界人口快速增长及资源进行了模型分析。该书一经发表,曾引起过强烈的争议。批评者认为这本书是哗众取宠、耸人听闻,是错误的假设和结论等。但是,从今天来看,虽然这本书的结论有其局限性,但这本书所提出的命题是无可争辩的正确,那就是地球资源是有限的,因此总有用到尽头的时候。

以与之相提并论的是,我们的环境再生能力和自净能力也是有限的,需要我们倍加珍惜。如果把地球45.6亿年的历史看作一天的话,自人类的起源到今天,只相当于这一天中不到4秒钟。然而,人类给地球所带来的伤害却是巨大的。尤其是工业革命以来,人类燃烧化石燃料导致大气内CO2浓度由280ppm上升到了近400ppm。气候变化在所难免,虽然依然有人争议气候变化的诱因,但环境的恶化是不争的事实。目前世界人口大约为70亿,相当于所有曾经生活在地球上人类的6%。进入未来,到2050年还有20多亿人口进入人类社会,到那时,我们将面临着更大的、更严峻的气候变化大趋势,以及淡水、粮食、住房、土地、教育、健康、交通所带来的挑战。

从世界范围来看,环境的问题正是由于人类向环境获取物质和能量大大地超过了环境的再生能力;人类向环境排放的废弃物和热能大大超过了环境的自净能力。目前地球所面临的挑战,人口过剩、环境污染(包括大气和土地)、植被流失(包括过度放牧、森林砍伐、土地荒漠化)、物种灭绝、土壤退化、气候变化等生态系统失衡大多和人类的活动有关。因此可持续发展就是一种在保护环境的前提下既能满足当代人的需求、又不损害后代人的利益的发展模式。如何真正做到可持续发展是人类社会所面临的共同挑战和命题,需要各国通力合作,需要政府政策扶植,需要企业引领创新,需要公民广泛参与。

再此感谢主办方给我的发言机会,也感谢大家的时间!

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