页岩革命遍布全球传统能源感受压力
2014-11-26 08:26 | 信息时报 船舷内外
国内油价创出调价6年来的首个“八连跌”,不少人说这是因为国际原油价格持续走跌—自从今年6月以来,国际原油期货价格从每桶115美元一路跌到每桶80多美元,下跌了近30%。
在以原油为筹码的大国游戏中,一些主流观念认为这是美国用原油打压俄罗斯。但是很少有人了解,油价下跌的原因之一,是因为美国“页岩油气革命”的成功导致其原油产量出现爆发式的增长,从而让国际原油供应市场出现过剩。正在改变世界现有的能源供给结构的页岩油气,是如何成为能源界的“冉冉新星”呢?
要知道,就在十年之前,开采页岩油气还因为成本极高,被视为不具备经济可行性,但美国最终在关键技术上实现了突破。不过除了美国,世界上的其他国家还对此持观望态度,并认为开采页岩油气会严重破坏自然环境……它到底会成为人类的救星,还是环境的梦魇呢?
毫不夸张的说,悄然降临的“页岩油气革命”使得几将沦为“夕阳工业”的美国石油天然气开采行业浴火重生,而这一盛况甚至在万里之外的太空都能看见—在夜间拍摄的卫星照片显示,美国北达科他州的偏僻野外“灯火通明”。
因为这里有八千多口正在开采页岩油气的钻井,它们在燃烧着多余的废气之时,还将这些能源源源不断地输送给千里之外的工业城市芝加哥,甚至美国首都华盛顿。
如此大规模的开采活动,完全可以诠释美国当下“页岩油气革命”的热度—英国石油公司预计,按照当前的开采速度,美国大约在2018年就将从“能源净进口国”转变成“能源净出口国”;而国际能源组织也表示,美国到2020年将成为世界上最大的能源生产国。换句话说,美国将在能源方面实现“自给自足”,这也难怪美国总统奥巴马在国情咨文的演讲中忘情声称,美国人“最终将控制自己的能源未来”。
美国油气产量暴增国际能源价格暴跌
今年6月以来,国际原油价格持续走跌,北海布伦特原油期货价格从每桶115美元一路跌到如今的每桶80多美元。著名的投资机构高盛甚至将明年一季度的油价目标从每桶90美元下调至75美元,大宗商品步入熊市完全被确认。导致石油价格暴跌的原因,不少研究机构将其归结为国际原油市场供应宽松、美元汇率走强以及其他政经因素。
其中,首当其冲的就是国际原油市场的供需矛盾—据美国能源署披露的数据显示,在截至7日的一周中,美国国内原油产量突破每天900万桶,为1983年有每周数据统计以来的最高水平。与2008年相比,日均生产量足足增加了400万桶。该机构还预计,2015年美国原油日产量将达到950万桶,达到上世纪70年代石油危机爆发以来的最高水平。
而同期数字显示,目前世界上最大的产油国沙特阿拉伯日产量为960万桶,而整个欧佩克组织的日产量在3000万桶左右。也就是说,与2008年相比,美国当前原油日产量的增量,就超过了除沙特阿拉伯以外的任何一个欧佩克成员国的日产量。此外,综合各方面的预测来看,美国今年页岩气日产量也很可能突破500万桶,这说明,美国目前已经是全球最大的油气生产国。
美国之所以成为国际能源市场的“搅局者”,其主要原因即是“页岩油气革命”的成功导致其油气产量出现爆发式增长。美国剑桥能源研究协会创始人丹尼尔·耶金日前在《华盛顿邮报》上就撰文指出,全球油价迎来一个由美国原油产量持续猛增决定的新时代。
未来实现能源独立消费者也从中受益
有专家表示,“页岩油气革命”的经济价值不亚于历史上任何一项重大技术创新—如今在美国,石油生产几十年来首见持续增长,而廉价天然气也得以大量供应。
美国能源专家们相信,尽管今后的能源消耗会继续上升,但美国实现“能源独立”应无悬念。英国石油公司预计,美国大约在2018年从“能源净进口国”转变成“能源净出口国”,在2030年基本实现能源自给。
而“页岩油气革命”的连锁效应,除了给美国创造成千上万的就业机会之外,美国消费者也从中受益—在国际燃料价格仍高企之际,美国国内的天然气每百万英国热量单位只要两美元,而在2008年,每百万英热单位的价格为14美元。价格的变化也让市场迅速作出了反应。据美国能源署测算,使用不同燃料的新建电厂每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。“有大量的用户转向了天然气”,牛津能源研究所高级研究员大卫·罗宾逊这样描述美国的发电行业,“在2005年,约有50%的电力来自于煤炭。而去年,则只有37%来自煤炭,这说明天然气的用量明显上升,这种转变也有助于防止电价上升。”
由于担心天然气耗尽,美国曾修建了不少新的液化天然气码头用来运输、储存从中东地区运来的天然气。但是如今,大量开采的页岩气让美国早就已经超过俄罗斯跃居世界最大天然气生产国。因此,这些码头也成为了美国寻求将天然气出售到欧洲和亚洲市场的阵地,因为在那里可以以美国本土三倍、甚至四倍的价格出售。
钻探新技术被推广开采老难题被攻克
过去数年间,正是由于油页岩水平钻探和“水力压裂”技术日臻成熟并得到大范围推广,才使得美国本土的页岩油和页岩气产量大幅上升,使得美国的能源需求更多地从国内产品中得到满足,因此对国际市场的依赖程度呈现下降态势。
实际上,可以分解、释出页岩油和页岩气的油页岩并不神秘。作为一种含有可燃有机质的沉积岩,早在1821年就已发现,但由于开采成本极高,因此开发利用非常缓慢。上世纪七十年代石油危机爆发后,美国主要的石油公司一度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。
那时,人们知道油页岩中形成有巨量的石油和天然气,但是由于它们所处的位置太深,开采起来非常麻烦——尤其是这些天然气像海绵一样渗透在沙石和其他半多孔岩石中,要开采就像要从细吸管中吸出果冻或者像在枕头里吸气一样困难。
然而多年来,美国政府实施了一系列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页岩油气领域涵盖资源、地质、干馏、燃烧、环保、水供应等技术方面出现了关键突破。
而这场“页岩油气革命”的先行者,首先应该归功于希腊裔美国企业家乔治·米切尔。用行内人士的话来说,米切尔将本来毫无经济价值的页岩油气,转化为技术上可采而又在经济上可行的资源。
老人坚持不懈求解美国储量全球最多
乔治·米切尔1919年生于德克萨斯州加尔维斯敦市,是一个移民到美国的希腊牧羊人的儿子。他在大学就读于德克萨斯州农工大学,之后于1946年创办了一家从事石油钻探和房地产业务的公司,即米切尔能源开发公司。
作为自己的石油公司的负责人,米切尔看到开采的油井在一段短暂的生产之后便停产,感到不满意,于是希望找到一种能够大量开采的资源。20世纪80年代,他决定尝试一项重大技术挑战,即试图从巴奈特页岩中开发出页岩气——巴奈特页岩位于德克萨斯州沃思堡盆地深部和德克萨斯州中北部的15个县境内。
在耗费17年时间,先后钻探了三十多口试验井,以及测试了多种钻井和支撑剂的组合之后,乔治·米切尔终于在1997年首次使用“水力压裂”技术,把束缚在巴奈特页岩中的天然气大规模、经济地开采了出来——“水力压裂”技术使巴奈特页岩最终采收率提高了20%以上,开采费用减少了65%。2010年,在阿姆斯特丹召开的“全球非常规天然气年会”上,已经91岁的乔治·米切尔老人被授予美国天然气技术研究所终身成就奖。
目前,美国是全球已探明油页岩资源最多的国家,已知储量约为3.34万亿吨。折合成页岩油3036亿吨(约75%集中在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州),其中可采储量在700亿至1500亿吨之间,即便按低位700亿吨计,也等于美国常规石油可采储量26.2亿吨的26倍,相当于世界第一产油国沙特阿拉伯的356亿吨的两倍。另外,已探明可采页岩气资源23.4万亿立方米,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。
需要注入化学制剂开采方式有害环境?
更为重要的是,和页岩油相比,页岩气是一种非常规天然气,比其他化石燃料燃烧时排放的有害物质少得多,属于广义的清洁能源。因此,一些专家们更乐于用“页岩气革命”来定义这一技术突破。只不过,开采时所使用的“水力压裂”技术仍颇具争议。
据报道,在开采页岩气的过程中,先利用钻井垂直钻入地下,一旦钻机触及地下页岩,钻头就会转向水平,进而开凿出一口水平井,这口井横贯页岩层。然后就要用到“水力压裂”技术——分段实施“水力压裂”的过程中,需要把水、某些化学支撑剂以及沙子灌入到井中,进而使困于页岩内的页岩气释放出来。为了达到收集的目的,“水力压裂”实际上就是促使岩层产生裂缝,使得页岩气能够从页岩内流入井里。尽管如此,页岩气生产井的产量递减很快,不少生产井两年左右产能就会下降到峰值产能的一成左右,所以维持较长时间生产的办法就是不断地在附近钻井。
页岩气和石油的大量开采,对美国能源市场有着深远的影响,但是一些观察人士强调,其中一个最大的不确定性因素就是其对环境的影响——因为采用“水力压裂”技术需要往地下注入数百万公升的水,在一些干旱地区,人们担心地下水可能会被过度开发,从而让当地居民的生活难以为继。而使用的化学支撑剂也让外界众说纷纭,“没有人知道使用的是何种化学物质,这是问题的关键所在,”牛津能源研究所高级研究员大卫·罗宾逊说。开采公司称这属于商业机密,但一些专业人士却认为,含有如苯、甲醛和铅等有毒物质才是其不公开的真正原因。
而这些化学支撑剂的潜在危险就是会污染水源——这些注入地下的水又将通过岩石裂缝向上返回到地表。《纽约时报》曾调查发现,从2008年到2010年期间,从宾夕法尼亚州的钻井回流到地面的废水就超过13亿加仑(约合49亿升),虽然一部分被回收,但是大部分还是在经过简单处理后直接排入河流。
开采中会泄漏甲烷对空气影响有争议
不少人认为,被大量开采的页岩气如果取代煤炭在能源消耗中的地位,可以让美国的空气变得干净——燃烧煤炭所释放出来的二氧化碳气体是燃烧页岩气的两倍,而且煤炭的燃烧也释放了大量有害的二氧化硫、粉尘颗粒物到空气中。美国环境保护署也表示,在2010年到2011年之间,美国发电厂排放的二氧化碳气体减少了4.5%。
但也有环保人士认为这只是将环境问题简单化,因为随着美国二氧化碳排放量的下降以及页岩油、气的繁荣,甲烷的排放却上升了。甲烷,是页岩气的主要成分,然而它们在开采的过程中从管道泄漏,带来的温室效应要比二氧化碳大上25倍。
美国国家海洋和大气管理局和科罗拉多大学的联合研究团队记录丹佛的钻井的泄漏率为4%,但是在犹他州,这个比例却高达9%。康奈尔大学团队负责人罗伯特·霍瓦斯甚至公开声明称,页岩气在短期内对气候的影响比煤炭更糟糕。
此外,廉价的页岩气产生的讽刺性的后果就是,由于美国煤炭的价格不敌页岩气,只有出口海外,这导致在欧洲市场上的煤炭价格低于天然气的价格。“你不能仅仅只看美国的二氧化碳的排放量。你应该知道如果大量煤炭出口而影响了世界煤炭价格,可能导致更多的煤炭在美国以外的地区被使用,而不是使用清洁的替代能源,”大卫·罗宾逊说。
页岩革命遍布全球传统能源感受压力
虽然可能污染地下水以及遭遇环保团体的强烈抗议,但是并没有阻止“页岩油气革命”的诱人前景——据美国政府机构能源信息署的数据显示,光是页岩气,就能够让世界可开采天然气能源总量增加40%,这给不少国家注入了兴奋剂。
俄罗斯也许是其中一个积极者,因为它具备巨大的页岩油气蕴藏量,而且较少遭到环保人士的反对。南美洲国家阿根廷也已经开始钻探。而在欧洲,一些东欧国家例如波兰就是一个潜在对象——当较为富有的东欧国家反对“水力压裂”技术带来的污染时,油气企业则考虑去开发更贫困、能源更匮乏的东欧国家。
相比之下,法国则立法禁止采用“水力压裂”技术,而德国还在犹豫——据保守估计,德国拥有两万亿立方米的可开采天然气储备,而且在日本福岛核灾难后又着手淘汰核能,因此留下了一个能源大缺口。但是德国环保部长还是强调,在“水力压裂”技术投入使用之前,必须要打破所有顾虑。
世界各地的能源供应商也感受到了竞争。比如西非国家尼日利亚和安哥拉等国,他们生产的轻质原油和美国北达科他州、德州等地出产的页岩油基本上差不多,因此也在国际市场上失去了竞争力,因此他们不得不寻找新的市场。
中国储量也很喜人开采成本拖慢进度
对于中国而言,页岩油气意味着机遇,也是挑战。在此之前,中国经济的崛起启动了全球原油长达10年的价格上涨周期,然而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,其中许多地区处于不稳定状态。如何减少依赖能源进口,包括通过中国自己的“页岩革命”扩大能源自给能力,是值得关注的对策。
实际上,中国油气页岩储量丰富。根据国土资源部2012年发布的《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》,经初步评价,中国陆域页岩气地质资源潜力为134.42万亿立方米,可采资源潜力为25.08万亿立方米。按可采资源量计,中国页岩气储量位居世界第一。
而就在上个月,中央电视台在新闻联播中披露了我国页岩气开采核心技术取得的重大突破:我国成为继美国和加拿大之后,第三个使用自主技术装备进行页岩气商业开采的国家。
不过,在庞大的中国页岩油气开采潜力的同时,高昂的开采成本依然是笼罩在大规模商业化开发头顶的乌云——相比美国,中国页岩大多分布在山丘地带,开采成本大。中国石化石油工程技术研究院教授、高级工程师张金成曾称,“现在一口井的开采(成本)大概在7000万元左右。”因此,总体成本核算下来,相比中国目前的能源价格,页岩油气并不存在优势。
但是不管怎样,页岩油气大大增加了世界能源供给储备,也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……