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美國「頁岩革命」成功,「能源獨立」百年無憂/龐忠甲

作者:light12  於 2011-12-12 15:06 發表於 最熱鬧的華人社交網路--貝殼村

通用分類:網路文摘|已有15評論


  美國「頁岩革命」成功,「能源獨立」百年無憂/龐忠甲
(北京時間2011年12月12日 來稿)
作者:龐忠甲

值此舉世驚悚傳統能源告罄之際,21世紀全球實體經濟競爭的制高點在能源領域,特別是清潔能源的安全供應。


今年3月30日,奧巴馬在喬治敦大學演講中強調,「誰能領導21世紀的清潔能源經濟,誰就能領導21世紀的全球經濟。我希望美國成為這個國家,我希望美國贏得未來。」

最近兩年,美國實現了一場雖不矚目但意義重大的油、氣「頁岩革命(Shale Revolution)」,築建了不同凡響的能源強勢底氣,為今後長期經濟發展的能源供應消除了後顧之憂。有人說,這項新技術促成的資源有效利用,是推動美國經濟繼續前進的一項「天大的恩賜」。

全球常規能源倒計時
2010年全球能源消費總量相當於120.02億噸標準油當量*。其中石油40.28億噸,天然氣28.0億噸,煤炭35.6億噸,水電7.76億噸,核電6.26億噸,「可再生」能源2.12億噸。

石油、天然氣和煤炭等化石燃料是人類一次能源的主體,約佔消費總量87%,但儲量有限,不可再生。其中石油應用最廣,是重要的「第一能源」。根據2009年統計資料,全球常規石油資源可采儲量1855億噸,按2010年消費量計,只夠維持46年。天然氣和煤炭則分別可以供應約60年和230年。可見除了煤炭還有緩衝餘地,主要傳統化石燃料儲藏已近枯竭,進入倒計時階段。

一場開發新能源的技術革命正在如火如荼展開。令人眼花繚亂的形形色色的「可再生」能源,諸如太陽能、風能、地熱能、生物質能以及廢棄物熱能等,十年來增加了三倍,但2010年在全球一次能源消費中只佔1.8%,全球電力消費總量中僅有1.3%來自「可再生」能源(非水電);從實用意義來說,還處於小打小鬧的階段。真正在數量級上堪以有效取代常規化石燃料的大容量「可再生」能源,開發步伐極其遲緩,倘非出現奇迹性突破,很難在短期內產生飛躍。世人必須立足現實,清醒地看到當今化石燃料為主,水力和核能為輔的「舊能源」時代,與「新能源」時代之間,存在一個青黃不接、險象環生的「能源峽谷」過渡期,從現在算起,歷時恐怕不止百年。

在此過渡期間,美國的總體能源戰略,可以從維持政治、經濟、軍事強勢地位,確保國際能源市場供應渠道暢通,制定資源開發優先次序,建立充足的石油儲備,鼓勵支持發展先進清潔、節能技術,大力開發多元替代能源和「可再生」新能源等多方面進行考察。

美國去年消耗石油8.5億噸,佔全球的21%;但本國可開採石油儲量只及世界總量1.5%弱,長期以來,石油大半依靠進口。為保障國家安全,美國力圖減少對外國石油的依賴,並維護本國有限的石油資源的可持續開發。

自從1969年南加州發生重大石油泄漏事件,海岸被污染后,美國對許多國內石油礦藏發布了禁采令。1982年,里根政府任內,國會通過近海石油禁采法律,凍結距海岸線4.8公里至322公里的美國大陸架石油開採。該法案每年都被重審延長。1990年,時任總統的老布希簽署行政令,將禁採區域擴大為墨西哥灣中部和阿拉斯加的所有近海海域,禁令有效期至2002年。1998年,柯林頓總統又將有效期延長至2012年。還有科羅拉多州、猶他州及懷俄明州的油田也都在禁采之列。

雖然禁采令出於環保理由,但許多分析人士認為,美國政府封存本國油田,有其有備無患的長遠的戰略考慮。

值此險峻的「能源峽谷」時期,至少還可仰仗兩大支柱——煤炭和核能。

美國的煤炭可采儲量估計為2600億噸,約佔世界總儲量的28%左右,按目前耗量計,還能維持使用250年。

煤炭是一種骯髒的燃料。美國政府高度重視利用煤炭,大力提倡用於發電,轉化為潔凈、方便、高效能的二次能源——電力。現在美國生產的煤百分之九十以上用於發電。三十年來,美國一次能源消費中煤的比例從17.1%上升為24.6%(2008年數據)。

從卡特政府開始,歷屆美國政府都撥巨款支持開發清潔、高效和綜合利用煤炭的「清潔煤」(Clean Coal)計劃,掌握了以「IGCC」為代表的大規模「清潔煤發電」商用化技術手段,但成本高昂,問題猶多,欠缺普遍推廣的條件。

另一支柱為核能(裂變)發電,現佔全球發電量的15%。目下普遍使用的原料鈾-235天然資源有限,按當前耗量計,只夠維持五十年左右。若發展運用增殖反應堆技術,則可進一步擴大利用鈾和釷的資源,使得核裂變能的資源增加上百倍。

核能是一種無污染排放物的清潔能源,但一旦放射性外泄,後果極其嚴重,放射性廢料處理也是難題,於是成為環保界眾矢之的;更且增殖堆衍生物能用於製造核武器;涉及政治敏感的高度禁忌,以致多年來核電事業阻礙重重,發展停滯,甚至倒退。今年三月日本福島事故以來,尤有舉世聞核色變之勢。雖然中國和日本等仍然堅持發展核電,但許多國家出現了大轉向。德國宣布2022年前全部關閉核電站,瑞士計劃在2034年前全面放棄核電,義大利進行公投之後也表示棄核。美國則放緩了核電建設步伐,原擬新建30座核電站的計劃,前景變得很不明朗。

「頁岩革命」悄然來臨
在這種陰雲籠罩的歷史性能源困境中,最近美國悄然降臨的一場油氣「頁岩革命」帶來了巨變,使得幾將淪為「夕陽工業」的石油天然氣行業浴火重生,前程光明,「長命百歲」。

油頁岩(Oil Shale,又稱油母頁岩)是一種高灰分的含可燃有機質的沉積岩,可以分解、釋出頁岩油和頁岩氣,就是非常規的石油和天然氣。另外還有多種頁岩層,例如泥盆系頁岩、石炭系頁岩等,也可采出頁岩氣。這種資源早在1821年就已發現,但由於開採成本極高,開發利用非常緩慢。上世紀七十年代石油危機爆發后,美國主要的石油公司紛紛投入巨資進行頁岩油、氣提煉的嘗試,但均以成本過高,不具備經濟可行性而告終。直到六年前這個行業還被廣泛視為沒落無望。

多年來,美國政府實施了一系列鼓勵能源儲備、替代能源技術開發和商業化等方面的信貸優惠、稅收激勵和補貼政策。這些政策有效促進了油氣頁岩領域涵蓋資源、地質、乾餾、燃燒、環保、水供應等各方面的技術關鍵出現了重要突破。

在大力推進油氣頁岩開發的同時,美國聯邦政府以及州政府在環境保護方面出台了一系列法律法規,這些措施涵蓋了開發的全過程:從勘探、鑽井、生產、廢水處理,以至舊井遺棄與封存,嚴密、細緻有效地保障了美國油氣頁岩發展過程中的環境保護。雖然環保人士仍有諸多質疑,以至訴訟不絕,但事實證明關鍵問題均在可控範圍之內,不至於成為發展障礙。

美國是目前全球探明油頁岩資源最多的國家,已知儲量3.34萬億噸,成藏條件優越,摺合頁岩油3036億噸,(約75%集中在科羅拉多州、猶他州和懷俄明州),佔全球總量70%以上;其中可采儲量在700至1500億噸之間,即便按低位700億噸計,等於美國常規石油可采儲量26.2億噸的26倍,相當於世界第一富油國沙烏地阿拉伯的356億噸的兩倍。

另外,已探明美國可開採頁岩氣資源23.4萬億立方米,居世界第二位,為美國常規天然氣可采儲量6.93萬億立方米的3.4倍。

隨著技術的發展,這些可采儲量數據還在不斷向上大幅修正。

其中頁岩氣(Shale Gas)是一種清潔的非常規天然氣,比其他化石燃料燃燒時排放的有害物質少得多,碳排放只有石油的一半,屬於廣義的清潔能源。從2009年2月開始,一些專家們就開始用「頁岩氣革命」來定義這一技術突破可能帶來的巨大變化。

這場頁岩氣變革的先行者,今已91歲的希臘裔美國企業家喬治. 米歇爾(George Mitchell,1919-)主持的 Mitchell Energy & Development 公司(MED),曾花十七年時間,數億美元的投資,先後鑽了三十多口試驗井,測試了多種鑽井和各種地層壓裂的方法,以及壓裂支撐劑的組合,終於把束縛在頁岩中的天然氣大規模地,經濟地開採了出來。MED 也從一家不起眼的小公司,變身為《財富》雜誌的世界500強之一(現已併入北美最大的液化天然氣供應商 Devon Energy Corporation)。2010年6月,在阿姆斯特丹召開的「解放您的潛力——全球非常規天然氣2010年會」上,喬治. 米歇爾老人被授予美國天然氣技術研究所終身成就獎。

迎來「能源獨立」新紀元
美國油氣頁岩技術的突破,宣示了石油工業進入了陸上非常規油氣時代;美國能源專家們相信,儘管今後能源消耗繼續上升,實現國家「能源獨立」應無懸念,至少可保百年無虞。這一發展也大大增加了世界能源供給儲備,正在改變世界現有的能源供給結構,地緣經濟結構和地緣政治結構;還相應緩解和改變了關於全球暖化的話題。

油、氣頁岩革命的經濟價值不亞於歷史上任何一項重大技術創新,立即使得美國石油天然氣產業再現生機。如今在美國,石油生產幾十年來首見增長,廉價天然氣得以大量供應。

2010年,美國國內的石油產量達到自2003年以來的最高值,進口石油量占所消耗液體燃料的比例十多年來首次低於50%。美國摺合成年率的凈石油進口量已經從2006年末的每天1,300萬桶降至目前的900萬桶以下。去年美國從中東進口石油僅為8600萬噸,相當於每天172萬桶,只佔全國8.5億噸石油消費的11%。另外,美國已從原來日進口量250萬桶的成品油進口國轉變為今天的凈出口國。

與此同時,頁岩氣產量迅速增加,2006至2010年間,頁岩氣年產量由331億立方米增加到了1378億立方米,年均增長45.1%。2000年時,美國頁岩氣在天然氣總產量中僅佔1%,現在已提高為30%;預期2030年這一比例將進一步上升至55%。頁岩氣的成功開發,使美國2009年起超過俄羅斯躍居世界最大天然氣生產國,基本上實現了自給自足,從此不必擔憂產氣國如歐佩克壟斷天然氣市場的威脅,並可對歐洲市場等輸出液化天然氣(LNG),得以削弱俄羅斯、委內瑞拉、伊朗和沙烏地阿拉伯的能源資源影響力,還將有助於降低美國減少溫室氣體排放的平均成本。

在國際燃料價格高企之際,美國天然氣每百萬英熱單位(MBTU)的價格從2008年的14美元,跌到2010年的的4.39美元(作為比較:英國天然氣6.56美元,歐盟管道氣到岸價8.01美元,日本液化石油氣到岸價更高,為10.91美元),因此帶動了美國電力成本和售價下降。

據美國能源情報署(EIA)最新資料,使用不同燃料的新建電廠每一千度電的發電成本分別為:天然氣63美元,煤炭95美元,風能97美元,核能114美元,太陽能211美元。

作為機動車燃料,使用壓縮天然氣比汽油便宜三分之一,減少污染物排放60-90%,而且較為安全,因為在事故中不易燃燒和爆炸。

美國商界認為,這場革命給美國的製造業帶來了二十年未有的好消息。事實上,這場革命有力地支持美國提升實體經濟的結構性調整戰略,首先帶動的是石化工業由外包轉向回歸,以及鋼鐵工業枯木逢春。迄今已見美國製造業連續28個月增長,在全球製造業普遍疲弱中一枝獨秀。2010年初美國總統奧巴馬提出了五年內使出口倍增計劃,目前美出口符合這一計劃的方向,去年全年出口增長約17%,大於進口增幅。

一年多來,賓州的馬賽魯斯頁岩公司(Marcellus Shale)增加了48,000個職位。至今頁岩行業已在全國增添了逾五十萬個崗位。估計今後四年裡,俄亥俄州頁岩行業將增加二十萬個職位。未來全國範圍頁岩行業將直接與間接增加工作崗位數以百萬計。

有人估計,不消十年,美國可能實現夢寐以求的「能源獨立」理想;整個美國工業有可能在油氣頁岩資源的基礎上重建,因而大幅增加就業機會,顯著提升內需消費活力以及實體經濟全球競爭力,為美國經濟重振雄風提供至關重要的支持力量。

由於新興市場能源需求的上升,美國石油進口趨勢的逆轉未必能夠打壓油價,但可以對油價的升勢發生一定的制約作用。石油進口減少,製造業情況改善,出口(包括附加值很高的油品)增加,有助降低貿易赤字,減輕債務負擔,實現財政平衡,從而提振美元強勢,支持美國全球金融霸權地位。

顯然,頁岩油氣崛起已經構成對煤電、核電和經濟性不佳的新能源項目的強勁挑戰。

今年3月30日,美國政府發布了《能源安全未來藍圖》,提高了本土傳統化石能源的地位。認為目前應該儘可能開發本土化石能源,包括禁采多年的墨西哥灣和阿拉斯加的石油,以及廣泛的非傳統的油氣資源,甚至連加拿大的油砂也可以包括在內。

坐擁如此龐大的油氣資源和先進的開發技術,美國自然不必像歐洲人一樣將能源安全主要寄托在非常昂貴的「可再生「能源上。在金融危機餘波不絕,國家財政捉襟見肘之際,《藍圖》放緩了國內對於「可再生」能源的支持力度,但另闢蹊徑,通過國際合作為「可再生」能源的發展尋找動力。近年來,美國不斷同各新興經濟體如中國和印度等國簽訂能源發展合作協議,利用新興經濟體的資源和財力,以及美國本身的科技實力來共同開發「可再生」能源。

中國因應戰略小議
中國經濟蓬勃發展,中產階級日益壯大,能源消費急劇增加,已由基本自給自足轉化為僅次於美國的世界第二大能源進口國。有經濟學家估計,如果按照目前的方式繼續下去,到2030年中國石油的對外依存度將超過80%,高於美國曾經達到70%左右的最高水平,同時獲取能源的成本也在不斷提高;這表明,中國經濟的持續發展需要比以前付出更多的代價。

中國絕大部分石油進口要靠油輪從中東、非洲和拉美產油國,經由美國海軍維持治安的海路完成。其中許多地區處於不穩定狀態。隨著美國「能源獨立」格局的形成,華盛頓不再擔心這些地區的動亂,將逐步鬆開與這些產油國的軍事和政治關係。意味著傳統能源供應基地以及漫長的運輸線發生變故的風險增加。中國的能源安全勢將面對巨大的挑戰,必然涉及經濟、軍事和外交方面的因應舉措。如何減少依賴能源進口,包括通過中國自己的「頁岩革命」擴大油氣自給能力,是為緊要的根本性對策之一。

中國油氣頁岩儲量豐富,含油率中等偏好,主要分佈在東部和中部地區的十五個省和自治區,其中,吉林省、廣東省、遼寧省合計佔80%以上。估計全國油頁岩總儲量4800億噸,相當於頁岩油資源476億噸,居世界第4位。

中國頁岩氣儲量可觀,可采儲量高達36萬億立方米,佔全球的20%,超過美國,為世界之最;主要分佈在松遼盆地、渤海灣盆地、江漢盆地、四川盆地和柴達木盆地等地區。開發利用前景無限光明。

中國頁岩開發不能照搬美國模式,因為頁岩地質條件差異較大(形成的地質年代晚於美國),而且監管框架和土地擁有權都有所不同;但是美國頁岩革命的許多經驗值得借鑒。

中國目前還缺乏開採頁岩氣的成熟先進技術,自主創新與海外取經相結合當是必由之路。2009年11月,中國國家主席胡錦濤和美國總統奧巴馬簽署了頁岩氣聯合研究和技術合作的協議書;同時雙方還簽訂了《美國國務院和中國國家能源局關於中美頁岩氣資源工作行動計劃》,近年來幾乎每個月都有相關的雙邊會議。雙方計劃運用美方在開發非常規天然氣方面的經驗,在符合中國有關法律法規的前提下,就頁岩氣資源評價、勘探開發技術等方面開展合作,以促進中國頁岩氣資源開發。

業內人士普遍估計,中美油氣頁岩開採技術合作不應遭遇過多阻礙。一方面中方已下定決心開發頁岩氣,不會在利益問題上拘泥小節;另一方面,中國開發自有資源,減輕全球能源市場的壓力,降低對政治動蕩不寧的中東等地區的油、氣依賴,對於兩國具有很大互補性的總體發展戰略來說都有利無弊,是為有助雙方可持續發展,構建和諧世界的共贏大業。

*聯合國規定1噸標準油當量的熱值為42620兆焦耳(MJ),約等於10.14百萬大卡(MKcal),或40.2百萬英熱單位(MBtu)

2011年12月10日

作者聯繫電郵:paulpang21@yahoo.com
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發表評論 評論 (15 個評論)

回復 mosville 2011-12-12 19:50
能源是個大問題。
回復 light12 2011-12-12 20:32
mosville: 能源是個大問題。
  
回復 fanlaifuqu 2011-12-12 20:34
還是個有限的資源。
回復 light12 2011-12-12 20:40
fanlaifuqu: 還是個有限的資源。
世人必須立足現實,清醒地看到當今化石燃料為主,水力和核能為輔的「舊能源」時代,與「新能源」時代之間,存在一個青黃不接、險象環生的「能源峽谷」過渡期,從現在算起,歷時恐怕不止百年。

希望平穩過渡
回復 chico 2011-12-13 00:13
中國最需要做的是禁止焦炭出口。這是個極重污染的產品, 哪個國家要進口中國焦炭,支付污染治理費用。黃河以北的污染同煤炭開採、加工有很大關係。
回復 light12 2011-12-13 01:56
chico: 中國最需要做的是禁止焦炭出口。這是個極重污染的產品, 哪個國家要進口中國焦炭,支付污染治理費用。黃河以北的污染同煤炭開採、加工有很大關係。
希望ZF聽你
回復 無為村姑 2011-12-13 04:18
hard to read, but a good thing.
回復 light12 2011-12-13 08:54
無為村姑: hard to read, but a good thing.
  
回復 靜齡 2011-12-13 10:40
喜歡太陽和太陽能!
回復 Giada 2011-12-13 11:22
不知道哎,走著瞧罷。
回復 light12 2011-12-13 14:28
靜齡: 喜歡太陽和太陽能!
都喜歡
回復 light12 2011-12-13 14:28
Giada: 不知道哎,走著瞧罷。
我也不知道  
回復 Giada 2011-12-16 08:56
light12: 我也不知道   
    
回復 穿鞋的蜻蜓 2012-4-22 16:08
light12: 希望ZF聽你
  

謝謝12君介紹。頁岩氣開發是個待開發成熟的長期項目。
回復 light12 2012-4-22 19:14
穿鞋的蜻蜓:   

謝謝12君介紹。頁岩氣開發是個待開發成熟的長期項目。
  

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