頁岩氣開採規模化,有望帶來一場能源革命乃至文明的變數。
美國每天進口石油891萬桶,一年為此支付約3000億美元。如果這個數字減少一半,對於美元匯率、對於石油價格將是震撼性的。美國的地緣政治策略,人類的能源消費模式,可能因此改變。
筆者預言,十年之內這種情況出現是大概率事件。頁岩氣成為美國三大支柱能源之一,將改變美國能源的生產與消費結構,將改變全球能源市場的格局。這將是一場能源革命。
頁岩氣是指存在於頁岩及其夾層中,以吸附或游離狀態為主要存在方式的非常規天然氣。由於儲存形式複雜,頁岩氣的開採難度遠大於普通的天然氣。在上世紀80年代,美國發明瞭水力壓裂法,頁岩氣開發才具備商業開發價值。頁岩氣開採技術主要包括水平井技術、多層壓裂技術、清水壓裂技術、重複壓裂技術等,這些技術的成功應用,使美國頁岩氣開發進入了規模增長期,產量在近年也出現了井噴式上升。
頁岩氣的水力壓裂法採鑽,在行業內稱為hydraulic fracturing,即將散佈在地下頁岩隙中的天然氣通過水平管道採集出來,解決了垂直管道覆蓋面不足、無法將散佈於各個結構中的氣體一併採出的技術難關。
在油砂地帶以水平方向水力壓裂採氣的技術,是在上世紀八九十年代德克薩斯州中北部地區逐步形成,現在已在美國幾個大的頁岩氣田使用,鑽探技術也有不斷的創新。頁岩氣開採一旦形成規模生產,替代能源勢必打破石油一家獨大的格局,對於能源市場之衝擊可想而知。此技術甚至可能帶來文明的變數,過往數百年中的幾次文明拐點,往往和能源、交通革命連在一起。
根據美國能源信息署(EIA)的數據,2000年在油砂中產生出3.9億立方英尺頁岩氣,至2010年產量達到48億立方英尺,佔美國天然氣總產量的23%,而2035年這個比率應該上升到49%。全世界目前擁有6600萬億立方英尺的可開採頁岩氣,其中873萬億立方英尺在美國。據報,中國擁有1275萬億立方英尺的可開採頁岩氣,相當於全球儲量的1/5。阿根廷、墨西哥、南非、加拿大均是油砂大國,不過隨著勘探理論不斷完善、勘探範圍進一步擴大,不排除其他頁岩氣田出現的可能。根據加拿大能源部的測算,頁岩氣在20年內將成為與石油、煤炭鼎立的三大能源之一,所提供的能量,超過風能、熱能、水電、原子能等所有替代能源之總和的一倍。
與其他能源相比,包括頁岩氣在內的天然氣的最大優勢在於乾淨,對環境的排放污染較小。其每單位能源的二氧化碳排放量,僅有煤炭的一半,石油的70%。它的硫排放量,幾乎可以忽略不計。
但是,頁岩氣開採技術目前也存在著重大的瓶頸,其開採過程中的巨量用水和大量使用化學用劑,對環境保護構成重大挑戰。每一個頁岩層開採,在目前的技術水平下大約需要200-400萬加侖水、1.5-6萬加侖化學品。開採使用後的水(連同化學成分)需要回收、儲存、再使用。同時,頁岩氣是通過壓力擠上地面的,由於地下壓力的改變,地下生態環境勢必有所改變,美國北達科他州的居民便報告,源自地下水的自來水顏色變黑,有異味。至於開採活動會不會誘發地震等地質變化,仍在評估中。
幾年前根本沒有人會想到美國的天然氣價格可以暴跌85%,而這卻是頁岩氣開採規模化的初啼之聲,新的替代能源開始走上前臺。儘管在技術上仍有許多需要完善之處,儘管在環境保護上仍有大量工作要做,頁岩氣已成為美國能源供應鏈上重要的一部分,而且其權重會在今後十年大幅上升。這種趨勢下,美國石油進口必然下降,甚至逆轉,並可能帶動美元升值。這種趨勢下,石油價格可能在幾年內受到衝擊,甚至影響一批靠石油出口為生的新興國家的生計。同時,廉價天然氣在美國出現,也可能因成本的巨變觸發全球化工行業的全面洗牌。
中國是一個貧油國,頁岩氣儲量龐大,無疑燃起了國人石油替代的希望,在資本市場上也掀起一陣狂熱。國家能源局發布了《頁岩氣發展規劃(2011—2015年)》,提出至2015年,中國的頁岩氣產量達65億立方米,而2020年力爭實現600-1000億立方米。但是,中國頁岩氣儲備的地質構造遠複雜過美國,氣田離地面的深度,也遠遠深過美國的氣田,在勘探開採技術上,估計仍有一段路要走。在中國制約頁岩氣生產的最大障礙,筆者相信是水。頁岩氣是上升中的新生事物,充滿著商機,不過狂熱和急功近利並不可取。
