美国页岩气革命的过去,现在和将来

在过去的10年里,美国逐步成为了页岩气生产领域中的领头羊。在德克萨斯州企业家乔治·P·米切尔(George P. Mitchell)发明的新型天然气提取技术下,页岩气的开采已经不再像之前那样难度大、成本高了,页岩气的产量也迅速的增加着。这种新型“水力压裂法”主要是通过在水平钻井至页岩层后,利用向管道中输送的水、沙子和相关化学物质来击碎岩石,从而达到导出岩层中天然气的目的。美国企业已经掀起了一场页岩气的革命:2000年时美国的页岩气产量还为零,而今天其产量已经占到美国天然气市场总量的四分之一。据莱斯大学(Rice University)(位于美国德州休斯顿)公共政策学院(Institute for Public Policy)James A. Baker III的估算,到2030年为止,这一数字很可能会达到一半左右。

根据美国能源情报署(EIA)的报告称,美国的页岩气储备仅排在中国之后,占世界第二位。在这么一批新能源的帮助下,美国有望能够降低对海外石油的依赖程度。“页岩气的真正好处在于它使得美国获得了更大的能源独立性,”宾夕法尼亚大学/沃顿商学院的全球环境领导力计划(Initiative for Global Environmental Leadership,简称IGEL)的工作人员苏维斯(Gary Survis)说道,“这将是一场巨大的范式转变。”

更重要的是,天然气的主要组成成分是甲烷,也也就意味着其二氧化碳排放水平只及煤炭的一半。水力压裂法也牵扯到了一些环境方面的问题:比如管道连接有故障的话,那些用来保持岩石气孔通畅的化学物质就有泄露的危险,继而可能会导致地下水污染的发生。然而,在不考虑页岩气生产可能带来的环境问题的前提下,“天然气是一种更优的烃类燃料,”宾夕法尼亚大学地球与环境科学教授杰根盖克(Robert Giegengack)表示,“它所产生的硫化物等污染物不仅量少,也更容易处理,而且天然气的生产地点距离市场比较近,”像纽约、宾夕法尼亚州和一些临近州的地下都有着马塞勒斯页岩层。

然后,尽管页岩气有着种种优点,但东西太好有时也不全是好事。骤升的产量再加上经济低迷,这使得美国天然气的价格从2008年的每百万立方英尺7-8美元的水平下降到了今天接近3美元每百万立方英尺。在油价高达一百美元每桶的情况下,天然气勘探开采的速度已经放缓,而石油钻井机的数目则在不停的上涨。据瑞银证券(UBS Securities )的报告显示,2010年全美大陆的石油钻井平台的数目十六年来首次超过了天然气钻井平台的数量。

毕马威会计事务所(KPMG)美国能源交易和重组部负责人Drew Koecher表示,当下投资者正从德克萨斯州的巴尼特、阿肯色州的海恩斯维尔、路易斯安那州和德克萨斯州这些成熟的页岩气开采地区撤离,转而进入那些有望能同时开采天然气和石油的地方,这些地方包括俄亥俄州的尤蒂卡、德克萨斯州和新墨西哥州的bone spring。由于天然气价格下跌,很多天然气公司都面临着各种财政问题。总部设在俄克拉何马州市的切萨皮克能源(Chesapeake Energy)是全美第二大页岩气公司,仅排在埃克森美孚(Exxon Mobil)之后。据新闻报道,现在切萨皮克能源已经到了需要出售资产来筹集资金的地步,其CEO也为了公司的利益借了笔不利于自己的贷款,美国证券和交易所委员会已经开始着手调查此事。

不过,专家表示,这并没有意味着页岩气热潮已经结束。恰恰相反,美国页岩气的全面革命根本就尚未开始。首先,美国有着充足的储备。“消耗这些页岩贮备要很长时间,”毕马威会计事务所美国能源交易和重组部总经理伯德(Brandon Beard)说道,“这大概要将近10到20年的时间。”其次,随着对天然气需求的上涨,天然气的价格也会回升,这一行业也会重新振作起来。“天然气过剩的情况只是暂时的,”宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)机械工程及应用机械系的李奥(Noam Lior)教授(同时也是宾夕法尼亚大学/沃顿商学院劳德研究院研究生部的老师)表示,“只要油价维持在每桶100美元左右,天然气就很有竞争力。”乔纳森银行波士顿净化空气任务组织(Clean Air Task Force)资深气候政策顾问对此也表示赞同。专家预测,这些低价格的刺激下,电力公司、化学品制造商、天然气汽车及海外市场的需求会让页岩气产业重新恢复生机,而相对较低的天然气能源价格也有助于美国经济的恢复。“它是游戏规则的改变者,” 普华永道在费城的化学品业务负责人卡姆法(A.J. Scamuffa)表示。

伯德表示,短期而言,天然气需求增幅最大的是发电业。根据美国电子工业联合会(IEA)的数据,许多设备已经从煤炭动力转化为更为廉价的天然气驱动,这也是美国今年头四个月的二氧化碳排放量下降到了二十年来的最低水平的原因。煤炭发电现在只占全美发电量的34%,而2005年时煤炭发电量则占到发电总量的将近一半。据田纳西河流域管理局去年所言,由于美国环境保护署清洁空气法案的限制,它将在2020年之前关闭18个煤炭发电厂,并转向使用天然气和生物燃料来进行发电。今年八月,田纳西河流域管理局开始在密西西比河亚士兰附近建设第五个,也是最大一个天然气发电厂,其装机总发电量为986兆瓦特。

复兴有望

与此同时,据专家预测,未来几年内美国的制造业很可能会利用天然气价格低廉的优势重振旗鼓。普华永道预测,在2025年之前,这场页岩气革命会为美国制造业新增一百万个工作,同时让制造业年成本下降1160亿。“我们会看到现在普遍外包的化学品制造业重返美国大陆,”因为这里的天然气价格实在是非常合算。普华永道的卡姆法说道。

现在,许多化学产品制造商已经不再用石油,而是用天然气为基础来制造丙烷,丁烷以及制造油漆乃至半导体的原料。普华永道费城化工资讯服务总监格力(Garrett Gee)表示,由于本地的天然气资源十分丰富,各大公司用于北美现有设备的更新加上购买新型设备方面的投资已经超过了150亿。普华永道的一份报告显示,陶氏化学,拜耳和西湖化工(Westlake Chemical)都属此列。“在未来的三到四年中,随着此类基础设施的建设完成,原料成本降低的好处将会直观转化为日常用品和耐用消费品的价格之上。”

随着时间的推移,廉价的天然气甚至可以美国的交通行业,要知道交通领域的碳排放量占到了全国碳排放量的30%。就世界范围来说,天然气驱动的交通工具共有一千四百万辆,是二十年前的十倍之多。但是美国天然气驱动的交通工具只有十三万辆,排在巴基斯坦,阿根廷,巴西,印度和中国等国家的后面,位列世界第八。美国大部分天然气驱动的交通工具都是像卡车、公交车和垃圾运输车这样的高能耗车辆,而全国上下也只有1200个天然气加气站。这与全国拥有的16万加油站以及随处可见的汽油驱动家庭轿车相比,实在是小巫见大巫。位于华盛顿特区的天然气汽车协会总裁克洛泽(Richard Kolodziej)表示。“至少要有一万六千个加油站,也就是10%的加油站需要有加气设备才能进一步带动需求增长。”他说。

美国页岩气最有争议性的潜在需求来源就是海外市场。历史上,全球各个地区的天然气价格“都是根据传统来定的,”宾夕法尼亚大学教授李奥(Lior)说道。在美国,价格的高低是由供给规律来决定的,但是在欧洲和亚洲,天然气的价格会受到石油价格和其他一些外在因素的影响。

在当前亚洲油价比美国高出两到三倍的情况下,天然气的出口似乎是一个顺理成章的事。但是许多专家都认为,不会出现大规模出口的情况。举例来说,对于那些希望利用这些天然气来促进美国的能源独立性和振兴国内经济的人来说,天然气出口这件事就会受到他们的阻碍,毕马威会计师事务所的柯伽(Koecher)指出。此外,能源和环境外交关系委员会高级研究员迈克尔•利维(Michael Levi)补充说,“美国有可能会成为一个小型的天然气出口国,但不太可能会出现大规模出口的现象。因为我们必须考虑从美国将这些天然气运输到海外市场上的成本问题。”

许多人对将资金投入需修建多年的液化天然气(LNG)设备的事情上都保持了很谨慎的态度,因为中国、澳大利亚和其他一些国家都有可能提高他们国内的页岩气生产量,这就意味着自己的投资有可能得不到预期的收益。建立一个液化石油气场需要花上很长的时间来筹集资金和拿到设厂许可,利维说道。“如果你想做这门生意,你必须要相信在设备投入生产后的五年或者更久的时间内,你的天然气出口生意是能赚到钱的。”利维表示,只有极少数公司真正下力气在做出口这个事情,这些公司中就有Golden Pass Products公司,该公司最近宣布了和埃克森美孚公司和卡塔尔石油公司(Qatar Petroleum)的合资计划,希望将德克萨斯州的设备转化为液化石油气生产设施。此外Cheniere Energy公司也在此列,该公司总部位于休斯顿,也开始在路易斯安那州萨宾帕斯投资生产液化石油气设备。

环境问题

虽然页岩气产业对美国经济振兴和能源独立都有着很重大的意义,但是环保主义者也在担心这项产业可能会对环境造成一定影响。法院里已经出现了一些有关地下水污染的诉讼,这些诉讼称水力压裂法造成了水体污染。一些反对水力压裂法的人士担心这种方式会引发地震。就连在气体排放上的看法也是众说纷纭,因为作为温室气体而言,甲烷的效果比二氧化碳还要高四倍以上。

“天然气燃烧后的产物比煤炭要洁净的多,但毕竟还没到对大气无害的地步,”尤其是天然气价格的低廉必然会导致天然气消耗量的增加,净化空气任务组织的气候专家大卫•麦凯布(David McCabe)表示。“我们现在所能知道的最好的情况也就是大量的便宜的页岩气会加剧气候变暖。” 虽然EPA刚刚通过法令,要2015年以及以后建立页岩气井严格控制甲烷泄露的情况,但是美国并没有相关法规来限制供应链的其他环节上的甲烷泄漏问题。“如果没有行之有效的管理法规,未来的空气和水体污染将会非常严重。”宾大教授李奥表示。

专家们说,另一个需要关注的地方就是页岩气对新型替代能源的影响。“天然气的碳量输出量是高出煤炭很多的,但它毕竟和风能以及太阳能等不同,” IGEL研究员苏维斯(Survis)指出。“页岩气是一种过渡技术,而不是一个可持续发展的技术。它并不能带来长期性的能源独立,而这一点只有太阳能和风能才能做到。”不幸的是,在此页岩气技术兴起之时,绿色能源还处在努力降低成本以图达到能和化石燃料竞争的状态。“随着价格的下跌,天然气绝对会将替代能源排挤出去,”尤其是现在美国对地带能源这一块的很多补贴已经到期了的情况下。

当下,美国页岩气革命正走在前进和发展的道路上,美国的能源版图和经济面貌也会因而得到一次重塑的机会。

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"美国页岩气革命的过去,现在和将来." China Knowledge@Wharton. The Wharton School, University of Pennsylvania, [11 九月, 2012]. Web. [23 October, 2021] <http://www.knowledgeatwharton.com.cn/article/3217/>

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"美国页岩气革命的过去,现在和将来" China Knowledge@Wharton, [九月 11, 2012].
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