能源家族“闹革命” 各领风骚绘未来
□ 本刊记者 王艳丽 路元丽
2013年，世界能源供应格局仍在继续变革，由于致密油、页岩气等非常规油气产量的增长，美国石油和天然气产量增幅可观，而中国煤化工发展又出现煤制天然气等新的聚焦点。随着全球能源市场不断变化、创新和发展，能源供应日益出现多样化趋势。与此同时，能源需求则不断向新兴经济体转移，2013年第四季度，中国原油进口量正式超过美国成为全球最大原油进口国和消费国，对于中国来说，在有效保障能源供应来源之外，综合考虑能源与环境之间的博弈也是一项迫切的任务……
非常规能源正在引领能源转型
目前世界范围内面临巨大的能源需求，据世界观察研究所的最新报告显示，石油、天然气和煤炭约占全球一次能源消费的87%。传统能源虽占据能源主导，但已经不能满足全球可持续发展的要求，非常规能源尤其以页岩气为代表的新型能源越来越受到世界各国的关注。
一、 美国页岩气带来能源变革
目前，在能源领域正在掀起一场前所未有的革命，尤其以美国页岩气大量生产带动的非常规能源的开发，正在改写世界能源格局。
1. 美国页岩气呈现爆炸式发展态势
美国是“页岩气革命”的发祥地，从1982年开始探索性开采到2003年实现水平开采，经过20年多的努力之后，终于获得了成熟技术。据EIA 2013年公布的最新数据，美国页岩油气技术可采资源量为580亿桶（约为79.1亿吨），占美国石油资源量的26%，使包括页岩油气在内原计算的石油资源量增长了35%。由于页岩气产量的增加，美国已于2009年替代俄罗斯成为世界第一天然气生产大国。
2. 美国页岩气带动了能源领域新增长点
美国页岩气爆炸式的发展态势，给金融危机以来经济严重受创的美国经济的复苏带来了希望，在能源领域带动了新的经济增长点，降低了石油对外依存度，推动了美国再工业化进程。
长期以来，美国既是全球最大的石油消费国，也是全球最大的石油进口国。但是由于大量石油需求被天然气所替代，石油对外依存度到2010年降为49.3%。英国石油公司(BP)最新发布的一份报告指出，美国有望于2030年实现“能源独立”。另一方面，“页岩气革命”带来了能源价格的大幅下降，进而大幅度降低了制造业成本，吸引了许多企业重归美国，从而推动了美国制造业的复兴。
3. 北美地区能源角色已转变
随着美国页岩气革命的爆发，北美地区能源进出口角色已转变，并作为一个新兴能源基地在世界舞台上开始迅速崛起。这主要体现在以下两个方面：①北美地区非常规天然气储量世界第一。非常规天然气主要包括页岩气、煤层气和致密砂岩气。北美地区仅页岩气储量就达到108.7万亿立方米，占世界所有非常规天然气储量的11.8%，如果再加上煤层气和致密砂岩气，这一比例将上升至25.3%；②天然气技术可采量也为世界第一。根据美国能源信息署的测算，到2035年，美国页岩气产量预计将增至3885亿立方米，占天然气总产量的比重将提高到49%。
二、其它地区页岩气发展约十年后进入快车道
美国页岩气的发展，带动了欧洲、亚洲等地区约30个国家开展页岩气的勘探开发工作，但是从目前情况看，这些国家总体上还处于初级阶段，短期内难以取得大的突破。其原因主要有以下几个方面：
1. 各国地质结构差异较大
美国页岩气具有埋藏深度适中、单层厚度与整体厚度大、基质渗透率高、成熟度适中、有机碳含量大和页岩脆性好等特点。而这些特点亚洲与欧洲国家并不具备，决定了美国技术不能在其他地区直接应用。
2. 页岩气开采过程中涉及多方面环境问题
环境问题包括耗水量大，开采使用的化学品可能对蓄水层造成污染等问题。由于美国页岩气丰富区大多远离人居住集中地，地广人稀、水资源充沛，因此，美国页岩气开发对环境的影响相对小。而其他国家，尤其是亚洲与欧洲国家大多都不具备美国那样的有利条件。
3. 页岩气开采需考虑经济性
北美地区发展页岩气不仅开采成本低，而且经过多年积累发展起了较为成熟和完善的储存、液化和传输基础设施网络。而其它地区相关基础设施不足，发展页岩气在短期内需要大量投入，在当前天然气价格明显下跌的情况下企业投资热情将受到明显抑制。
中国天然气有望成能源“黑马”
中国面对“富煤贫油少气”的能源现状，为了满足国内巨大的能源需求，顺应全球能源领域革命的大趋势，十分注重调整能源结构，大力发展天然气工业，尤其是以页岩气、煤制气、煤层气等为代表的非常规天然气的开发，呈现出“竞相发展，百花争鸣”态势。
一、中国发展天然气条件得天独厚
1. 需求刺激发展
在天然气需求方面，国际能源署IEA根据新政策情景分析得出，到2035年，天然气在世界一次能源消费中的比重将从2011年的21%上升至24%，增长到近5万亿立方米，其中82%集中在非经合组织国家，全球天然气呈现出东移趋势。“中国是天然气需求绝对增长量最大的国家。”IEA预计，2035年中国天然气年需求量达到5300亿立方米。
2. 国家提供政策利好
国务院2013年9月12日出台了《大气污染防治行动计划》，要求到2017年将煤炭占能源消费总量的比重由目前的70%降至65%以下，全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上。因此，受推进能源消费结构多元化、降低煤炭消耗及减少空气污染的政策影响，我国未来天然气发展空间广阔。
2013年10月30日，国家能源局网站发布《页岩气产业政策》(下称《政策》)。《政策》提出了多项产业支持性政策。包括，按页岩气开发利用量，对页岩气生产企业直接进行补贴；鼓励地方财政根据情况对页岩气生产企业进行补贴；对页岩气开采企业减免矿产资源补偿费、矿权使用费；页岩气勘探开发等鼓励类项目项下进口的国内不能生产的自用设备(包括随设备进口的技术)，按现行有关规定免征关税。
3. 技术、管道备基础
目前中国的勘探开发实践己经初步表明，从资源、技术等方面看，中国发展页岩气、煤层气等非常规天然气有一定的客观基础。一系列天然气管道的修建连接了天然气产地与市场，确保了天然气的供应。截止到2012年底，中国约有5 万公里的天然气管道运行，有超过10条的主管道几乎覆盖了大部分中国。未来天然气管道修建步伐仍将加快，传送分输网络将会变得更大。
4. 来源多元化
作为非常规天然气，目前页岩气项目开发正在大力布局规划中，并已取得一定产量；煤制天然气在条件适合地区不仅能获得经济效益，且可成为天然气供应的重要补充；我国煤层气相对页岩气、煤制气来说发展较早，技术上已有相当积累、产量也有所上升；可燃冰作为非常规天然气中的新兴资源其发展前景也相当可观。
二、非常规天然气竞相开放
★页岩气
1. 勘探获突破
国土资源部页岩气室主任包书景日前表示，从2009年到2012年年底，国土资源部、地方相关部门、油气公司累计完成129口页岩气相关钻井，其中调查直井46口、探井（直井）55口，评价井28口（水平井），2012年产量约2500万～3000万立方米。
中石油和中石化仍然是页岩气生产的主要参与者。目前中石油已建成两个国家级页岩气示范区，其中，长宁-威远国家级示范区完钻16口井，完成压裂试气12口井，直井日产量0.2万～3万立方米，水平井日产量1万～16万立方米；云南昭通国家级页岩气示范区完钻7口井，直井日产量0.25万立方米，水平井日产量1.5万～3.6万立方米。中石化的页岩气开发则紧随其后，在四川盆地陆相、海相，以及东部断陷盆地古近系页岩气资源勘探方面都获得了突破。
2. 环境、成本问题引忧
从国外的经验来看，页岩气开发对环境影响主要包括水体污染、空气污染和地表生态破坏等。环境问题一直是各国家页岩气开发过程中的短板。而我国页岩气尽管储量丰富，但赋存条件普遍较差，生态环境相对脆弱；且开发起步晚，环境影响的成因与机理不清，环保技术滞后。
从2012年10月开始，中国启动了页岩区块第2轮拍卖，但开发页岩资源的复杂性使得拍卖工作进展缓慢。参加拍卖的数十家公司均对高额开采费用表示担忧，尤其是位于复杂地形中的天然气，其开采成本更是难以控制。为了控制成本，各页岩气开发巨头力图获得成熟的开采技术。
2013年7月，中石油同美国赫斯公司（Hess Corporation）签署合同，共同开发位于中国西北部的非常规陆地资源。美国IHS信息咨询公司副总裁丹尼尔·耶金近日表示：“发生在北美的页岩革命有可能在其它地区出现，比如中国。中国的能源公司已经开始向美国同行学习必要的开采技术，尤其通过最近的业务往来，中国向合作企业学习并取得了北美的石油和天然气开发技术”。
★煤制天然气
1. 示范项目获突破 产业发展提速
天然气需求增长长期看好，煤制天然气将成为天然气来源多元化的有益补充。目前我国已经开工建设和即将开工建设的煤制天然气项目有14个，预计最早在2020年这些项目全部完成投产并达产。届时，全国每年天然气总量约为3500亿～4000亿m3，其中煤制天然气补充20％。
2013年12月18日，由国家发改委核准、中国大唐集团公司建设的我国首个煤制天然气示范项目——大唐内蒙古克什克腾旗煤制天然气示范项目投运，正式向中石油北京段天然气管线输送煤制天然气产品。
除国家核准项目外，当前各地上马煤制天然气项目的热情很高。新疆作为我国煤制天然气发展的重要地区，正在建设和规划中的煤制天然气项目近30个，年产能超过1000亿立方米。内蒙古煤制天然气总规模达到400亿立方米，大部分项目已经上报国家发改委核准或者将申请开展前期工作。根据国家规划和新建拟建煤制天然气项目进展情况，大唐克旗二期在建，计划于2013年底建成；辽宁大唐国际阜新煤制天然气一期13亿立方米项目和内蒙古汇能煤化工有限公司16亿立方米煤制天然气项目原计划2013年竣工，现在紧张建设之中，有望于2014年建成，预计2014年我国煤制天然气产能将达到69.5亿立方米。
2. 发展机遇与挑战并存
目前我国煤制天然气发展如火如荼，作为天然气气源的有益补充，其发展机遇巨大，但是在发展过程中也面临一系列问题。其中，美国杜克大学杨启仁教授及团队在《自然—气候变化》杂志上发表的文章《中国合成天然气革命》中提到“中国的煤制天然气与可持续发展背道而驰”，实际上反映的是煤制天然气过程中资源合理利用、碳减排、能源利用率、环境污染等问题。
的确，目前我国煤制气存在投资过热，产业布局不合理的问题。一些地方政府和企业发展煤化工的热情很高，使煤化工的产业化建设过度超前，“逢煤必化”的现象较为突出，已经出现了低水平重复建设、项目同质化的过热迹象，使我国煤资源利用不尽合理。在碳排放方面，2010年我国已成为世界上二氧化碳排放最多的国家，发展煤化工将使我国在二氧化碳减排方面承受更大的国际压力。因此，妥善解决二氧化碳的出路和利用是发展现代煤化工的关键问题，否则，盲目发展煤化工将与绿色低碳经济背道而驰。
★煤层气
煤层气是自生自储的非常规天然气，主要成分为甲烷，以吸附和游离状态赋存于煤层和围岩中，其热值与天然气相当。由于煤基质中发育有大量的微孔隙，孔径可小至0.5～1.0nm，其比表面积极大，对甲烷分子具有很强的吸附能力，而使水分子难以进入，通常煤层气只存在于地层的割理中。
美国最早开始进行煤层气的勘探和开发，目前已形成世界上最成熟、最完备的煤层气开发技术体系。其后，加拿大、澳大利亚及我国也相继开展了煤层气的勘探开发试验研究，在借鉴美国开发煤层气成功经验的基础上，各国针对具体的煤层特点，开发了一系列新技术，如加拿大的连续油管压裂技术和水平井分段压裂技术、澳大利亚的 U 型井技术及多层扩孔技术。由于我国煤储层条件复杂，勘探开发又相对较晚，目前尚未形成规模化、商业化开采。2011年和2012年每年的利用量仅为50亿立方米。随着煤层气十二五规划的颁布，相信未来煤层气的开采将会提速。
★可燃冰
“可燃冰”作为一种新兴的自然资源，越来越受到业界的关注。2013年12月17日上午，中国国土资源部召开新闻发布会，介绍2013年中国海域天然气水合物勘探成果。国土资源部官员表示，可燃冰有望接棒石油等传统能源，中国商业开发或在2030年。
据估计，富藏于深海和陆地冻土地带的“可燃冰”中甲烷气含量，相当于地球上已知的石油、天然气和煤炭资源量的两倍。据科学家测算，海底可燃冰的储量够人类使用1000年。这种新型能源一旦得到开采，将使人类的燃料使用史延长几个世纪。因此也被认为是地球未来可供利用的重要替代能源，“21世纪能源”或“未来能源”。
可燃冰开发，被称为“一场改变全球竞争力的能源新竞赛”。 目前，世界上已有100多个国家发现了可燃冰存在的实物样品和存在标志，其中海洋78处，永久冻土带38处。中国在这个领域是一个新人，但力图后来居上。激烈的竞争似乎预示着，谁掌握了“可燃冰”，谁就主导了下一代能源。
结 语
随着经济的快速发展，能源之争已经成为全球政治经济的焦点问题。在当前国家能源构成与经济结构调整形成巨大矛盾的情况下，节能基础上明显改善能源构成是我国面临的十分紧迫的任务。面对美国页岩气带来的能源“革命大潮”，我们必须保持理性与清醒，要结合我国自身气源和技术等现状合理开发，学会调整以多种方式、多元化实现油气生产的快速上升，以应对庞大的能源需求。在能源产业推进中，需夯实基础、理顺关系、科学规划，充分利用各种社会资源，使有限的资金能够发挥出尽可能高的技术和经营效益。