美國(guó)頁(yè)巖氣的快速發(fā)展為世人矚目，對(duì)美國(guó)乃至全球的能源格局形成了不容忽視的影響。在此我們進(jìn)行介紹，以期對(duì)我國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供借鑒。
頁(yè)巖氣是從頁(yè)巖層中開采出來(lái)的天然氣，它與煤層氣、致密砂巖氣一起，被稱為非常規(guī)油氣資源的三大品種。相對(duì)常規(guī)天然氣而言，頁(yè)巖氣實(shí)際上是原生原儲(chǔ)的天然氣貧礦。有一個(gè)形象的說(shuō)法，常規(guī)天然氣好比是“大金娃娃”，頁(yè)巖氣相對(duì)富集的地質(zhì)塊體不過(guò)是“甜點(diǎn)”。就是這種貧礦，十年前美國(guó)的開采還微不足道，而現(xiàn)在已占美國(guó)天然氣開采總量的約1/4，一場(chǎng)頁(yè)巖氣開發(fā)熱潮正在美國(guó)上演。而且，頁(yè)巖氣的開發(fā)也在深刻影響著美國(guó)的能源利用和應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)。
美國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)現(xiàn)狀
美國(guó)是世界上最早進(jìn)行頁(yè)巖氣資源勘探開發(fā)的國(guó)家，開采歷史可以追溯到1821年。但是，頁(yè)巖致密低滲的特點(diǎn)導(dǎo)致頁(yè)巖氣開采難度大、成本高，在本世紀(jì)以前，頁(yè)巖氣大規(guī)模開發(fā)并不具有經(jīng)濟(jì)上的可行性。隨著水平井技術(shù)和水力壓裂技術(shù)的成熟，開采成本大幅下降，頁(yè)巖氣的商業(yè)化開發(fā)具備了可行性。
近年來(lái)美國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的發(fā)展速度驚人。2004年，美國(guó)頁(yè)巖氣井僅有2900口，2005年不過(guò)3400口，2007年暴增至41726口，到2009年，頁(yè)巖氣生產(chǎn)井?dāng)?shù)達(dá)到了98590口。而且，這種增長(zhǎng)勢(shì)頭還在繼續(xù)保持，2011年僅新建頁(yè)巖油氣井?dāng)?shù)就達(dá)到了10173口。
美國(guó)頁(yè)巖氣的大開發(fā)，提高了美國(guó)能源自給水平，美國(guó)能源對(duì)外依存度降至20世紀(jì)80年代以來(lái)最低水平。美國(guó)石油進(jìn)口從2005年占石油總消費(fèi)量的60%下降到2012年的42%，凈進(jìn)口量從1300多萬(wàn)桶/天降至800萬(wàn)桶/天。而且，美國(guó)60年來(lái)首次成為煉油產(chǎn)品出口國(guó)，美國(guó)在2009年已經(jīng)超越俄羅斯成為最大的天然氣生產(chǎn)國(guó)。國(guó)際能源署在2012年11月份發(fā)布一份十分樂(lè)觀的預(yù)測(cè)：在2017年將超過(guò)沙特成為最大的石油生產(chǎn)國(guó)，到2035年美國(guó)將實(shí)現(xiàn)能源自給自足。
美國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)熱潮出現(xiàn)的原因
北美大陸頁(yè)巖氣儲(chǔ)量豐富。2013年，由美國(guó)能源信息署組織的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)世界41個(gè)國(guó)家、137個(gè)頁(yè)巖氣沉積盆地進(jìn)行了全球頁(yè)巖氣評(píng)估。結(jié)果顯示，全球頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為206.68萬(wàn)億立方米，與常規(guī)天然氣探明可采儲(chǔ)量相當(dāng)。其中，北美洲頁(yè)巖氣資源最為豐富，占全球總量的23.4%。按照國(guó)家分布情況，美國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為18.8萬(wàn)億立方米，位居世界第四。
財(cái)政稅收政策的強(qiáng)力支持。美國(guó)的頁(yè)巖氣開發(fā)不僅享受針對(duì)各種傳統(tǒng)油氣的上游開發(fā)稅收優(yōu)惠政策，還有專項(xiàng)政策和資金予以支持。1980年的通過(guò)的《原油意外獲利法案》為鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)非常規(guī)能源的生產(chǎn)，提出了專項(xiàng)一攬子優(yōu)惠政策：對(duì)從1979-1993年鉆探與2003年之前生產(chǎn)和銷售的非常規(guī)和低滲透氣藏(包括煤層氣、頁(yè)巖氣)實(shí)施了大幅度稅收減免。該法案對(duì)頁(yè)巖氣發(fā)展具有里程碑式的意義。接著，1990年的《稅收分配的綜合協(xié)調(diào)法案》、1992年的《能源稅收法案》、1997年的《納稅人減負(fù)法案》和2005年的《能源法案》均延續(xù)和擴(kuò)展了非常規(guī)能源的補(bǔ)貼政策和補(bǔ)貼范圍。有專家認(rèn)為，最初美國(guó)非常規(guī)資源領(lǐng)域天然氣開發(fā)利潤(rùn)的30%左右來(lái)自政策優(yōu)惠。
基礎(chǔ)研究的鋪墊和技術(shù)創(chuàng)新的推動(dòng)?；A(chǔ)研究方面，美國(guó)政府出資并組織開展了大量的工作。美國(guó)財(cái)政專門設(shè)立有非常規(guī)油氣研究基金，支持大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)就包括頁(yè)巖氣在內(nèi)的非常規(guī)油氣開發(fā)開展基礎(chǔ)研究。2004年的《能源法案》還規(guī)定10年內(nèi)每年投資4500萬(wàn)美元用于非常規(guī)氣研究。另外，美國(guó)積累了大量的地質(zhì)數(shù)據(jù)。美國(guó)每年能源礦產(chǎn)勘探開發(fā)都要打成千上萬(wàn)口勘探井，按照美國(guó)法律要求，相關(guān)公司和部門必須上報(bào)獲得的地質(zhì)數(shù)據(jù)，并向社會(huì)公開。因此，美國(guó)多年積累了大量的地質(zhì)數(shù)據(jù)和油氣勘探數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上開展的扎實(shí)基礎(chǔ)研究為頁(yè)巖氣開發(fā)做好了數(shù)據(jù)積累和技術(shù)儲(chǔ)備。
在應(yīng)用研究方面，美國(guó)的中小型企業(yè)充當(dāng)了技術(shù)創(chuàng)新先鋒。他們利用油氣開發(fā)積累的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，通過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)和投入，探索出了一整套高效率、低成本的開采技術(shù)，主要有水平井和多段連續(xù)壓裂改造技術(shù)、清水壓裂技術(shù)、同步壓裂技術(shù)、儲(chǔ)層優(yōu)選評(píng)價(jià)、排采增產(chǎn)技術(shù)等。這些創(chuàng)新技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用，降低了開發(fā)成本，大幅提高了頁(yè)巖氣井單井產(chǎn)量，使科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化成了生產(chǎn)力。
高度市場(chǎng)化的頁(yè)巖氣開發(fā)模式。不同于常規(guī)天然氣，頁(yè)巖氣開發(fā)需要大面積、規(guī)?；瓦B續(xù)鉆井，因此，開發(fā)工作有前期勘探開發(fā)投入大，投資風(fēng)險(xiǎn)大，回報(bào)周期長(zhǎng)，嚴(yán)重依賴管網(wǎng)建設(shè)等特點(diǎn)。
美國(guó)的頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展得益于美式開發(fā)模式。開發(fā)中主要有三個(gè)參與主體：一是私人礦產(chǎn)和土地?fù)碛姓?，二是中小型專業(yè)公司，三是大公司和投資者。產(chǎn)權(quán)清晰和市場(chǎng)化運(yùn)作模式使美國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)中各參與主體可以高效率地分工協(xié)作。土地私有化制度保證了礦業(yè)權(quán)可以自主經(jīng)營(yíng)或通過(guò)市場(chǎng)交易自由出讓。市場(chǎng)化的油氣開發(fā)體制下，政府對(duì)投資者沒(méi)有資質(zhì)、規(guī)模、能力等方面的準(zhǔn)入限制，用市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)即可獲得頁(yè)巖氣開發(fā)權(quán)。
法律上“哈里伯頓漏洞”網(wǎng)開一面。美國(guó)國(guó)會(huì)于1974年通過(guò)的《安全飲用水法案》是保障美國(guó)公眾飲水安全的主要法規(guī)，監(jiān)管河流、湖泊、水庫(kù)、泉水、水井在內(nèi)的公共水源質(zhì)量。頁(yè)巖氣開采使用的水力壓裂技術(shù)不僅水資源消耗量巨大，而且使用的壓裂液成分十分復(fù)雜，包含大量化學(xué)制劑，所以頁(yè)巖氣開采理應(yīng)在此法案監(jiān)管范圍內(nèi)。
風(fēng)險(xiǎn)投資和國(guó)際資本的助推。即使在使用了水平井鉆探和分段水壓裂技術(shù)后，頁(yè)巖氣開采成本仍然相對(duì)較高，頁(yè)巖氣開發(fā)熱潮還是沒(méi)有到來(lái)。直到2005年，國(guó)際油價(jià)開始持續(xù)飆升，這給頁(yè)巖氣開采帶來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)，各路資本開始進(jìn)入頁(yè)巖氣開發(fā)領(lǐng)域，中小型油氣公司如雨后春筍般成立，有資料顯示，美國(guó)現(xiàn)有8000多家油氣公司中，有7900多家是中小公司，而這些中小型公司的資金主要來(lái)自風(fēng)險(xiǎn)投資者。
2008年金融危機(jī)爆發(fā)后，頁(yè)巖氣開發(fā)經(jīng)過(guò)短暫的蕭條后又繁榮起來(lái)，大量資本再次蜂擁而入。有咨詢公司的數(shù)據(jù)表明，2003年至2005年三年間，北美油氣上游業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)現(xiàn)金流是1600億美元，同期油氣上游業(yè)務(wù)的資本投資為1100億美元，經(jīng)營(yíng)現(xiàn)金流大于資本投資500億美元，富余的500億美元大多投向了海外的油氣上游業(yè)務(wù)。這也就是說(shuō)，2005年前，北美是油氣資本的凈輸出國(guó)。而6年后的2009年至2011年三年間，北美油氣上游業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)現(xiàn)金流接近2200億美元，而同期的資本投入則上升到了3500億美元，資本投入超過(guò)同期經(jīng)營(yíng)現(xiàn)金流1300億美元，接近2/5的資本投入來(lái)自于北美以外的地區(qū)和石油以外的行業(yè)。2011年外國(guó)資本在美國(guó)頁(yè)巖氣領(lǐng)域并購(gòu)多達(dá)40起，總投資564億美元。這些風(fēng)險(xiǎn)投資和國(guó)際資本的注入，直接推動(dòng)了頁(yè)巖氣開發(fā)熱潮的到來(lái)。
頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)造成的影響
頁(yè)巖氣革命大規(guī)模開采賦予了美國(guó)“新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)”，為美國(guó)“再工業(yè)化”注入了強(qiáng)大動(dòng)力。
(一)拉低了美國(guó)國(guó)內(nèi)天然氣價(jià)格，提高了美國(guó)能源自給率
頁(yè)巖氣的大量生產(chǎn)，一是導(dǎo)致了美國(guó)國(guó)內(nèi)天然氣的價(jià)格大幅度下跌。二是打破了美國(guó)的天然氣與石油的價(jià)格聯(lián)動(dòng)機(jī)制。三是提高了美國(guó)的能源自給率，頁(yè)巖氣和致密油的產(chǎn)量大幅增加使美國(guó)的能源自給率從2005年的69.2%上升到2011年的80.3%，這是美國(guó)1993年以來(lái)的最好水平。
(二)創(chuàng)造就業(yè)崗位，拉動(dòng)美國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)
頁(yè)巖氣和致密油的開采需要建設(shè)很長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈，開發(fā)所需的巨大投資直接拉動(dòng)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)，并創(chuàng)造出大量就業(yè)機(jī)會(huì)。
頁(yè)巖氣開發(fā)帶來(lái)的能源價(jià)格下降，大幅度降低了制造業(yè)成本。
(三)促進(jìn)了美國(guó)的“能源獨(dú)立”，改變美國(guó)能源安全戰(zhàn)略
長(zhǎng)期以來(lái)，美國(guó)由于大量石油需求被天然氣所替代，美國(guó)石油進(jìn)口量得以逐年減少，進(jìn)而改變了美國(guó)對(duì)“如何增強(qiáng)能源安全”的認(rèn)識(shí)。2011年3月，美國(guó)政府發(fā)布了《未來(lái)能源安全藍(lán)圖》，提出了新的確保美國(guó)未來(lái)能源供應(yīng)和安全的三大戰(zhàn)略：一是油氣開發(fā)回歸美國(guó)本土，確保美國(guó)能源供應(yīng)安全。二是推廣節(jié)能減排，削減美國(guó)能源消費(fèi)。三是激發(fā)創(chuàng)新精神，加快發(fā)展清潔能源。擴(kuò)大美國(guó)本土油氣資源開發(fā)和生產(chǎn)成為美國(guó)最重要的能源戰(zhàn)略之一。
(四)頁(yè)巖氣開發(fā)仍具有很大的不確定性
首先，頁(yè)巖油氣的資源量存在不確定性。其次，對(duì)頁(yè)巖氣的過(guò)度投機(jī)影響開發(fā)的持續(xù)性。最后，頁(yè)巖氣開采過(guò)程中的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。頁(yè)巖氣開采使用的水力壓裂法具有很大爭(zhēng)議：一是水力壓裂技術(shù)需要耗費(fèi)大量水資源。二是壓裂液具有環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，壓裂液一般含有5%左右化學(xué)原料，有些公司的壓裂液成分不對(duì)外公開，其中可能含有有毒和致癌物質(zhì)。三是水力壓裂法存在引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的隱患，水力壓裂法向地下施加的高壓力會(huì)帶來(lái)不確定的地質(zhì)損害，巖層的破裂和滑動(dòng)有引發(fā)地震的較大可能性。
頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)美國(guó)氣候變化政策和國(guó)際氣候談判的影響
(一)對(duì)美國(guó)碳排放的影響
頁(yè)巖氣開發(fā)對(duì)未來(lái)美國(guó)碳排量增減的影響是個(gè)比較復(fù)雜和有爭(zhēng)議的問(wèn)題?，F(xiàn)有分析普遍認(rèn)為，新能源供應(yīng)格局帶來(lái)的影響有正負(fù)兩個(gè)方面，但對(duì)哪種影響更大看法卻不盡相同。
一種看法是減少排放論。有關(guān)頁(yè)巖氣開發(fā)有助于降低美國(guó)碳排放量的說(shuō)法比較流行；另一種看法則認(rèn)為頁(yè)巖氣開發(fā)會(huì)增加溫室氣體排放，其觀點(diǎn)主要基于天然氣畢竟是一種化石燃料，其供應(yīng)量的充足和價(jià)格低廉將刺激需求和消費(fèi)，形成新的供應(yīng)格局，長(zhǎng)期看必將導(dǎo)致二氧化碳排放量的增加。
(二)對(duì)美國(guó)氣候政策的影響
美國(guó)的氣候變化政策，特別是構(gòu)成其核心內(nèi)容的清潔能源政策，主要以三個(gè)目標(biāo)為支柱：一是應(yīng)對(duì)氣候變化。二是通過(guò)減少對(duì)進(jìn)口石油和天然氣的依賴增強(qiáng)美國(guó)的能源安全。三是發(fā)展新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。盡管這些關(guān)注并非美國(guó)氣候變化政策所獨(dú)有，但美國(guó)的政策在處理三者關(guān)系方面有個(gè)特點(diǎn)，即關(guān)于政策的討論，包括政府對(duì)政策的闡述和宣傳，往往突出強(qiáng)調(diào)氣候變化政策對(duì)增強(qiáng)能源安全和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)，而非應(yīng)對(duì)氣候變化本身的重要性。
(三)對(duì)國(guó)際氣候談判的影響
由于頁(yè)巖氣大規(guī)模開發(fā)和產(chǎn)量的迅速攀升，國(guó)內(nèi)廉價(jià)的天然氣大大緩解了對(duì)從國(guó)外進(jìn)口能源的依賴。這些變化在幫助美國(guó)朝著奧巴馬2009年提出的能源安全目標(biāo)快步前進(jìn)。2012年美國(guó)碳排放降至1994年以來(lái)最低，與2007年和2005年相比分別減排13%和10.7%，意味著2020年前在2005年基礎(chǔ)上減排17%的目標(biāo)已實(shí)現(xiàn)一大半。這也增強(qiáng)了美國(guó)政府在減排溫室氣體方面的信心。
美國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)的啟示
從美國(guó)頁(yè)巖氣的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)中，我國(guó)頁(yè)巖氣行業(yè)發(fā)展可以獲得以下啟示：
(一)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的財(cái)稅政策支持
我國(guó)在頁(yè)巖氣開發(fā)上起步較晚，基礎(chǔ)薄弱，因此政府更應(yīng)發(fā)揮積極的引導(dǎo)和支持的作用。首先，應(yīng)出臺(tái)激勵(lì)頁(yè)巖氣開發(fā)的財(cái)政稅收政策。頁(yè)巖氣開發(fā)投入大、產(chǎn)出周期長(zhǎng)、投資回收慢。如果沒(méi)有政府支持，一般企業(yè)難以進(jìn)入。出臺(tái)相應(yīng)的財(cái)政補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠政策，將鼓勵(lì)支持頁(yè)巖氣行業(yè)發(fā)展。其次，政府應(yīng)主持開展頁(yè)巖氣資源地質(zhì)調(diào)查和基礎(chǔ)研究。我國(guó)頁(yè)巖氣主要貯藏在西部地區(qū)，資源賦存條件差，儲(chǔ)量和分布情況十分復(fù)雜，因此有必要開展地質(zhì)資源調(diào)查和相關(guān)的基礎(chǔ)研究。
(二)引進(jìn)并摸索完善開發(fā)技術(shù)
目前，中國(guó)石油企業(yè)已經(jīng)初步掌握頁(yè)巖氣直井壓裂技術(shù)，但尚未掌握水平鉆井和水力壓裂這兩項(xiàng)頁(yè)巖氣開采的核心技術(shù)，而且缺乏核心技術(shù)人才，這些因素直接制約了頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為此，我國(guó)應(yīng)考慮從引進(jìn)國(guó)外成熟的核心開發(fā)技術(shù)和核心技術(shù)人才入手，快速縮短與國(guó)外的技術(shù)差距。另外，在節(jié)水和環(huán)保措施上也要做好相應(yīng)技術(shù)的研發(fā)。同時(shí)，結(jié)合自身地質(zhì)情況，嘗試超臨界二氧化碳射流等新技術(shù)，探索適合自身地質(zhì)條件的頁(yè)巖氣開發(fā)手段。
(三)調(diào)整我國(guó)的天然氣市場(chǎng)結(jié)構(gòu)
我國(guó)天然氣開發(fā)和運(yùn)輸管網(wǎng)都處于大型國(guó)企的壟斷控制下，天然氣價(jià)格也處于管制之下，難以反映實(shí)際供需變化。為了推動(dòng)頁(yè)巖氣開發(fā)，我國(guó)應(yīng)大力推動(dòng)天然氣市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)改革：在開發(fā)上，減少審批，加強(qiáng)監(jiān)管，對(duì)國(guó)資民資同時(shí)開放；在價(jià)格上，可以逐步放開管制，試行油氣聯(lián)動(dòng)或煤氣聯(lián)動(dòng)；在運(yùn)輸管網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)輸分離，保證管道使用平等。通過(guò)這些舉措，進(jìn)一步吸引社會(huì)資金進(jìn)入頁(yè)巖氣開發(fā)領(lǐng)域，提升產(chǎn)業(yè)效率和效益。
(四)加大環(huán)境保護(hù)和監(jiān)管力度
對(duì)于頁(yè)巖氣開發(fā)可能造成的環(huán)境危害，一定要未雨綢繆，提前做好防范。要開展水力壓裂法和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防的基礎(chǔ)研究，研制環(huán)保的壓裂液，回避地質(zhì)敏感地區(qū)進(jìn)行開發(fā)。要建立完善環(huán)保相關(guān)的法規(guī)，在頁(yè)巖氣開發(fā)前期，就應(yīng)該研究制定相應(yīng)的環(huán)保法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)開發(fā)過(guò)程中的監(jiān)管和檢查，一定要避免重蹈“先污染后治理”覆轍。
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