龚婷：能源独立――美国“页岩气革命”的现状与前景

一、美国“页岩气革命”的背景

(一)“能源独立”对于美国能源安全的意义

能源安全作为国家安全的重要组成部分，直接关乎国家利益。1973年第一次中东石油危机之后，美国开始提出实现“能源安全”的目标，随后很快上升为美国能源政策的核心目标[1]。正如曾任奥巴马政府第一任期国家安全事务助理的詹姆斯・琼斯所言，所谓“能源安全”，意味着“足够的、可获取的、支付得起”的能源供给[2]。

美国对能源安全特别是石油供给安全的忧虑由来已久。二战前，美国曾是原油净出口国，原油产量居世界首位。二战期间，石油成为一种重要的战略物资，美国一度面临石油短缺的境况。上世纪50-70年代，尽管美国国内石油消费量和进口量不断增长，但由于美国国内石油产量上升，国际油价持续下降，石油供给安全并非急迫的政策问题。然而，1973年美国日益增长的石油进口受到石油危机的重创，面临供给骤减和油价飙升的双重困境。1979年伊朗革命和1990年两伊战争导致的石油供应短缺进一步使美国意识到保障石油供给的重要性。“9・11”事件后，美国发动伊拉克战争。与此同时，2003年以来国际油价也一路攀升，最高时涨幅超过500%。

正是在对外石油进口依赖增长、国际油价上涨的大背景下，追求“能源独立”成为了美国历届政府的重要政策议程。无论是1974年尼克松的《独立运动计划》、1975年福特的《能源独立法案》、1977年卡特的《国家能源计划》、1987年里根的《能源安全报告》、1991年老布什的《国家能源战略》，还是1997年克林顿的《联邦政府为迎接21世纪挑战的能源研发报告》和2001年小布什的《国家能源政策报告》，历届政府都将“能源独立”作为孜孜以求的理想和目标[3]。概括而言，历届政府增强能源供给安全的重要政策目标主要包括两个方面：一是减少对进口石油的依赖，增加本土油气产量、战略储备，努力扩大能源自给程度；二是减少对石油的依赖，寻找、扩大替代能源（核能、风能、太阳能等）产量，促进能源消费结构多元化。

奥巴马将美国对石油的依赖视作“国家面临的最严重威胁”，认为这种依赖将“为独裁者和恐怖分子提供资金，为核扩散买单”，使美国“任由变动的油价摆布、扼杀创新、阻碍国家竞争力”[4]。奥巴马政府通过颁布包括“确保能源未来蓝图”在内的一系列政策和法律，将减少进口石油依赖、实现能源安全的目标与减少温室气体排放、促进可再生能源开发结合起来，使能源政策和气候变化政策更紧密地联系在一起。

(二)作为非常规天然气的页岩气在美国能源格局中的发展历程

二战以后，天然气在全球能源消费的比重不断上升，由50年代的近15%逐渐攀升至2010年的约20%[5]。与此同时，天然气在美国能源结构中也越来越占据重要地位，在美国国内的消费量逐渐攀升，所占消费比例仅次于石油。截至2008年，石油、煤炭和天然气总共占据美国能源总供给的85%，而天然气的供给量已达到22%[6]，同时美国本土的天然气生产能够满足90%左右的国内消费[7]。

作为从页岩岩层中开采出来的非常规天然气，页岩气的大规模开发提高了美国天然气产量，并有望逐步满足美国内日益增长的能源需求。这一过程并非一蹴而就，经过了长达几十年的积累。上世纪80年代前，源于政策限制等一系列原因，美国天然气生产规模长期处在较低水平。二战结束后到上世纪70年代中期，由于存在1938年美国国会通过的《天然气法案》、1954年美国联邦最高法院做出的《菲利普斯决定》等一系列政策法规，美国天然气开发一直面临井口价格管制的局面。这直接导致美国天然气价格长期徘徊在较低水平，生产商在扩大产量规模上缺少积极性，天然气生产在80年代甚至出现产量下降的时期。此外，在里根政府时期，由于采取减少政府干预、信奉市场主导的能源政策，对天然气产业支持力度有限。旨在减少进口石油、支持国内替代能源生产的人造燃料公司（SyntheticFuelsCorporation）计划被最终取消，包括埃克森公司在内的大能源公司也放弃了最初的页岩开采投资计划。

冷战结束后，天然气作为替代能源的地位和重要性逐渐凸显，美国历届政府纷纷出台政策鼓励天然气的生产和广泛应用。面临日益增长的能源需求和能源对外依赖状况，老布什、克林顿和小布什政府任内先后颁布包括《1992年能源政策法规》、《1993年国内天然气和石油倡议》、《2007年能源独立与安全法》在内的一系列法案和政策，旨在降低国内天然气开采的成本，通过增加作为石油替代能源的天然气产量和消费量，保障能源供给的稳定性及能源安全。

(三)关键技术进步

美国能够低成本、大规模地开发页岩气，其关键源于掌握了迄今为止最先进的开采技术。水平钻井和水力压裂两项关键技术使页岩气开发在商业上实现低成本、在产量上实现大规模。水平钻井技术使得从水平井而非传统的直井中获得页岩气成为可能。从水平井中开采页岩气，其最终采收率是直井的3倍，而费用只相当于直井的2倍[8]。此外，相对于上世纪90年代使用的凝胶压裂技术相比，水力压裂法可节约50%―60%的成本[9]。

开采页岩气的关键技术经过了几十年发展最终取得了突破，其最初的实验努力可以追溯到19世纪。上世纪50年代，压裂技术便开始应用于石油和天然气的开采中。70年代中期，美国能源部与天然气研究所（Gas Research Institute）就开始共同研发从美国东部的页岩区块中开采天然气[10]，并在获取低成本天然气的技术上取得初步进展，使得商业开采天然气的成本大大降低。伴随相关勘探设备的升级改造，这一技术在80年代初开始逐渐推广[11]。80年代开始，米切尔能源发展公司（Mitchell Energyand Development Corporation）在得克萨斯州巴涅特页岩区（Barnett）应用了相关技术，并逐渐引发了位于传统油气资源地的海内斯维尔（Haynesville）、马尔塞鲁斯（Marcellus）、伍德福德（Woodford）、伊格福特（EagleFord）等页岩区的勘探，使得页岩油气资源开始迈向大规模商业开采时代。

(四)其他相关条件的成熟

除了在关键技术条件上实现突破，美国“页岩气革命”的繁荣还得益于配套设施、产权制度、市场机制、政策支持等一系列条件的发展和成熟，其作用主要体现在以下几个方面：

一是天然气管道输送系统的完善。自上世纪30―40年代以来，经过多年的发展，同时得益于发展成熟的天然气市场，美国建成了总长度超过30万英里的天然气管道及210多个供气网络系统。这些都为上游生产的页岩气并网进入下游消费市场提供了便捷条件，使得页岩气开采能够快速迈入商业化和市场化的阶段。

二是土地使用权交易的流动性高。由于美国的土地使用权私有化程度高、交易便利，页岩油气资源开发企业能够以较快速度定位和转移工作区块、找到开采资源的最佳区块，同时在土地上面临较小的法律障碍。

三是市场自由化程度及开放度较高，企业进入门槛较低。各种规模的页岩气生产商在相关市场能够充分竞争，促使生产效率和效益不断提高。同时，清晰的市场监管框架又为天然气市场的健康发展提供了必要保障。

四是对天然气产业的管制逐渐解除，政策支持和保障力度加大。1978年通过的《天然气政策法案》部分消除了天然井口价格的管制，1989年美国国会通过了《天然气井口废除管制法案》，最终取消了这一管制。这些措施为解除天然气产业发展的禁锢、激励产业发展铺平了道路。多年来，美国历届政府通过增加研发投入、设立研究基金、实施税收优惠、增加补贴等措施为非常规天然气的开发提供了一系列优惠条件，扶持和鼓励相关产业的发展。

二、美国“页岩气革命”的现状

(一)美国页岩气的储量、分布及产量

就储量而言，美国现阶段探明页岩气储量巨大。根据美国能源部2009年发布的《年度能源展望》估计，美国探明天然气储量1759.5万亿立方英尺，其中页岩气储量达269.3万亿立方英尺[12]。此外，页岩气湿气探明储量在2009年末达到60.64万亿立方英尺，占全美天然气储量的21%，达到1971年以来的最高值[13]。相比于美国政府，一些市场机构的预测更加乐观。法维翰咨询公司（Navigant Consulting）2008年预测美国页岩气储量高达842万亿立方英尺。非营利组织潜在天然气委员会（Potential Gas Committee）在2009年的预测值为615.9万亿立方英尺[14]。

就分布而言，美国页岩气资源分布广泛。根据能源部2011年发布的报告，美国“下48州”页岩气储量丰富，其中排名前三的地区分别为东北部（63%）、墨西哥湾岸区（13%）、西南地区（10%），排名前三的页岩区块分别为马尔塞鲁斯（Marcellus，141万亿立方英尺）、海内斯维尔（Haynesville，74.7万亿立方英尺）及巴涅特（Barnett，43.4万亿立方英尺）[15]。

就产量而言，近10年来美国页岩气产量增长超过10倍，逐渐成为美国天然气生产的最主要来源之一，同时也带动了美国天然气产量的大幅增长。根据美国能源部2012年发布的数据，2000年美国页岩气干气的产量尚不足4000亿立方英尺，占当年美国天然气干气总产量的比例不足1%。然而，仅仅10年之后，这一数字在2010年飙升至4.8万亿立方英尺，占当年美国天然气干气生产的23%[16]。长期来看，美国政府等机构对页岩气的长期可持续生产持积极看法。美国能源部2009年估计，未来20年美国的天然气产量将继续保持稳定[17]。代表美国石油及天然气行业的咨询组织国家石油委员会（National Petroleum Council）在2011年的预期更加乐观，认为在未来50年甚至更长时间内美国页岩气及天然气的供给都将保持稳定[18]。

(二)美国页岩气开发带动美国石油产量的增长

近10年来美国页岩气产量的飙升基本使美国本土的天然气消费实现了自给自足。根据美国能源部的数据，2011年美国国内消费天然气总量的95%都能由本土生产满足[20]。然而，与此同时，近10年来美国国内的天然气消费量增幅却不足1万亿立方英尺。自2008年金融危机以来，全美天然气的年度消费量并未获得大幅提升，仅由2008年的23.28万亿立方英尺上升到2011年的24.38万亿立方英尺[21]，直至2012年才上升至25.5万亿立方英尺[22]。

在消费端并未大幅增长的情况下，同时受到北美基于市场供给关系的天然气定价机制的作用，美国页岩气增产面临着天然气市场价格的挤压。自2008年至2012年，根据亨利枢纽指数（HenryHubIndex）显示，美国天然气现货价格从高于10美元/百万英热的高位快速下降至不足3美元/百万英热，触及1999年以来的最低点[24]。尽管价格走势在2012年后期出现小幅回升，但直至2012年末也不足3.5美元/百万英热。

如此低的天然气价格已经濒临美国页岩气开采的成本价，在一定程度上压制了天然气产量的进一步增长。根据著名能源研究机构剑桥能源咨询公司的估计，全美页岩气平均成本约为4美元/百万英热。由于开采和生产页岩气的收益率大大下降、甚至出现“一开采即亏损”的状况，生产商扩大页岩气生产规模的积极性受挫。