非常規(guī)油氣資源開發(fā)現(xiàn)狀與全球能源新格局

1、2012.7CONTEMPORARY WORLD47當代世界非常規(guī)油氣資源開發(fā)現(xiàn)狀與全球能源新格局 李 揚/文能源一直以來是基礎性、戰(zhàn)略性的商品,是任何國家賴以生存與發(fā)展的物質(zhì)基礎,目前國際社會的能源格局是圍繞傳統(tǒng)常規(guī)能源儲量及產(chǎn)量的布局而形成的。然而,由于常規(guī)油氣資源的不可再生性,人們對新的替代性能源的探索從未停止過。近些年來,隨著勘探、開采技術突飛猛進的發(fā)展,原本開發(fā)難度大、開發(fā)成本高、儲存收集難的非常規(guī)油氣資源逐漸進入人們的視野,成為未來“常規(guī)能源的重要戰(zhàn)略性補充”。非常規(guī)油氣資源的大規(guī)模發(fā)掘和開發(fā)必將顛覆以常規(guī)油氣資源產(chǎn)地為核心的全球能源格局,在不久的將來,全球?qū)⑿纬梢孕屡d非常規(guī)油氣資

2、源聚集地為中心的新的能源格局,這也必將導致國際政治經(jīng)濟秩序發(fā)生新的變遷。非常規(guī)油氣資源簡介非常規(guī)油氣資源是與常規(guī)石油、天然氣資源相對而言的概念,目前非常規(guī)油氣資源并沒有明確的定義。一般來講,非常規(guī)油氣資源指儲存地點、開采方法等與常規(guī)石油、天然氣不同的油氣資源,主要包括:頁巖油、重油、油砂油、煤層氣、頁巖氣、致密氣等。據(jù)相關統(tǒng)計,全球非常規(guī)油氣資源的儲量非常豐富,并且隨著勘探和開采技術的發(fā)展,越來越多的非常規(guī)油氣資源得以發(fā)現(xiàn),非常規(guī)油氣資源的儲量和產(chǎn)量將呈現(xiàn)井噴式增長。截至到2008年,全球非常規(guī)石油資源的產(chǎn)量約為449.5億噸,與常規(guī)石油產(chǎn)量基本持平;全球非常規(guī)天然氣資源的儲量則高達392萬億

3、立方米,是常規(guī)天然氣儲量的8倍。1具體而言,全球用以提煉頁巖油的油頁巖所蘊藏的資源量預計約為10萬億噸,比煤炭儲量多四成,且較為集中地分布在政局相對穩(wěn)定的美洲地區(qū),其中以美國的儲量最為豐富,比全球儲量的三分之二還要多;2全球油砂油可采儲量約為103.5億立方米(折合6510億桶,占全球可采石油儲量的三分之一;3全球頁巖氣儲量約為662萬億立方英尺,其分布情況與油頁巖相似,約44%分布在美洲地區(qū),19%分布在中國的西北地區(qū)。4除了儲量巨大之外,非常規(guī)油氣資源還具有分布相對集中的特點,便于因地形成生產(chǎn)基地,方便進行大規(guī)模的機械化開采。因此,隨著開采技術的進步,非常規(guī)油氣資源將會成為常規(guī)油氣資源的重

4、要補充。盡管非常規(guī)油氣資源具有廣闊的應用前景,但其在開發(fā)利用環(huán)節(jié)中依然存在一些不可避免的缺點,主要的劣勢集中表現(xiàn)為三點,即:成本高、技術要求高、環(huán)境污染隱患。首先,開發(fā)成本高。非常規(guī)油氣資源開發(fā)利用的成本包括前期技術研發(fā)成本和后期的勘探、開采、儲藏等環(huán)節(jié)的成本,其中開采環(huán)節(jié)的成本最高,直接制約了非常規(guī)油氣資源的廣泛推廣。此外,在技術取得突破性進展之前,鑒于高額的開發(fā)成本,缺乏市場動力,非常規(guī)油氣資源的開發(fā)強烈依賴于政府的財政補貼與優(yōu)惠政策,這必將影響非常規(guī)油氣資源開發(fā)的可持續(xù)性。第二,技術要求高。與常規(guī)油氣資源相比,非常規(guī)油氣資源儲藏的地質(zhì)構(gòu)造比較復雜,在勘探、開采和儲存等環(huán)節(jié)均有特殊的技術要

5、求,需要大規(guī)模的技術創(chuàng)新進行支撐。如頁巖油和頁巖氣的開采需要在水平井鉆井技術、多級分段水力壓裂技術等領域取得突破,超深水油田石油開采則需要攻克極高壓力、低溫、長距離回接、巨大風浪等重重難關。對技術的高要求則限制了非常規(guī)油氣資源在全球范圍內(nèi)的廣泛開發(fā)與利用,將其范圍僅僅限制于幾個掌握或有可能掌握尖端當代世界2012.7 CONTEMPORARY WORLD48技術、且擁有豐富非常規(guī)油氣資源儲量的國家手中。第三,具有環(huán)境污染隱患。非常規(guī)油氣資源也是化石燃料,因此,其在使用環(huán)節(jié)會不可避免地帶來環(huán)境污染問題,再加之非常規(guī)油氣資源開采過程的特殊性,其生產(chǎn)過程帶來的環(huán)境隱患也高于常規(guī)油氣資源。如油砂在冶煉

6、和使用環(huán)節(jié)可能會影響地下水質(zhì)量、破壞地表植被、消耗大量能源、釋放溫室氣體等。從冶煉角度來講,從油砂中提煉一桶油砂油所釋放的二氧化碳是沙特阿拉伯冶煉一桶常規(guī)石油的三倍之多,且在冶煉過程中需要耗費大量的天然氣資源;從使用效率來講,油砂油的碳排放也高于常規(guī)石油,約高出15-40%。5因此,批評者指責油砂油的開采是使用最清潔的能源生產(chǎn)最骯臟的能源,把黃金變成了鉛塊。再如,頁巖氣雖然在使用環(huán)節(jié)達到環(huán)保要求,但其生產(chǎn)過程卻存在環(huán)境污染的隱患。據(jù)報道,頁巖氣在生產(chǎn)過程中耗水量較大,并且由于開采技術的局限,還存在污染地下水、地面下陷、空氣污染、生態(tài)環(huán)境破壞等威脅。因此,油砂、頁巖氣等非常規(guī)油氣資源的開發(fā)一度遭

7、到歐美環(huán)保組織的抵制。全球非常規(guī)油氣資源開發(fā)現(xiàn)狀非常規(guī)油氣資源開發(fā)與利用取得的成績主要集中在西半球的美洲地區(qū),其中以加拿大的油砂油、美國的頁巖油和頁巖氣,以及巴西的超深水油田石油最為典型。加拿大油砂油油砂油是砂、水、泥涂與瀝青的混合物,其實早在18世紀初期,加拿大印第安人就發(fā)現(xiàn)了油砂資源,并進行簡單使用。到20世紀中葉,隨著技術的發(fā)展、成本的降低,加拿大油砂開始作為能源資源被加以運用,并進入了大規(guī)模開采與提煉階段。如今,在全球石油供應緊張、國際油價高位運行等宏觀環(huán)境下,加拿大油砂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展面臨前所未有的機遇。據(jù)加拿大官方統(tǒng)計,加拿大的石油儲藏量極為豐富,約為1740億桶,位居世界第三,其中97

8、%來自于砂油,約為1690億桶,6主要集中在西部的匹斯河、冷湖和阿薩巴斯卡附近,其儲量是美國全國油砂儲量的8倍。7從開發(fā)方式來講,加拿大油砂資源的主要開采方式有兩種,即露天開采和井下開采。由于加拿大境內(nèi)的油砂大多埋藏于地面70米以下,所以加拿大約80%的油砂資源通過井下開采為主要方式獲得。由于多年的開采經(jīng)驗,加拿大已經(jīng)掌握了油砂油開采、提煉的技術,并保持世界先進水平。根據(jù)加拿大石油生產(chǎn)商協(xié)會(CAPP2011年的統(tǒng)計,2011年加拿大油砂油產(chǎn)量約為160萬桶/天,占全部石油產(chǎn)量的一半;而到2025年這一數(shù)字預計將達到370萬桶/天,約占加拿大石油產(chǎn)量的近80%。油砂油產(chǎn)量(334萬桶/天的飆升

9、使加拿大于2011年躋身于世界前六大石油生產(chǎn)國。美國頁巖氣美國是最早開發(fā)利用非常規(guī)油氣資源的國家,奧巴馬政府期間,隨著技術的提高,美國在非常規(guī)天然氣領域取得了突破性進展,尤其是伴隨著頁巖氣資源的勘探和大規(guī)模開發(fā),美國成為頁巖氣開發(fā)領域的排頭兵,這無疑將掀起美國能源歷史上新的革命,并將開啟“美國能源新紀元”。其實,早在19世紀初美國就開始開發(fā)頁巖氣資源,但由于技術的制約,直到最近幾年才取得技術上的突破。為了更好地鼓勵頁巖氣等非常規(guī)油氣資源的開發(fā),2012年4月,奧巴馬總統(tǒng)專門成立了旨在推動美國國內(nèi)非傳統(tǒng)天然氣資源安全開發(fā)利用的“部門間工作組”,用以協(xié)調(diào)美國能源部、環(huán)保局和內(nèi)政部三個部門進行相關技

10、術研究和資源開發(fā)。技術的突破直接推動了頁巖氣產(chǎn)量的急劇攀升,根據(jù)美國能源信息署(EIA2011年的統(tǒng)計數(shù)據(jù),美國頁巖氣的產(chǎn)量從2006年的0.94萬億立方英尺飆升至2010年的4.46萬億立方英尺,預計至2035年美國頁巖氣的產(chǎn)量將達到12.25萬億立方英尺,而美國本土頁巖氣的儲藏量約為860萬億立方英圖1 1990-2035年美國天然氣產(chǎn)量及趨勢預測 2012.7 CONTEMPORARY WORLD49當代世界尺,開發(fā)潛力巨大,如圖1所示。目前,美國的頁巖氣主要儲藏和生產(chǎn)地有七個,主要分布在美國的中南部和西部地區(qū)。美國頁巖氣資源的開發(fā)有效地降低了美國天然氣進口數(shù)量,根據(jù)美國能源信息署的統(tǒng)計

11、數(shù)據(jù), 2007年以后,隨著頁巖氣等非常規(guī)能源的開發(fā)技術的成熟與大規(guī)模應用,美國進口天然氣數(shù)量大幅下降。截止到2011年,美國天然氣的凈進口量相比2007年下降了約50%;預計到2035年,美國天然氣的生產(chǎn)與消費的缺口將從2007年的1.9萬億立方英尺下降至3173億立方英尺。巴西深水石油由于常規(guī)油氣資源長期、過度地開采,陸地蘊藏的石油儲量不斷下降,深海石油開始引起人們的注意。近些年來,在巴西東南部海域的深海和超深海地區(qū)接連發(fā)現(xiàn)儲量巨大的油氣田,這些深海油田約蘊藏5001000億桶的油氣資源。深海油氣資源的發(fā)現(xiàn)使巴西的油氣儲量可與科威特和俄羅斯比肩,8提升了巴西在全球能源格局中的地位。2009

12、年5月,巴西首個平均水深達6000米的超深水油田開始產(chǎn)油,產(chǎn)油量約為1.5萬桶/天,9此后巴西的超深水石油開采從試驗階段進入正式生產(chǎn)階段。目前,巴西國家石油公司(Petrobras已經(jīng)掌握了深水油田石油生產(chǎn)的浮式采油、儲油和卸油等超深水采油技術。巴西在深水石油開采方面取得的技術進步使其石油供應量大幅攀升。根據(jù)英國石油公司的預測,從2010年至2030年,巴西深水石油的產(chǎn)量每天將至少增加200萬桶,能夠有效地彌補常規(guī)油氣資源的不足。非常規(guī)油氣資源開發(fā)的國際影響西半球非常規(guī)油氣資源的大規(guī)模開發(fā)與利用,將會對現(xiàn)有的能源地緣政治格局帶來深遠的影響,具體看來,至少會帶來以下三個方面的影響。首先,非常規(guī)油

13、氣資源的開發(fā)將會加速全球能源消費結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。原來以常規(guī)油氣資源為核心的能源消費格局將發(fā)生變遷,隨著非常規(guī)能源所占比重的不斷提升,如加拿大油砂、巴西深水石油、美國頁巖油和頁巖氣等非常規(guī)油氣資源將擠占常規(guī)油氣資源的份額,能源消費結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化。全球能源消費結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型是在多種因素的加疊作用下形成的。從儲量上來講,非常規(guī)能源的蘊藏量高于常規(guī)能源;從技術角度來講,在高油價時代,伴隨著常規(guī)油氣資源的衰竭和非常規(guī)能源的大規(guī)模開發(fā),全球能源格局將進入以美洲為核心的全球能源新格局。圖為巴西石油公司在坎波斯灣開采鹽層下石油。當代世界2012.7 CONTEMPORARY WORLD50全球掀起了非常規(guī)能源研發(fā)熱潮

14、,非常規(guī)能源的開發(fā)技術取得了突破性進展,進而直接導致非常規(guī)油氣資源的大規(guī)模開發(fā)利用;從成本角度來講,在政策與技術的支撐下,非常規(guī)油氣資源開發(fā)成本不斷降低、利用效率及綜合利用水平也得到了提高。這些要素的“共振”加速了全球能源消費結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型與優(yōu)化。第二,非常規(guī)油氣資源的開發(fā)將會推進全球能源格局重心的分裂與轉(zhuǎn)移。隨著非常規(guī)油氣資源的廣泛推廣,全球油氣能源格局將發(fā)生“三段式”的變遷:第一階段是以中東常規(guī)油氣為中心的全球能源格局;第二階段,隨著非常規(guī)油氣資源開采技術的進步,全球能源格局將形成“東西兩極能源格局”,即“以中東為核心的東半球常規(guī)油氣能源中心”和“以美洲為核心的西半球非常規(guī)油氣資源中心”;伴隨

15、著常規(guī)油氣資源的衰竭和非常規(guī)能源的大規(guī)模開發(fā),全球能源格局將進入第三階段,即形成以美洲為核心的全球能源新格局。全球能源格局的重心將從常規(guī)油氣資源富集的中東地區(qū)轉(zhuǎn)向“美國的后院”非常規(guī)油氣資源密集的美洲地區(qū)。目前,全球能源格局正處于從第一階段向第二階段的過渡階段,如美洲非常規(guī)油氣資源的開發(fā)繼續(xù)保持當前態(tài)勢,且中東地區(qū)常規(guī)油氣資源的儲量持續(xù)下降,“兩極能源格局”雛形將會在不久的將來形成,并最終步入全球能源格局的“美洲時代”。據(jù)英國石油公司(BP的預計,到2030年,美洲國家的液體能源供應量將增加800萬桶/天,約占全球液態(tài)能源供應增加量的40%,其中,由于鉆井技術的進步,加拿大油砂油增加220萬桶

16、/天、巴西深水石油增加200萬桶/天、美國頁巖油增加220萬桶/天;此外,在2030年的生物燃料生產(chǎn)總增量中,美國和巴西將貢獻一半以上,約增加350萬桶/天。10全球能源格局重心向美洲偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)變將會進一步增強美國在全球能源政治經(jīng)濟格局中的地位與作用,強化美國在全球能源格局中的主導地位和話語權。第三,非常規(guī)油氣資源的開發(fā)將會影響全球政治經(jīng)濟格局的變遷。提到全球政治經(jīng)濟格局的變遷就繞不開美國的作用。冷戰(zhàn)結(jié)束以來,美國成為世界上唯一的超級大國,其在政治、經(jīng)濟、軍事、文化等領域占據(jù)著絕對的優(yōu)勢,主導著世界政治格局、掌控著世界經(jīng)濟秩序。鑒于美國石油對外依存度一直居高不下,美國及其盟國對全球政治經(jīng)濟格局的

17、塑造具有明顯的“能源意圖”,最顯著的標志就是對中東等傳統(tǒng)能源富集地區(qū)實施的各項干預措施。美國及其盟國在國際舞臺上的干預行為在一定程度上改變了傳統(tǒng)能源富集地區(qū)國家的力量對比,這無疑會對世界政治、經(jīng)濟格局產(chǎn)生深遠的影響。然而,隨著美洲地區(qū)非常規(guī)油氣資源的發(fā)現(xiàn)與大規(guī)模開發(fā),美國對全球能源關注的焦點發(fā)生了轉(zhuǎn)移,從傳統(tǒng)常規(guī)能源聚集的中東、北非等地區(qū)開始轉(zhuǎn)向“美洲后院”,這會帶來兩個方面的變化。其一,美國在對中東、北非等地區(qū)事務的干涉行為中的“能源顧慮”有所下降,這將會直接導致美國調(diào)整針對這些地區(qū)的戰(zhàn)略與政策,進而影響全球地緣政治格局;其二,美國在非常規(guī)油氣資源開發(fā)領域取得的突破性進展將成為全球非常規(guī)油氣

18、資源開發(fā)熱潮的“導火索”,伴隨著非常規(guī)油氣資源開發(fā)浪潮的迭起,非常規(guī)油氣資源開發(fā)領域也將成為新的“吸金石”,大量金融資本源源不斷涌入該領域,為非常規(guī)油氣資源的開發(fā)注入了新的活力,全球能源經(jīng)濟、能源金融將再現(xiàn)新的熱點。綜上所述,全球范圍內(nèi)非常規(guī)油氣資源的開發(fā)不僅為未來能源開發(fā)指明了方向,標志著國際能源消費結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,也對全球能源格局,乃至世界政治經(jīng)濟格局均具有深遠的影響。在這樣的宏觀環(huán)境下,作為具有大規(guī)模非常規(guī)油氣資源儲量的大國,中國應抓住機遇,針對本國非常規(guī)油氣資源儲藏特點,努力研發(fā)適合自身的非常規(guī)油氣資源開發(fā)與利用的新技術,攻克技術難關、降低開采成本,實現(xiàn)非常規(guī)油氣資源的大規(guī)模開采,使之成為中國常規(guī)油氣資源的重要戰(zhàn)略性補充,為國家的能源安全保駕護航。(責任編輯:徐海娜1 鄒才能等.常規(guī)與非常規(guī)油氣聚集類型、特征、機理及展望J.石油學報,2012,2:174.2 郭永剛等.非常規(guī)能源油頁巖開發(fā)利用的研究進展J.江蘇化工,2008,2:6.3 翟光明.關于非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)的幾點思考J.天然氣工業(yè),2008,12:1.4 http:/www.eia.go