美國頁巖氣產業(yè)發(fā)展的經驗與啟示

1、美國頁巖氣產業(yè)進展的經驗與啟發(fā)摘要：本文對美國頁巖氣產業(yè)的進展歷程進行了梳理和回憶，認為美國頁巖氣產業(yè)之因此能夠得到突破式進展，除了因其具有良好的資源和配套設施外，持續(xù)的研發(fā)支持、良好的創(chuàng)新環(huán)境、充滿活力的中小企業(yè)、政府的戰(zhàn)略導向和政策支持以及合理的監(jiān)管也是促使其成功的重要因素。從中得出幾點啟發(fā)：技術的創(chuàng)新和突破需要良好的科技創(chuàng)新環(huán)境;新興產業(yè)的進展是創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈和價值鏈不斷融合和進展的過程;政府應通過戰(zhàn)略制定、政策支持、合理監(jiān)管以及制造市場需求來促進新興產業(yè)的進展。頁巖氣是指賦存于富有機質泥頁巖及其夾層中，以吸附或游離狀態(tài)為要緊存在方式的特不規(guī)天然氣1，成分以甲烷為主，是一種清潔、高效的能

2、源資源。盡管特不規(guī)油氣儲量占到全部油氣總資源的80%，但由于開發(fā)困難2，直到本世紀初，這些資源才得以大規(guī)模開發(fā)。近年來，美國頁巖氣產業(yè)得到快速進展，取得了令世人矚目的成績。國際社會普遍認為，美國頁巖氣產業(yè)的突破不僅增加了天然氣產量，更對全球天然氣市場、能源供應格局、氣候變化政策甚至地緣政治產生了重要阻礙。美國頁巖氣產業(yè)為何能夠異軍突起，哪些因素促進了美國頁巖氣的進展?本文將對美國頁巖氣的進展歷程進行梳理，總結其經驗和教訓，以對我國頁巖氣產業(yè)乃至新興產業(yè)的進展提供政策建議。一、美國頁巖氣產業(yè)的進展歷程美國是世界上最早從事頁巖氣勘探開發(fā)的國家。早在1821年，就在紐約州完鉆了第一口商業(yè)生化產的頁巖

3、氣井。只是由于開采成本相對較高，開發(fā)利用緩慢。直到上世紀70年代，美國為擺脫對外能源依靠，開始大量投入頁巖氣開發(fā)研究。隨著水平井等關鍵技術的突破，開發(fā)成本逐步下降，到上世紀90年代后期，頁巖氣在美國領先實現(xiàn)商業(yè)化和規(guī)?；?。2010年美國頁巖氣產量超過1379億立方米，占全國天然氣年總產量的23%，超過俄羅斯成為全球第一大天然氣生產國。本文列出了美國頁巖氣進展過程中的重要事件，詳見附表1?？v觀美國頁巖氣的進展歷程，技術突破和油氣價格在其中發(fā)揮著重要作用。石油天然氣價格變化直接阻礙著美國頁巖氣產業(yè)的進展進程。美國頁巖氣產業(yè)真正進入大規(guī)模進展時期是20世紀80年代中期，兩次石油危機推高了天然氣價格，

4、美國面臨著天然氣供不應求的局面。為此，許多大公司開始從國際市場上大規(guī)模進口液化天然氣，而美國國內的一些中小公司則借助其自身靈活性和政策優(yōu)勢，開始聚焦于開采特不規(guī)天然氣的先進技術。1978年美國全國天然氣政策法案的出臺，進一步激勵了美國頁巖氣的開發(fā)，使得美國掀起了開發(fā)頁巖氣的熱潮。然而隨著天然氣價格在上世紀90年代回落，早先使用的垂直鉆井技術喪失了經濟性，頁巖氣開發(fā)也跌至低谷。直到21世紀初，美國常規(guī)天然氣產量開始出現(xiàn)下滑。但美國天然氣的需求卻不斷擴大，伴隨著石油價格在2000年后不斷走高，天然氣價格也不斷突破歷史高位。現(xiàn)在，美國的中小型天然氣企業(yè)，再次將注意力轉向特不規(guī)天然氣的開采。高氣價與美

5、國靈活的市場機制碰撞，催生了該領域大量的技術創(chuàng)新，完全扭轉了美國天然氣市場的供需形勢。勘探開發(fā)技術的創(chuàng)新突破與推廣應用是美國頁巖氣開發(fā)取得成功的引擎。和大多數國家一樣，美國頁巖氣的規(guī)?；a和商業(yè)化也曾面臨技術瓶頸問題。然而隨著突破性的水力壓裂技術、水平鉆井技術以及裂縫綜合預測技術的進步與廣泛運用，其開采成本大幅降低，從而催生了一個巨大的市場。從其進展歷程看，從1981年到1992年，歷經10年，美國僅鉆生產井99口，開發(fā)進程緩慢。但1997年后，隨著水力壓裂取代凝膠壓裂成為頁巖氣要緊的增產措施，美國頁巖氣的開發(fā)也隨之加快。特不是隨著1999年重復壓裂、2003年水平鉆井以及2005年水平井分

6、段壓裂等一系列標志性新技術的廣泛運用，美國頁巖氣產業(yè)開始迅猛進展。美國能源部國家能源技術實驗室的資料顯示，2000年，美國頁巖氣產量尚不足美國天然氣供應量的1%，但到2011年，這一數字差不多攀升到30%，頁巖氣一躍成為解決美國以后能源供應的重要資源。二、美國頁巖氣產業(yè)取得突破的緣故和經驗客觀地分析和總結美國頁巖氣產業(yè)取得突破的緣故，除了美國具有良好的頁巖氣資源條件3外，還和以下因素有關：1.美國能源戰(zhàn)略和政策支持為頁巖氣開發(fā)提供了方向和動力能源獨立和能源清潔化政策，為美國頁巖氣產業(yè)的進展提供了機遇。兩次石油危機以來，歷屆美國政府都承諾采取措施實現(xiàn)“能源獨立”，導致美國能源結構以及能源戰(zhàn)略的變

7、化。特不是20世紀末以來，美國越來越傾向于清潔的天然氣，不斷提高天然氣占美國一次能源消費的比重。同時，美國的能源戰(zhàn)略也轉向本土供應，減少進口。能夠講，實現(xiàn)能源獨立和能源清潔化的戰(zhàn)略是促成美國頁巖氣革命的不可或缺的有利條件。一系列優(yōu)惠政策的出臺，促進了美國頁巖氣產業(yè)的進展。在能源獨立戰(zhàn)略的指導下，從20世紀70年代末，美國政府就開始鼓舞開發(fā)本土的特不規(guī)資源，通過立法落實對特不規(guī)天然氣的補貼政策。這些補貼政策最早開始于1978年的天然氣政策法案。1980年，美國國會通過原油暴利稅法，其第29條明確規(guī)定：從1980年起，美國本土鉆探的特不規(guī)天然氣可享受每桶油當量3美元的補貼。美國國會后來又將第29條

8、法案的執(zhí)行期續(xù)延了兩次至1992年。該政策有效地激勵了特不規(guī)氣井的鉆探。1992年，美國國會再次對原油暴利稅法第29條進行修訂，對1979-1999年期間鉆探、2003年之前生產的頁巖氣實行稅收減免政策。美國對頁巖氣的稅收減免政策前后共持續(xù)了23年，在1997年頒布的納稅人減負法案中，美國政府依舊連續(xù)對特不規(guī)能源實行稅收減免政策，直到2006年美國政府出臺新的產業(yè)政策。新的產業(yè)政策規(guī)定：在2006年投入運營、用于生產特不規(guī)能源的油氣井，可在2006-2010年享受每噸油當量22.05美元的補貼。此項政策使得美國特不規(guī)氣探井數量大幅上升，天然氣儲量和產量也隨之大幅增加。除聯(lián)邦政府出臺的一系列產業(yè)

9、政策外，州政府也出臺相應的稅收減免政策，如得克薩斯州自20世紀90年代初以來對頁巖氣的開發(fā)免收生產稅實行每立方米3.5美分的州政府補貼。這些補貼政策與聯(lián)邦政府的政策并不沖突，在專門大程度上鼓舞了石油天然氣公司對頁巖氣資源進行開發(fā)。此外，傳統(tǒng)油氣上游開發(fā)的稅收優(yōu)惠政策也應用到特不規(guī)油氣開發(fā)領域。對油氣行業(yè)實施5項稅收優(yōu)惠，包括無形鉆探費用扣除、有形鉆探費用扣除、租賃費用扣除、工作權益視為主動收入、小生產商的耗竭補貼等。大大地鼓舞了中小企業(yè)的鉆探開發(fā)投資，有力地扶持和促進了頁巖氣的勘探開發(fā)。2.持續(xù)的研發(fā)支持和技術突破是美國頁巖氣開發(fā)的全然保證美國政府十分重視頁巖氣技術的研發(fā)，并對其進行持續(xù)的支持

10、。在美國頁巖氣進展的初期，參與勘探開發(fā)的公司以小規(guī)模的私營公司為主。為了彌補小型公司研究能力的不足，美國政府出資并組織開展了大量的基礎研究，極大地促進了頁巖氣的進展。首先，早在上世紀70年代，美國能源部、能源研究與開發(fā)署就共同組織開展了東部頁巖氣工程。他們聯(lián)合國家地質調查局、州級地質調查所、大學及工業(yè)團體，共同開展針對頁巖氣開發(fā)的項目研究。該項目產生了大批科研成果,對頁巖氣能進入實質性開采起到了關鍵性作用。其次，為推動本土特不規(guī)氣的勘探和開發(fā)，美國政府專門成立了美國天然氣研究所，旨在整合其國內天然氣領域的技術研究人才，開展特不規(guī)能源技術研究。美國天然氣研究所作為非盈利性機構，在后來的專門多年，

11、一直在為美國能源行業(yè)提供技術支撐，在一定程度上支持政府實現(xiàn)既定的產業(yè)政策。第三，美國政府不但資助政府所屬的研究機構，還投入一定的研究經費給中小型技術公司，使頁巖氣開發(fā)技術研發(fā)能夠在多專業(yè)領域內同時開展。20世紀80年代末至90年代初，美國能源部設立了專門多專項基金，支持研究機構和中小型技術公司開展新技術研究。在專項基金的資助下，美國能源部所屬的Sandia國家實驗室專門快研發(fā)出包括微地震成圖、頁巖及煤層水力壓裂等技術。1991年，在美國能源部和美國聯(lián)邦能源治理委員會的共同資助下，得克薩斯州天然氣公司MitchellEnergy在該州北部的Barnett氣田成功完鉆第一口頁巖氣水平井，該項目要緊

12、技術支持由美國天然氣研究院提供。1998年，同樣是在政府的資助下，MitchellEnergy公司研發(fā)了具有經濟可行性的清水壓裂技術。直到今天，該技術仍為核心技術，被廣泛運用于頁巖氣開發(fā)。2004年，美國政府開始新一輪的基金資助，美國能源法案規(guī)定，政府將在以后10年內每年投資4500萬美元用于包括頁巖氣在內的特不規(guī)天然氣研發(fā)。迄今為止，美國能源部、美國聯(lián)邦能源治理委員會等多個政府部門先后投入了60多億美元用于特不規(guī)氣的勘探開發(fā)，其中用于培訓和研究的費用近20億美元，后來諸多技術突破都得益于這些研究。通過長期持續(xù)的科技研發(fā)投入，美國從上世紀90年代起在全球領先掌握并應用包括水平鉆井、水力壓裂、隨

13、鉆測井、地質導向鉆井、微地震檢測等頁巖氣開采的關鍵技術，完成了從氣藏分析、數據收集、地層評價、鉆井、壓裂、完井和開發(fā)生產的系統(tǒng)技術集成，探究出了一套先進的、低成本的頁巖氣開采技術，形成了一套成熟的勘探、評價和開發(fā)體系。這些先進技術的規(guī)?；瘧锰岣吡隧搸r氣井產量，降低了開采成本，使頁巖氣生產進入了工廠化、規(guī)?；_發(fā)時期，對頁巖氣的生產起到了至關重要的推動作用。3.完善的體制和機制為美國頁巖氣開發(fā)制造了良好的環(huán)境美國擁有完善的體制和機制，覆蓋了從區(qū)塊登記、勘探、開發(fā)和治理以及管網運輸等各個環(huán)節(jié)，有利于實現(xiàn)多元化創(chuàng)新和新型商業(yè)模式的出現(xiàn)，為頁巖氣的勘探開發(fā)提供了專門好的外部環(huán)境和競爭機制。較低的準入

14、門檻和充分競爭的市場環(huán)境,有利于發(fā)揮中小企業(yè)的作用。美國政府一直致力于打造多元化的投資環(huán)境，降低勘探開發(fā)準入門檻，建立自由市場機制。1978年，美國國會通過了天然氣政策法案，放松了對天然氣價格的管控，使氣價的變動完全由市場需求來決定，聯(lián)邦政府只通過環(huán)境愛護和管道建設進行有限介入，這在一定程度上使天然氣市場成為具有競爭性的市場。這種自由市場機制幸免了大型石油公司對氣價和市場的壟斷，使具有競爭力的中小型石油公司都能夠參與市場競爭，進而形成了中小企業(yè)與大企業(yè)有機接替、專業(yè)化分工與協(xié)作有機結合、產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)資本高效流淌的開發(fā)體制，為美國頁巖氣開發(fā)提供了完善的生態(tài)系統(tǒng)。另外，由于頁巖氣開采相關于傳統(tǒng)油氣

15、開采成本更高，風險更大，促使中小企業(yè)更加注重技術創(chuàng)新，推動行業(yè)技術進步。完善的配套設施和市場化的價格形成機制，促進了頁巖氣開發(fā)的商業(yè)化。美國頁巖氣產業(yè)的快速進展，與美國天然氣價格的放松管制、天然氣開發(fā)和運輸業(yè)務的垂直分離以及發(fā)達的天然氣管網設施緊密相關。美國天然氣管網和都市供氣網絡十分發(fā)達，天然氣管網總長超過40104km。依托現(xiàn)有四通八達的天然氣管網和都市供氣網絡，大大減少了頁巖氣在開發(fā)利用環(huán)節(jié)的前期投入，降低了市場風險，迅速實現(xiàn)了商品市場化。另外，美國還實現(xiàn)了天然氣開發(fā)和運輸的全面分離，對開發(fā)商和管道運輸商進行不同的政策監(jiān)管，保證天然氣生產商和用戶對管道擁有無卑視準入條件，如此就幸免了垂直

16、壟斷的出現(xiàn)。政府在對管道運費進行監(jiān)管的同時，完全放開天然氣價格，為頁巖氣順利進入市場制造了條件，有力支持了頁巖氣開發(fā)的商業(yè)化。完善的法律體系和有效的市場監(jiān)管，保障了美國頁巖氣產業(yè)的健康進展。美國擁有極具競爭力的產權體系，由于土地屬于私有，土地和土地下礦產都屬于土地所有者，土地所有者能夠和油氣公司共享巨額頁巖氣收入，收益分配清晰，專門少碰到產權問題。另外，美國政府的頁巖氣監(jiān)管系統(tǒng)也十分完善，幾乎任何問題都有主管部門負責監(jiān)管，權責明晰，及時解決了頁巖氣生產過程中出現(xiàn)的一些問題，這種分工明確且行之有效的行業(yè)監(jiān)管也是美國頁巖氣開發(fā)取得成功的重要因素之一。4.企業(yè)家精神和充滿活力的中小企業(yè)是美國頁巖氣產

17、業(yè)進展的動力源泉美國頁巖氣產業(yè)的進展，首先是企業(yè)家精神的成功。有了企業(yè)家精神才會有觀念創(chuàng)新和技術創(chuàng)新。縱觀美國頁巖氣產業(yè)的進展，富有創(chuàng)新精神的企業(yè)家和數以萬計的中小企業(yè)在其中發(fā)揮了重要作用。喬治米歇爾先生及其創(chuàng)辦的Mitchell公司確實是其中之一。米歇爾先生在上世紀80年代初就投身于頁巖氣的開發(fā)事業(yè)。當時，F(xiàn)ortworth盆地的Barnett頁巖并不是勘探目的層。然而Barnett頁巖中豐富的天然氣顯示和意外的小規(guī)模產量引起了Mitchell公司的興趣，并將要緊的精力集中在如何更有效地在Barnett頁巖中完井，以及如何提高采收率上。他們將實驗室設在得克薩斯州沃斯堡盆地，先后鉆探了30多口

18、實驗井，耗費17年時刻，耗資數十億美元，測試了多種鉆井和各種地層壓裂的方法，以及壓裂液支撐劑的組合。正是在米歇爾及其公司的堅持下，終于在1997年取得了重大突破，掌握了水基壓裂技術，極大地提高了產量，終于把束縛在頁巖里的天然氣大規(guī)模地、經濟地開采了出來。2010年作為頁巖氣鉆井和壓裂技術的先驅，喬治米歇爾先生被美國天然氣技術研究所授予終身成就獎。正是喬治米歇爾先生以其偉大的企業(yè)家精神啟動了這場頁巖氣革命，并帶動了席卷全球的能源革命。5.專業(yè)化分工協(xié)作機制和專業(yè)的技術服務起到了支撐作用在開放的競爭環(huán)境下，美國培育了一大批門類齊全的頁巖氣專業(yè)化技術服務公司,如哈里伯頓、斯倫貝謝、貝克休斯等，形成了

19、一個技術創(chuàng)新特征明顯的新興產業(yè)。這些專業(yè)服務公司具有強大的技術優(yōu)勢，門類齊全，自主研發(fā)儀器裝備，專業(yè)化程度專門高。此外，這些專業(yè)服務公司有專門大的進展自由度，不受產業(yè)制度束縛，構建了高度社會化的專業(yè)分工體系。油氣公司的頁巖氣勘探開發(fā)項目，如水平鉆井、完井、固井和多段壓裂等工程以及測井、實驗測試等一般都托付專業(yè)技術服務公司來完成。在頁巖氣產業(yè)鏈中，某專業(yè)公司在完成本環(huán)節(jié)服務后即可退出，轉由下一環(huán)節(jié)的服務公司接替，形成了相互銜接、配套服務的局面。由于高度分工，頁巖氣開采的單個環(huán)節(jié)投入小、作業(yè)周期短、資金回收快，吸引了大量風險投資和民間資本進入頁巖氣開采領域。四、考慮與啟發(fā)1.技術的創(chuàng)新和突破需要良

20、好的科技創(chuàng)新環(huán)境什么緣故頁巖氣技術能夠在美國領先取得突破，這是社會各界普遍關注的問題。通過對美國頁巖氣開發(fā)經驗的總結，我們認為這是多方面因素的綜合結果。首先是美國具有良好的資源條件和雄厚的技術基礎4;其次是美國具有明確的國家戰(zhàn)略和完善的配套設施;最重要的是美國具有的良好的科技創(chuàng)新環(huán)境。具體來講，良好的科技創(chuàng)新環(huán)境包括以下幾個方面：有效的市場需求和競爭的環(huán)境為創(chuàng)新提供了動力;較低的準入門檻為企業(yè)創(chuàng)新提供了機會和空間;專業(yè)化的分工與協(xié)作有利于創(chuàng)新資源的獵取;政府的持續(xù)投入提供了雄厚的創(chuàng)新基礎和源泉;多元化的投資主體提供了創(chuàng)新所必需的條件;富有創(chuàng)新精神的企業(yè)家和充滿活力的中小企業(yè)使創(chuàng)新得以實現(xiàn)。美國

21、頁巖氣產業(yè)的進展再次證明，美國是最具創(chuàng)新精神的國度，自由競爭的市場環(huán)境、規(guī)范的法治體系、成熟的資本市場和開放的人才市場，則是滋生美國創(chuàng)新能力和企業(yè)家精神的土壤。2.新興產業(yè)進展需要產業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈和價值鏈的融合與完善美國頁巖氣產業(yè)的進展，再次證明一個產業(yè)的興起，沒有技術突破是不行的，但僅有技術的突破也是萬萬不能的。不僅需要技術的突破，還需要各方面經濟技術條件的配套和支持，包括市場培育、專業(yè)的技術服務、基礎設施建設、相關產業(yè)的進展等。此外，要想使整個產業(yè)充滿活力，還要構建靈活、完整的價值鏈。正是由于在頁巖氣產業(yè)的各個環(huán)節(jié)，從儲層評價到勘探開發(fā)，從鉆井完井到油氣運輸，任何一個環(huán)節(jié)都可制造價值并實現(xiàn)價

22、值，順利實現(xiàn)企業(yè)的進入和退出，才大大激發(fā)了各類投資主體和企業(yè)的進入，使得技術創(chuàng)新和產業(yè)鏈的形成得以順利完成。因此，培育和進展新興產業(yè)，一定要注意產業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈和價值鏈的相互融合和進展完善。3.政府應該在新興產業(yè)進展中發(fā)揮重要作用通過美國頁巖氣產業(yè)進展的歷程來看，政府能夠也應該在產業(yè)進展中發(fā)揮重要作用。首先，要通過國家戰(zhàn)略的制定，為新興產業(yè)的進展指明方向，正是美國長期以來堅持能源獨立戰(zhàn)略，才使得頁巖氣開發(fā)引起美國社會各界的關注;其次，要對新興產業(yè)進展所必需的技術提供持續(xù)的研發(fā)支持。盡管小企業(yè)在美國頁巖氣產業(yè)進展中起到了關鍵作用，但也不能否認美國政府通過對研發(fā)的持續(xù)支持所產生的大量成果在其中起到了

23、創(chuàng)新源的作用;第三，市場培育也是在新興產業(yè)進展初期政府應該做的要緊工作。在美國頁巖氣產業(yè)進展過程中，隨著油氣價格的波動，產業(yè)進展也經歷了高潮和低谷，正是因為美國政府通過研發(fā)支持、生產補貼、稅收優(yōu)惠等措施，降低了企業(yè)成本，使企業(yè)得以存活，產業(yè)得以持續(xù)進展;第四，要制造一個良好的產業(yè)進展環(huán)境。美國政府通過降低進入門檻，打破壟斷，建立專業(yè)技術服務市場，鼓舞各類資金進入和資產兼并重組，完善油氣管網等，使產業(yè)進展所需的各類要素資源得以有效流淌，大大促進了產業(yè)進展。最后，要加強行業(yè)監(jiān)管。在新興產業(yè)的進展過程中，難免遇到各種問題，只有建立完善的監(jiān)管體系，才能規(guī)范市場，使產業(yè)得到有序進展。附表1美國頁巖氣開發(fā)

24、歷程年代要緊事件1821年在紐約州Fredonia附近富泥盆紀有機質的Dunkirk頁巖，美國第一口商業(yè)生產的頁巖氣井完鉆。1926年阿帕拉契亞盆地泥盆紀頁巖氣投入商業(yè)性開發(fā)，同時成為當時最大的氣田。1978年1978年，美國出臺全國天然氣政策法案。受此鼓舞，上世紀80年代美國興起了開發(fā)頁巖氣的熱潮，1981年Mitchell能源公司在得克薩斯州北部FortWorth盆地Barnett頁巖鉆探了第一口頁巖氣井后，再一次引起了人們對頁巖氣的興趣。1989年美國僅產頁巖氣42108m3。1997年米歇爾公司在巴涅特頁巖帶作業(yè)中首次使用清水壓裂。清水壓裂使巴涅特頁巖最終采收率提高了20%以上，作業(yè)費

25、用減少了65%。1998年完井技術上取得了重大突破，并對往常完成的氣井重新實施了增產措施;美國的頁巖氣產量達到85108m3，占美國天然氣產量的1.6%;頁巖氣儲量1104108m3，占全國天然氣探明總儲量的2.3%。1999年重復壓裂技術開始使用，美國頁巖氣產量達到108108m32000年由于高氣價、頁巖儲層描述技術以及鉆井和完井技術的進步，頁巖氣成了有經濟價值的勘探開采對象。當年頁巖氣產量達到122億立方米。2003年采納水平井開發(fā)技術后，頁巖氣產量大幅增長，當年達到200108m3。2006年美國頁巖氣井增至40000余口，頁巖氣產量達到311108m3，占全國天然氣總產量的5.9%。

26、2007年美國頁巖氣產量達到335108m3，其中Barnett/NewarkEast氣田和Antrim氣田的產量分列美國第2和第13位。2008年美國頁巖氣井已超過40000口，產量520108m3，占美國天然氣總產量的10%。其中70%的頁巖氣產量來自德克薩斯州的Barnett頁巖。2009年美國頁巖氣勘探開發(fā)更是取得了驚人的進展速度，頁巖氣生產井數增至98590口，產量超過878108m3。其中，僅Barnett頁巖的產量就達到了560108m3。頁巖氣快速勘探開發(fā)使得美國天然氣儲量增加了40%。2010年美國頁巖氣產量超過1379億立方米,占全國天然氣年總產量的23%,超過俄羅斯成為全

27、球第一大天然氣生產國。資料摘要：本文對美國頁巖氣產業(yè)的發(fā)展歷程進行瞭梳理和回顧，認為美國頁巖氣產業(yè)之因此能夠得到突破式發(fā)展，除瞭因其具有良好的資源和配套設施外，持續(xù)的研發(fā)支持、良好的創(chuàng)新環(huán)境、充滿活力的中小企業(yè)、政府的戰(zhàn)略導向和政策支持以及合理的監(jiān)管也是促使其成功的重要因素。從中得出幾點啟示：技術的創(chuàng)新和突破需要良好的科技創(chuàng)新環(huán)境;新興產業(yè)的發(fā)展是創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈和價值鏈不斷融合和發(fā)展的過程;政府應通過戰(zhàn)略制定、政策支持、合理監(jiān)管以及創(chuàng)造市場需求來促進新興產業(yè)的發(fā)展。頁巖氣是指賦存於富有機質泥頁巖及其夾層中，以吸附或遊離狀態(tài)為要緊存在方式的特不規(guī)天然氣1，成分以甲烷為主，是一種清潔、高效的能源資

28、源。盡管特不規(guī)油氣儲量占到全部油氣總資源的80%，但由於開發(fā)困難2，直到本世紀初，這些資源才得以大規(guī)模開發(fā)。近年來，美國頁巖氣產業(yè)得到快速發(fā)展，取得瞭令世人矚目的成績。國際社會普遍認為，美國頁巖氣產業(yè)的突破不僅增加瞭天然氣產量，更對全球天然氣市場、能源供應格局、氣候變化政策甚至地緣政治產生瞭重要影響。美國頁巖氣產業(yè)為何能夠異軍突起，哪些因素促進瞭美國頁巖氣的發(fā)展?本文將對美國頁巖氣的發(fā)展歷程進行梳理，總結其經驗和教訓，以對我國頁巖氣產業(yè)乃至新興產業(yè)的發(fā)展提供政策建議。一、美國頁巖氣產業(yè)的發(fā)展歷程美國是世界上最早從事頁巖氣勘探開發(fā)的國傢。早在1821年，就在紐約州完鉆瞭第一口商業(yè)生化產的頁巖氣井

29、。隻是由於開采成本相對較高，開發(fā)利用緩慢。直到上世紀70年代，美國為擺脫對外能源依賴，開始大量投入頁巖氣開發(fā)研究。隨著水平井等關鍵技術的突破，開發(fā)成本逐步下降，到上世紀90年代後期，頁巖氣在美國領先實現(xiàn)商業(yè)化和規(guī)?；?。2010年美國頁巖氣產量超過1379億立方米，占全國天然氣年總產量的23%，超過俄羅斯成為全球第一大天然氣生產國。本文列出瞭美國頁巖氣發(fā)展過程中的重要事件，詳見附表1?？v觀美國頁巖氣的發(fā)展歷程，技術突破和油氣價格在其中發(fā)揮著重要作用。石油天然氣價格變化直接影響著美國頁巖氣產業(yè)的發(fā)展進程。美國頁巖氣產業(yè)真正進入大規(guī)模發(fā)展階段是20世紀80年代中期，兩次石油危機推高瞭天然氣價格，美國

30、面臨著天然氣供不應求的局面。為此，許多大公司開始從國際市場上大規(guī)模進口液化天然氣，而美國國內的一些中小公司則借助其自身靈活性和政策優(yōu)勢，開始聚焦於開采特不規(guī)天然氣的先進技術。1978年美國全國天然氣政策法案的出臺，進一步激勵瞭美國頁巖氣的開發(fā)，使得美國掀起瞭開發(fā)頁巖氣的熱潮。然而隨著天然氣價格在上世紀90年代回落，早先使用的垂直鉆井技術喪失瞭經濟性，頁巖氣開發(fā)也跌至低谷。直到21世紀初，美國常規(guī)天然氣產量開始出現(xiàn)下滑。但美國天然氣的需求卻不斷擴大，伴隨著石油價格在2000年後不斷走高，天然氣價格也不斷突破歷史高位。此時，美國的中小型天然氣企業(yè)，再次將註意力轉向特不規(guī)天然氣的開采。高氣價與美國靈

31、活的市場機制碰撞，催生瞭該領域大量的技術創(chuàng)新，徹底扭轉瞭美國天然氣市場的供需形勢?？碧介_發(fā)技術的創(chuàng)新突破與推廣應用是美國頁巖氣開發(fā)取得成功的引擎。和大多數國傢一樣，美國頁巖氣的規(guī)?；a和商業(yè)化也曾面臨技術瓶頸問題。然而隨著突破性的水力壓裂技術、水平鉆井技術以及裂縫綜合預測技術的進步與廣泛運用，其開采成本大幅降低，從而催生瞭一個巨大的市場。從其發(fā)展歷程看，從1981年到1992年，歷經10年，美國僅鉆生產井99口，開發(fā)進程緩慢。但1997年後，隨著水力壓裂取代凝膠壓裂成為頁巖氣要緊的增產措施，美國頁巖氣的開發(fā)也隨之加快。特別是隨著1999年重復壓裂、2003年水平鉆井以及2005年水平井分段壓

32、裂等一系列標志性新技術的廣泛運用，美國頁巖氣產業(yè)開始迅猛發(fā)展。美國能源部國傢能源技術實驗室的資料顯示，2000年，美國頁巖氣產量尚不足美國天然氣供應量的1%，但到2011年，這一數字已經攀升到30%，頁巖氣一躍成為解決美國未來能源供應的重要資源。二、美國頁巖氣產業(yè)取得突破的緣故和經驗客觀地分析和總結美國頁巖氣產業(yè)取得突破的緣故，除瞭美國具有良好的頁巖氣資源條件3外，還和以下因素有關：1.美國能源戰(zhàn)略和政策支持為頁巖氣開發(fā)提供瞭方向和動力能源獨立和能源清潔化政策，為美國頁巖氣產業(yè)的發(fā)展提供瞭機遇。兩次石油危機以來，歷屆美國政府都承諾采取措施實現(xiàn)“能源獨立”，導致美國能源結構以及能源戰(zhàn)略的變化。特

33、別是20世紀末以來，美國越來越傾向於清潔的天然氣，不斷提高天然氣占美國一次能源消費的比重。同時，美國的能源戰(zhàn)略也轉向本土供應，減少進口。能夠說，實現(xiàn)能源獨立和能源清潔化的戰(zhàn)略是促成美國頁巖氣革命的不可或缺的有利條件。一系列優(yōu)惠政策的出臺，促進瞭美國頁巖氣產業(yè)的發(fā)展。在能源獨立戰(zhàn)略的指導下，從20世紀70年代末，美國政府就開始鼓勵開發(fā)本土的特不規(guī)資源，通過立法落實對特不規(guī)天然氣的補貼政策。這些補貼政策最早開始於1978年的天然氣政策法案。1980年，美國國會通過原油暴利稅法，其第29條明確規(guī)定：從1980年起，美國本土鉆探的特不規(guī)天然氣可享受每桶油當量3美元的補貼。美國國會後來又將第29條法案的

34、執(zhí)行期續(xù)延瞭兩次至1992年。該政策有效地激勵瞭特不規(guī)氣井的鉆探。1992年，美國國會再次對原油暴利稅法第29條進行修訂，對1979-1999年期間鉆探、2003年之前生產的頁巖氣實行稅收減免政策。美國對頁巖氣的稅收減免政策前後共持續(xù)瞭23年，在1997年頒佈的納稅人減負法案中，美國政府依舊延續(xù)對特不規(guī)能源實行稅收減免政策，直到2006年美國政府出臺新的產業(yè)政策。新的產業(yè)政策規(guī)定：在2006年投入運營、用於生產特不規(guī)能源的油氣井，可在2006-2010年享受每噸油當量22.05美元的補貼。此項政策使得美國特不規(guī)氣探井數量大幅上升，天然氣儲量和產量也隨之大幅增加。除聯(lián)邦政府出臺的一系列產業(yè)政策外

35、，州政府也出臺相應的稅收減免政策，如得克薩斯州自20世紀90年代初以來對頁巖氣的開發(fā)免收生產稅實行每立方米3.5美分的州政府補貼。這些補貼政策與聯(lián)邦政府的政策並不沖突，在專門大程度上鼓勵瞭石油天然氣公司對頁巖氣資源進行開發(fā)。此外，傳統(tǒng)油氣上遊開發(fā)的稅收優(yōu)惠政策也應用到特不規(guī)油氣開發(fā)領域。對油氣行業(yè)實施5項稅收優(yōu)惠，包括無形鉆探費用扣除、有形鉆探費用扣除、租賃費用扣除、工作權益視為主動收入、小生產商的耗竭補貼等。大大地鼓勵瞭中小企業(yè)的鉆探開發(fā)投資，有力地扶持和促進瞭頁巖氣的勘探開發(fā)。2.持續(xù)的研發(fā)支持和技術突破是美國頁巖氣開發(fā)的全然保證美國政府十分重視頁巖氣技術的研發(fā)，並對其進行持續(xù)的支持。在美

36、國頁巖氣發(fā)展的初期，參與勘探開發(fā)的公司以小規(guī)模的私營公司為主。為瞭彌補小型公司研究能力的不足，美國政府出資並組織開展瞭大量的基礎研究，極大地促進瞭頁巖氣的發(fā)展。首先，早在上世紀70年代，美國能源部、能源研究與開發(fā)署就共同組織開展瞭東部頁巖氣工程。他們聯(lián)合國傢地質調查局、州級地質調查所、大學及工業(yè)團體，共同開展針對頁巖氣開發(fā)的項目研究。該項目產生瞭大批科研成果,對頁巖氣能進入實質性開采起到瞭關鍵性作用。其次，為推動本土特不規(guī)氣的勘探和開發(fā)，美國政府專門成立瞭美國天然氣研究所，旨在整合其國內天然氣領域的技術研究人才，開展特不規(guī)能源技術研究。美國天然氣研究所作為非盈利性機構，在後來的專門多年，一直在

37、為美國能源行業(yè)提供技術支撐，在一定程度上支持政府實現(xiàn)既定的產業(yè)政策。第三，美國政府不但資助政府所屬的研究機構，還投入一定的研究經費給中小型技術公司，使頁巖氣開發(fā)技術研發(fā)能夠在多專業(yè)領域內同時開展。20世紀80年代末至90年代初，美國能源部設立瞭專門多專項基金，支持研究機構和中小型技術公司開展新技術研究。在專項基金的資助下，美國能源部所屬的Sandia國傢實驗室專門快研發(fā)出包括微地震成圖、頁巖及煤層水力壓裂等技術。1991年，在美國能源部和美國聯(lián)邦能源治理委員會的共同資助下，得克薩斯州天然氣公司MitchellEnergy在該州北部的Barnett氣田成功完鉆第一口頁巖氣水平井，該項目要緊技術支

38、持由美國天然氣研究院提供。1998年，同樣是在政府的資助下，MitchellEnergy公司研發(fā)瞭具有經濟可行性的清水壓裂技術。直到今天，該技術仍為核心技術，被廣泛運用於頁巖氣開發(fā)。2004年，美國政府開始新一輪的基金資助，美國能源法案規(guī)定，政府將在未來10年內每年投資4500萬美元用於包括頁巖氣在內的特不規(guī)天然氣研發(fā)。迄今為止，美國能源部、美國聯(lián)邦能源治理委員會等多個政府部門先後投入瞭60多億美元用於特不規(guī)氣的勘探開發(fā)，其中用於培訓和研究的費用近20億美元，後來諸多技術突破都得益於這些研究。通過長期持續(xù)的科技研發(fā)投入，美國從上世紀90年代起在全球領先掌握並應用包括水平鉆井、水力壓裂、隨鉆測井

39、、地質導向鉆井、微地震檢測等頁巖氣開采的關鍵技術，完成瞭從氣藏分析、數據收集、地層評價、鉆井、壓裂、完井和開發(fā)生產的系統(tǒng)技術集成，探究出瞭一套先進的、低成本的頁巖氣開采技術，形成瞭一套成熟的勘探、評價和開發(fā)體系。這些先進技術的規(guī)模化應用提高瞭頁巖氣井產量，降低瞭開采成本，使頁巖氣生產進入瞭工廠化、規(guī)?；_發(fā)階段，對頁巖氣的生產起到瞭至關重要的推動作用。3.完善的體制和機制為美國頁巖氣開發(fā)創(chuàng)造瞭良好的環(huán)境美國擁有完善的體制和機制，覆蓋瞭從區(qū)塊登記、勘探、開發(fā)和治理以及管網運輸等各個環(huán)節(jié)，有利於實現(xiàn)多元化創(chuàng)新和新型商業(yè)模式的出現(xiàn)，為頁巖氣的勘探開發(fā)提供瞭專門好的外部環(huán)境和競爭機制。較低的準入門檻和

40、充分競爭的市場環(huán)境,有利於發(fā)揮中小企業(yè)的作用。美國政府一直致力於打造多元化的投資環(huán)境，降低勘探開發(fā)準入門檻，建立自由市場機制。1978年，美國國會通過瞭天然氣政策法案，放松瞭對天然氣價格的管控，使氣價的變動完全由市場需求來決定，聯(lián)邦政府隻通過環(huán)境保護和管道建設進行有限介入，這在一定程度上使天然氣市場成為具有競爭性的市場。這種自由市場機制幸免瞭大型石油公司對氣價和市場的壟斷，使具有競爭力的中小型石油公司都能夠參與市場競爭，進而形成瞭中小企業(yè)與大企業(yè)有機接替、專業(yè)化分工與協(xié)作有機結合、產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)資本高效流動的開發(fā)體制，為美國頁巖氣開發(fā)提供瞭完善的生態(tài)系統(tǒng)。另外，由於頁巖氣開采相對於傳統(tǒng)油氣開采成

41、本更高，風險更大，促使中小企業(yè)更加註重技術創(chuàng)新，推動行業(yè)技術進步。完善的配套設施和市場化的價格形成機制，促進瞭頁巖氣開發(fā)的商業(yè)化。美國頁巖氣產業(yè)的快速發(fā)展，與美國天然氣價格的放松管制、天然氣開發(fā)和運輸業(yè)務的垂直分離以及發(fā)達的天然氣管網設施緊密相關。美國天然氣管網和都市供氣網絡十分發(fā)達，天然氣管網總長超過40104km。依托現(xiàn)有四通八達的天然氣管網和都市供氣網絡，大大減少瞭頁巖氣在開發(fā)利用環(huán)節(jié)的前期投入，降低瞭市場風險，迅速實現(xiàn)瞭商品市場化。另外，美國還實現(xiàn)瞭天然氣開發(fā)和運輸的全面分離，對開發(fā)商和管道運輸商進行不同的政策監(jiān)管，保證天然氣生產商和用戶對管道擁有無歧視準入條件，這樣就幸免瞭垂直壟斷的

42、出現(xiàn)。政府在對管道運費進行監(jiān)管的同時，完全放開天然氣價格，為頁巖氣順利進入市場創(chuàng)造瞭條件，有力支持瞭頁巖氣開發(fā)的商業(yè)化。完善的法律體系和有效的市場監(jiān)管，保障瞭美國頁巖氣產業(yè)的健康發(fā)展。美國擁有極具競爭力的產權體系，由於土地屬於私有，土地和土地下礦產都屬於土地所有者，土地所有者能夠和油氣公司共享巨額頁巖氣收入，收益分配清晰，專門少碰到產權問題。另外，美國政府的頁巖氣監(jiān)管系統(tǒng)也十分完善，幾乎任何問題都有主管部門負責監(jiān)管，權責明晰，及時解決瞭頁巖氣生產過程中出現(xiàn)的一些問題，這種分工明確且行之有效的行業(yè)監(jiān)管也是美國頁巖氣開發(fā)取得成功的重要因素之一。4.企業(yè)傢精神和充滿活力的中小企業(yè)是美國頁巖氣產業(yè)發(fā)展

43、的動力源泉美國頁巖氣產業(yè)的發(fā)展，首先是企業(yè)傢精神的成功。有瞭企業(yè)傢精神才會有觀念創(chuàng)新和技術創(chuàng)新?？v觀美國頁巖氣產業(yè)的發(fā)展，富有創(chuàng)新精神的企業(yè)傢和數以萬計的中小企業(yè)在其中發(fā)揮瞭重要作用。喬治米歇爾先生及其創(chuàng)辦的Mitchell公司確實是其中之一。米歇爾先生在上世紀80年代初就投身於頁巖氣的開發(fā)事業(yè)。當時，F(xiàn)ortworth盆地的Barnett頁巖並不是勘探目的層。然而Barnett頁巖中豐富的天然氣顯示和意外的小規(guī)模產量引起瞭Mitchell公司的興趣，並將要緊的精力集中在如何更有效地在Barnett頁巖中完井，以及如何提高采收率上。他們將實驗室設在得克薩斯州沃斯堡盆地，先後鉆探瞭30多口實驗井

44、，耗費17年時間，耗資數十億美元，測試瞭多種鉆井和各種地層壓裂的方法，以及壓裂液支撐劑的組合。正是在米歇爾及其公司的堅持下，終於在1997年取得瞭重大突破，掌握瞭水基壓裂技術，極大地提高瞭產量，終於把束縛在頁巖裡的天然氣大規(guī)模地、經濟地開采瞭出來。2010年作為頁巖氣鉆井和壓裂技術的先驅，喬治米歇爾先生被美國天然氣技術研究所授予終身成就獎。正是喬治米歇爾先生以其偉大的企業(yè)傢精神啟動瞭這場頁巖氣革命，並帶動瞭席卷全球的能源革命。5.專業(yè)化分工協(xié)作機制和專業(yè)的技術服務起到瞭支撐作用在開放的競爭環(huán)境下，美國培育瞭一大批門類齊全的頁巖氣專業(yè)化技術服務公司,如哈裡伯頓、斯倫貝謝、貝克休斯等，形成瞭一個技

45、術創(chuàng)新特征明顯的新興產業(yè)。這些專業(yè)服務公司具有強大的技術優(yōu)勢，門類齊全，自主研發(fā)儀器裝備，專業(yè)化程度專門高。此外，這些專業(yè)服務公司有專門大的發(fā)展自由度，不受產業(yè)制度束縛，構建瞭高度社會化的專業(yè)分工體系。油氣公司的頁巖氣勘探開發(fā)項目，如水平鉆井、完井、固井和多段壓裂等工程以及測井、實驗測試等一般都托付專業(yè)技術服務公司來完成。在頁巖氣產業(yè)鏈中，某專業(yè)公司在完成本環(huán)節(jié)服務後即可退出，轉由下一環(huán)節(jié)的服務公司接替，形成瞭相互銜接、配套服務的局面。由於高度分工，頁巖氣開采的單個環(huán)節(jié)投入小、作業(yè)周期短、資金回收快，吸引瞭大量風險投資和民間資本進入頁巖氣開采領域。四、考慮與啟示1.技術的創(chuàng)新和突破需要良好的科

46、技創(chuàng)新環(huán)境為什麼頁巖氣技術能夠在美國領先取得突破，這是社會各界普遍關註的問題。通過對美國頁巖氣開發(fā)經驗的總結，我們認為這是多方面因素的綜合結果。首先是美國具有良好的資源條件和雄厚的技術基礎4;其次是美國具有明確的國傢戰(zhàn)略和完善的配套設施;最重要的是美國具有的良好的科技創(chuàng)新環(huán)境。具體來說，良好的科技創(chuàng)新環(huán)境包括以下幾個方面：有效的市場需求和競爭的環(huán)境為創(chuàng)新提供瞭動力;較低的準入門檻為企業(yè)創(chuàng)新提供瞭機會和空間;專業(yè)化的分工與協(xié)作有利於創(chuàng)新資源的獲取;政府的持續(xù)投入提供瞭雄厚的創(chuàng)新基礎和源泉;多元化的投資主體提供瞭創(chuàng)新所必需的條件;富有創(chuàng)新精神的企業(yè)傢和充滿活力的中小企業(yè)使創(chuàng)新得以實現(xiàn)。美國頁巖氣產業(yè)的發(fā)展再次證明，美國是最具創(chuàng)新精神的國度，自由競爭的市場環(huán)境、規(guī)范的法治體系、成熟的資本市場和開放的人才市場，則是滋生美國創(chuàng)新能力和企業(yè)傢精神的土壤。2.新興產業(yè)發(fā)展需要產業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈和價值鏈的融合與完善美國頁巖氣產業(yè)的發(fā)展，再次證明一個產業(yè)的興起，沒有技術突破是不行的，但僅有技術的突破也是萬萬不能的。不僅需要技術的突破，還需要各方面經濟技術條件的配套和支持，包括市場培育、專業(yè)的技術服務、基礎設施建設、相關產業(yè)的發(fā)展等。此外，要想使整個產業(yè)充滿活力，還要構建靈活、完整的價值鏈。正是由於在頁巖