賈晉京：頁岩氣革命重塑全球經濟秩序
“頁岩氣革命”的序幕在中國拉開了！
3月16日，國家能源局發佈了《頁岩氣發展規劃（2011-2015年）》（下簡稱“《規劃》”），計劃在“十二五”期間，要完成探明頁岩氣地質儲量6000億立方米，可採儲量2000億立方米，實現2015年頁岩氣年產量65億立方米，基本完成全國頁岩氣資源潛力調查與評價，掌握頁岩氣資源潛力與分佈，建立完善的頁岩氣產業政策體系。
根據《規劃》，“十二五”期間頁岩氣發展的核心任務是評估與勘探，為“十三五”打好基礎，目標是到“十三五”末的2020年，力爭頁岩氣年開採總量達到600億-1000億立方米。這是什麼概念呢？如果按2020年我國天然氣總需求量3800億立方米計算，那就意味着屆時頁岩氣大約可滿足我國天然氣總需求量的16%-26%，加上2020年我國常規天然氣產量預計在1700億立方米左右，則天然氣自給率可望達到60%-70%。如此，則此前預計的2020年我國天然氣需求量50%以上將依賴進口的局面會得到扭轉，這是具有長期重大戰略意義的。
為什麼説頁岩氣是一場“革命”，並且具有長期重大戰略意義呢？這是因為，頁岩氣技術的突破不僅會改變全球能源格局，還必將重塑世界工業版圖，甚至關係到未來國際經濟秩序主導權的歸屬。
頁岩氣改變全球能源格局
美國近年頁岩氣井數變化圖
頁岩氣是指主體位於暗色泥頁岩或高碳泥頁岩中，以吸附或遊離狀態為主要存在方式的天然氣聚集。簡單來説，就是頁岩這種石頭裏藴藏的天然氣。從地球地質史角度來看，頁岩氣是天然氣生成之後在烴源岩層內就近聚集的結果，這屬於天然氣的“無機成因説”，是與傳統的有機成因説的找礦理論不同的，因此頁岩氣被稱為非常規天然氣，同樣被列入非常規天然氣的還有煤層氣、緻密砂岩氣等。由於全世界全部沉積岩中泥、頁岩約佔總量的60%，因此頁岩氣資源的前景異常巨大。
實際上人們對於頁岩氣的認識已有一百多年曆史，第一口商業性頁岩氣井1821年鑽於美國紐約州一個小鎮，只有8.23米深，而當時美國國父托馬斯•傑斐遜還在世。不過埋藏這樣淺的頁岩氣是極少見的，大多數頁岩氣存在於超過1500米深的岩層中，因此開發十分困難。直到20世紀90年代，隨着水力壓裂和水平鑽井技術的發展，頁岩氣商業開發才真正具備了可能性。1999年，在北美最具代表性的巴內特（Barnett）頁岩氣田（位於得克薩斯州中北部）出現了4口頁岩氣井，到2004年末，該氣田頁岩氣井就達到了744口。頁岩氣技術的突破使美國非常規天然氣產量大幅增加，被稱作“頁岩氣革命”。
近幾年美國天然氣產量構成中，常規天然氣產量在逐漸下降，而非常規天然氣產量在逐年上升，2008年開始超過常規天然氣產量，其中頁岩氣產量增長最快。2010年頁岩氣產量佔美國天然氣總產量的14%，預計到2035年美國天然氣總產量中47%將為頁岩氣。
“頁岩氣革命”甚至還帶動了頁岩油技術的突破，目前美國本土頁岩油日產量已經達到約50萬桶，並計劃到2020年達到日產300萬桶的規模。美國能源產業格局變化帶來重大影響是：2011年，美國成為燃料油淨出口國。
2011年3月30日，白宮發佈了美國《未來能源安全藍圖》（Blueprint Secure Energy Future），指出由於頁岩氣和頁岩油技術快速發展，美國能源對外依存度已大大降低。《未來能源安全藍圖》制定了加大美國本土非常規油氣資源開發力度的戰略，目標是在2035年之前使美國成為能源淨出口國。
與美國“頁岩氣革命”的進程同時發生的，是世界能源供給格局的劇變。作為世界最主要能源的石油，其全球總產量在進入21世紀後幾乎年年在36億噸上下徘徊，被很多評估認為“產量峯值”已經到來，未來產量很難有大幅增加，無法滿足全球能源需求的大幅增長。曾經被寄予厚望的核電，隨着日本福島核泄事故後德國、日本等國先後出台“棄核”日程表，將不再能夠挑起未來能源供給的重擔。這樣，天然氣勢必成為滿足全球新增能源消費需求的第一選擇。國際能源署（IEA）在《能源技術展望2010》中預計，在基準情景下，全球天然氣需求從2007年至2050年將增加約85%，從25.20億噸標準煤上升到46.53億噸標準煤；而相比之下，2050年的全球石油需求將會比2007年低23%。
天然氣成為新增能源的第一選擇不僅僅由於頁岩氣革命帶來的產量突破，也與天然氣適合城市人口消費的特點有關，在中國、印度等人口大國快速城市化的大背景下，天然氣比煤炭、石油更加高效且污染更低。
天然氣的主要成分是甲烷，完全燃燒後大部分產物是水蒸氣，僅產生少量二氧化碳，其二氧化碳排放量僅相當於石油的54%、煤的48%。2011年的德班世界氣候變化大會前，“低核、高天然氣情景”開始進入碳減排議程。從氣候變化談判目前的進程來看，“綠色氣候基金”可能成為今後國際碳排放額交易及技術轉讓的主要操作平台。對於基金這樣的金融化平台來説，天然氣比核技術、清潔煤技術、風能及太陽能等減排項目容易操作得多。因此，僅從這個角度判斷，發達國家也會把天然氣作為實現碳減排的一個主要方式來推動。
全球經濟秩序面臨重塑
當前的國際經濟秩序是建立在美國作為世界最大能源進口國基礎上的。1974年美國與沙特等波斯灣國家達成“石油單一使用美元結算”的協議之後，美元與石油形成“綁定”關係。世界各國向波斯灣國家購買石油只能使用美元，波斯灣國家把獲得的美元存入歐洲的銀行體系，歐洲的銀行則以金融投資等方式使美元流回美國，這樣美元就形成了全球循環中的“主流”。全球經濟體系的各種安排都與這個“主流”有關，比如，全球海上貿易路線的主幹網就與海上石油運輸路線有關，在海上石油運輸路線的終到港周圍，是工業和城市集中分佈區域，而海上石油運輸路線的主要終到港，又往往是國際金融中心，隨着油輪而運行的貿易合約，則是美元計價的……
然而頁岩氣革命的發生，正在使美國從世界最大能源進口國轉變成出口國。當美國成為能源出口國，國際經濟秩序將會如何改變？
與石油不同在於，天然氣的定價權尚在爭奪中，將來哪種貨幣將成為天然氣貿易主要結算貨幣尚屬未定，因此，伴隨着天然氣重要性的上升，國際經濟秩序的各個環節都將面臨激烈的主導權爭奪。
不妨從國際經濟的上游、中游、下游來分別看待。
在國際經濟的上游，是原材料的生產。天然氣與石油一樣，是重要的化工原材料。頁岩氣革命將使美國成為重要的原材料生產國，這樣，一些目前向美國出口原材料的國家地位將下降，而有潛力成為天然氣重要出口國的國家地位將上升。綜合考慮常規天然氣資源和非常規天然氣資源，最具潛力的國家和地區將是俄羅斯、卡塔爾、伊朗、阿根廷和中亞地區。由於俄羅斯、伊朗和中亞地區都屬於歐亞大陸腹心地區的陸權國家，天然氣出口將主要通過管道這樣的陸上通道，這與石油貿易更多走海路的情形是不同的，因此，可以説，國際經濟的上游面臨“海陸之變”。
在國際經濟的中游，是原材料加工和工業製造，其基礎是煉油-化工工業，因為煉化行業的產品是其他行業的原材料。全球煉化能力的分佈，實際上反映出世界產業重心所在。
20世紀70年代之前，全球煉油-化工能力基本上都集中在發達國家，歐美石油寡頭們從產油國（中東等地）開採原油，用油輪運送到美國、西歐、日本，在那裏把原油加工為成品油及化工製品，再賣給發展中國家，形成西方主導的全球經濟循環。
1980年，世界煉油業出現了一個轉折點，煉油業史上的“黃金時代”結束了，發達國家的煉油廠建設基本停滯了。相反，大量煉油廠開始在發展中國家興建。以中東為起始，隨後亞太和非洲的煉油能力建設高速發展，其中增加最快的是中國和韓國。到目前，全球煉油能力約四分之三在發展中國家，只有四分之一在發達國家。當前世界上的大煉油廠最多地集中在中國、印度、韓國、印尼，都是東方國家。可以看出，煉油-化工能力從西方發達國家轉移到東方發展中國家的過程，實際上跟全球製造業大轉移在時間上和過程上基本是一回事。當化工廠不再集中於發達國家，那它們的實體經濟優勢必將被削弱，這也是此次全球經濟危機的根源之一。
然而，頁岩氣革命卻給美國提供了改變全球煉化能力分佈的機會。當美國成為能源輸出國，它就有能力通過調節能源貿易流向的方式影響世界上化工廠的分佈，從而達到改變全球工業體系重心所在的目的。可以説，國際經濟的中游面臨“東西之爭”。
在國際經濟的下游，是產品的分銷、結算和消費。目前中國正在成長為全球最大的工業產品消費國，這實際上是對全球財富地圖的重新分配。從根本上來説，消費量是最終目的，但決定性的砝碼是結算貨幣。由於圍繞天然氣結算必將出現長期博弈，因此，國際經濟的下游面臨“貨幣之戰”。
綜合“海陸之變”、“東西之爭”和“貨幣之戰”來看，未來國際經濟秩序的圖景必將重繪。這種重繪必將顛覆既有的國際經濟上下游關係網，伴隨着的將是長期的、全局性的，甚至有時會是高烈度的多方大博弈。
中國頁岩氣須推翻“三座大山”
在頁岩氣革命可能帶來全球經濟秩序大變局的前景下，自主開發頁岩氣無疑對於能源安全乃至參與全球博弈有着重大戰略意義。
目前中國的頁岩氣基本形勢可以可以概括為：一片美景，三座大山。“一片美景”是指可能擁有巨大的遠景儲量，甚至可能是世界第一，但只是“美景”，因為還沒有落實，尚不知道這種美好的圖景是否現實。“三座大山”是指無論“美景”是否現實都必須克服的三道難關：探採技術、環境保護、利用方式，這三座大山是繞不過去的，必須推翻，因為不推翻這三座大山，甚至連美景的樣子都看不到，更別説討論是否現實了。
中國的頁岩氣可採儲量有多少？目前説法不一。美國能源情報署曾公佈了一份名為《2011年全球頁岩氣資源初步評估》的報告，認為全球頁岩氣技術可採資源量超過200萬億立方英尺的國家共有9個。
這份報告把中國的頁岩氣技術可採儲量排在第一位，達36.10萬億立方米，比美國的還多。然而美國從未對中國的頁岩氣進行過系統勘查，並不掌握數據，因此可信程度不高。此外，這份報告裏沒有提到俄羅斯和中亞的頁岩氣儲量。
我國頁岩氣資源潛力調查
中國國土資源部發布的數據認為，中國頁岩氣可採儲量約為25萬億立方米，這一數字也高於美國對自身儲量的評估，堪稱世界第一。不過這一數字也是估計值，因此，《規劃》提出，“十二五”期間要基本完成全國頁岩氣資源潛力調查與評價，掌握頁岩氣資源潛力與分佈。
頁岩氣技術要求很高，其核心技術是水平鑽井技術和水力壓裂技術。水平鑽井是鑽頭可以在地下沿着任意角度前進，“想鑽哪裏鑽哪裏”的技術，包括隨鑽測量技術、井眼軌跡控制技術、井壁穩定技術、鑽井完井液技術等。從垂直井段轉變為水平井段的曲率半徑越小，施工難度就越大。《規劃》稱，目前我國已初步掌握了頁岩氣直井壓裂技術，但水平井技術尤其是分段壓裂等關鍵技術尚待突破。此外，我國的地質條件與美國不同，美國的頁岩是海相頁岩，而我國的頁岩大部分是陸相頁岩，無法直接使用美國的現成技術，需自主開發適應中國地質條件的全套技術。
頁岩氣開發必須採用高壓水力壓裂技術決定了其伴隨的環境問題不可忽視。首先是頁岩氣開發需要大量的水，據説一口頁岩氣井需要20萬噸水，而《規劃》中提到的我國頁岩氣潛力地區多有華北地區、準噶爾盆地、吐哈盆地、鄂爾多斯盆地這樣的缺水地區；其次是頁岩氣的壓裂液中含有大量化學成分，而且必須多次注入，這就可能對深層地下水帶來影響；最後，我國華北等地存在大面積地下水採空區，而頁岩氣開發則是要向地下施加高壓力，這可能帶來一定地質災害隱患。在大規模開發頁岩氣之前，這些環境問題都必須先找到解決之道。
最後，頁岩氣一旦生產出來，如何達到消費端，目前也是個有待克服的難題。天然氣本身是具有“管道先行”特點的，必須先修好可到達終端消費者的管網，然後才能被運輸、利用。然而目前我國管網密度極低，管道總長度只有約10萬公里。相比之下，面積比我國略小的美國卻有近200萬公里天然氣管道。我國潛在頁岩氣田大多處在人口稀少的山區，修建管道困難。要在開發出頁岩氣之前先完成管網建設確實難度極大。另一種思路是通過天然氣分佈式能源系統，對頁岩氣進行就地轉化，以發電的方式進行利用。
（作者系北京集成創新經濟諮詢中心研究員）
本文發表於《社會觀察》2012年第4期