美国页岩气的发展及其对能源结构重构

    目前，美国天然气产量占全球供应量的20%左右。由于美国的资源禀赋优势和管理优势，在充分利益平衡和有效监管，青山绿水与资源开发并重的前提下，美国页岩气发展对美国自身的能源结构、能源自给水平和能源安全产生了很大的影响。同时，在相当程度上改变了世界能源的供求结构和机制，进而将会对世界能源结构产生较大的影响。

    页岩气是一种以吸附或游离态附存于有机质泥页岩中的非常规天然气，以页岩气为代表的非常规油气的发展，改变了美国能源消费。美国早在1821年就发现和使用页岩气，1978年美国《国家天然气政策法案》开启了东北部泥盆纪页岩气的开发进程，马塞勒斯页岩是美国分布最广、储量最丰富的页岩气产区，横跨美国东北部的6个州。但是，在近十年美国的页岩气才得以飞速发展。

    页岩气相关的庞大数据库建立，为美国页岩气开发奠定了基础。政府的产业扶持政策，美国联邦政府设立专项资金用于非常规天然气开发关键技术攻关和基础研究，并鼓励科技研发。这项由政府出资主导的工程，为页岩气开发、技术创新和商业化应用以及最终的革命成功奠定了坚实基础。

    在水力压裂技术上取得的成功，为美国页岩气革命奠定了基础。2003年，美国油田服务公司使用了适合地块的技术——水平井技术和水力压裂技术，在宾夕法尼亚州的马塞勒斯页岩区块成功钻出第一口有经济效益的气井，拉开了马塞勒斯页岩气快速发展的序幕。

    现在，页岩油气开采已成为全球油气资源开发的一个热点，美国是全球最早开发页岩气资源的国家，页岩气革命使其页岩气得以经济有效开发。自2007年，美国页岩气产量出现爆发式增长，到2012年页岩气的年产量占其当年天然气产量的37％左右。页岩气大规模开发使得美国高能源消耗产业复苏，同时大批发电厂改用天然气发电，成为世界第一大天然气生产国。

    作为新型能源，页岩气在开采上仍面临地域文化、开采条件和环境保护等诸多方面的挑战。美国非常规油气矿藏，尤其是页岩气的开发，极大增加了美国国内的天然气库存。

    美国页岩气革命彻底改变了其石油的供需动态，改变了美国的能源消耗结构。并且在出口所生产的页岩气。美国能源部信息署2014年4月的数据显示，美国页岩气产量从2007年—2012年，年均增速高达39%，占全美天然气产量的比例从不到10%增加到超过40%，对美国国内天然气市场乃至全球能源市场产生了重要影响。页岩气发展对优化能源结构、实现节能减排和大气污染治理等方面具有重要意义。

    在20世纪50年代末以前，美国一次能源自给率达到100%以上，不仅能够自给，还能实现少量净出口。但从1957年之后，美国能源自给率一直下降，在能源消费和进口量两项数据上长期居于世界首位，是世界能源供求结构中需求量最大的国家。直至2005年的69.2%，此为历史最低点，之后，一次能源自给率逐年上升。近年来，美国页岩气革命，使得国内能源生产总量不断上升，而能源消费总量呈逐年下降的趋势。能源消费比重排序依次是石油、天然气、煤炭、核能以及可再生能源等，为美国国内生产生活提供了绝大多数的动力。但由于其国内能源出口量增加，进口量减少，其能源消耗结构正悄声地发生变化。美国是世界第一大能源进口国，然而，随着页岩气的开发和使用，2011年其能源自给能力提高到81.4%，美国的能源进口却呈现减量趋势。美国国家情报委员会预测，有了页岩气，到2030年，美国将实现“能源独立”。

    据BP2014年世界能源统计年鉴，2013年美国各种一次能源消费的百分率（%），原油37.4、天然气28.2、煤炭20.5、核能8.5、水力发电2.8、可再生能源等2.6。与往年比整体趋势是，原油的消费量是成波动式下降趋势，天然气消费量是逐年稳步增长的趋势，煤炭使用比例是逐年稳步下降的趋势，美国煤炭和天然气基本自给。一是能源产出增加，使用减少。受益于页岩气革命，美国的能源产量逐年增加，而使用量却在减少。页岩气产量快速上升以后，美国国内天然气由供不应求转变为供过于求，液化天然气进口大幅下降。同时，页岩气高产使得美国天然气价格大跌，不断增长的国内产量和持续下滑的国内消费量导致进口剧降。二是能源出口增加，促进世界能源消费结构的变化。美国页岩气革命使美国天然气市场格局大变，同时引起了包括英国、波兰和中国在内的全球其他具有页岩气资源潜力的国家关注。促进美国天然气向区域外流动的巨大动力，出口到全球其他国家和地区，减少贸易赤字。三是能源消耗结构改变，支持环保。天然气发电是页岩气重要的应用领域，随着天然气发电和煤发电成本的接近以及环保要求的提升，天然气发电在总发电量中的比重会大幅增加。

    美国页岩气革命发起的油气领域新突破已经开始在全球范围内发酵，对国际原油价格和天然气价格都成了巨大的向下压力。（作者单位：北京化工大学经济管理学院）