魏 靜，段紅梅，閆 強，汪莉麗

(1.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京100083；2．中國地質大學(北京)研究生院，北京 100083；3．中國地質科學院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心，北京 100037；4．中國地質科學院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037)

美國總統(tǒng)特朗普上任后推出一系列能源新政，政策的實施必定會在一定程度上推動美國頁巖油氣發(fā)展，這會對全球天然氣供應及能源供需格局產(chǎn)生深刻影響。本文通過對能源新政下的美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動向分析以及對中美頁巖氣對比與合作前景研究得出，能源新政對于美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)來說既是資源機遇也是環(huán)境挑戰(zhàn)，中國頁巖氣發(fā)展雖落后于美國，但開發(fā)前景可觀，中美兩國能源互利合作前景廣闊。建議中國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展要強化頁巖氣開采技術研發(fā)，降低開采成本，落實既定激勵政策和措施，完善管網(wǎng)基礎設施建設，加強與美國溝通合作，推動我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟、健康、綠色發(fā)展。

能源新政；頁巖氣；產(chǎn)業(yè)競爭力；合作前景；美國

特朗普上任伊始拋出了“美國優(yōu)先能源計劃”，之后廢除“清潔能源計劃”、宣布退出《巴黎協(xié)定》等一系列能源新政的出臺，旨在最大化利用美國本土能源，擺脫進口依賴，促進國內實體經(jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)能源獨立。2017年11月，特朗普訪華期間，中美兩國簽2 535億美元的“世紀大單”，其中國家能源投資集團與美國西弗吉尼亞州簽署了《頁巖氣全產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)示范項目戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，項目投資金額837億美元[1]，該協(xié)議符合特朗普能源新政的中心思想，新政將石油和天然氣作為美國能源獨立的核心，必然會給世界油氣市場帶來一定沖擊，推動天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，改變全球天然氣供應和能源供需格局，而其所體現(xiàn)出的重能源輕環(huán)保思想也會對包括中國在內的全球國家在氣候環(huán)境方面增加不確定因素，并可能在一定程度上改變全球應對氣候變化治理的格局。

作為以煤炭為主的能源結構國家，頁巖氣已成為中國開發(fā)清潔能源的重要能源戰(zhàn)略，相比于美國，我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)還處在快速發(fā)展的初期階段，存在開采成本高，技術手段有限，管網(wǎng)基礎設施不完善等亟需解決的問題，因此在當前頁巖氣產(chǎn)業(yè)國際環(huán)境和國內環(huán)境都在發(fā)生重大變化的情況下，如何在借鑒美國頁巖氣發(fā)展經(jīng)驗和加強與美合作交流的基礎上，結合中國地質環(huán)境和國情發(fā)展具有中國特色的頁巖氣道路，是我們需要認真思考并解決的難題。

1 美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

1.1 美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段

美國是世界上最早從事頁巖氣勘探開發(fā)的國家，也是全球頁巖氣利用最成功的國家，發(fā)展歷程大致可分為四個階段。

勘探開發(fā)階段：早在1821年，美國就在東部泥盆系頁巖中成功鉆探出全球第一口頁巖氣井；1914年，在阿巴拉契亞盆地泥盆系Ohio頁巖中發(fā)現(xiàn)世界第一個頁巖氣田；1926年，在阿巴拉契亞盆地成功實現(xiàn)了頁巖氣商業(yè)化開發(fā)[2]，開始了頁巖氣的大規(guī)模開發(fā)利用。

開采探索與技術研發(fā)階段：1976年美國能源部正式啟動“東部頁巖氣工程”，該項目認清了頁巖氣吸附機理，對頁巖氣的開采具有里程碑式的意義[3]；1998年Mitchell能源公司在Barnett區(qū)帶水力壓裂技術取得突破，再加上期間政府推行的聯(lián)邦退稅法案有效地激勵了企業(yè)開展創(chuàng)新活動，促進了頁巖氣產(chǎn)量的快速增長[4]。

技術推廣與應用階段：2002年，Devon能源公司并購了Mitchell能源公司，并增加了水平鉆孔技術的使用，使頁巖氣產(chǎn)量大幅增長[4]，此后，水平井壓裂技術得到廣泛應用；2004年，水平井分段壓裂技術和清水壓裂技術取得突破，2005年水力噴射壓裂技術、多井同步壓裂技術試驗成功，這些技術的廣泛應用一方面提高了頁巖氣產(chǎn)量，另一方面還降低了開采成本，為頁巖氣大規(guī)模的商業(yè)化開發(fā)奠定了基礎[3]。

快速發(fā)展階段：據(jù)美國能源信息署(EIA)數(shù)據(jù)，計算可知，2007年至2016年，頁巖氣供應占美國干氣供應的比例由10.3%上升到了62.2%[5]，開采技術的不斷創(chuàng)新和廣泛應用，政府一系列稅收激勵和財政補貼政策的出臺，優(yōu)化的市場機制和完善的管網(wǎng)運輸基礎設施等都推動著美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。

1.2 美國頁巖氣革命驅動因素

在能源需求日益增長，氣候環(huán)境問題日益突出的大背景下，美國政府對能源獨立的不懈追求，使得頁巖氣革命意義尤為重要。美國頁巖氣資源豐富且有著天然有利的開采基礎條件，埋深淺，蘊藏區(qū)域大多為平原，有利于鉆井和油氣運輸[4]；美國的天然氣管網(wǎng)輸送分布廣泛，幾乎遍布全國，發(fā)達的管道基礎設施為美國成功實現(xiàn)頁巖氣革命提供了硬件支撐；關鍵性技術的突破與推廣對頁巖氣革命起到了決定性作用，以水平鉆井法和水力壓裂法為代表的技術應用，降低了頁巖氣開采成本，大幅度提高了美國頁巖氣產(chǎn)量，使頁巖氣的經(jīng)濟性價值被發(fā)掘；美國政府對頁巖氣產(chǎn)業(yè)的財政補貼、研發(fā)與市場支持的政策出臺為頁巖氣革命提供了保障；此外，經(jīng)歷石油危機后的美國加快了對油氣資源的開發(fā)，巨大的市場需求和獨有的美式市場化運作模式也為頁巖氣革命注入了新的動力(圖1)。

2 中美頁巖氣資源稟賦與產(chǎn)業(yè)政策對比

2.1 資源條件及主要特點研究

通過對比研究中美頁巖氣資源條件及主要特點，相比于美國，中國頁巖氣所處地區(qū)的構造特點復雜，構造運動頻繁且斷裂發(fā)育，不利于頁巖氣成藏；中國頁巖氣埋藏較深，含氣量偏低，所處地表條件多為山地與丘陵且管網(wǎng)基礎設施不完善，分布少，部分地區(qū)無管網(wǎng)，不利于頁巖氣的開采和運輸；美國擁有成熟的頁巖氣勘探開發(fā)技術，而中國的開發(fā)技術大多從國外引進，引入成本高，使用過程中存在不確定性因素，再加上我國水資源匱乏，不少地區(qū)無法滿足水力壓裂所需的充足水源，這些都使得我國的頁巖氣開發(fā)成本居高不下。但我國頁巖氣的商業(yè)化開發(fā)前景廣闊，中國頁巖氣雖與美國有很多相似之處，但我國的地質條件更為多變與復雜，頁巖氣的發(fā)育類型多樣化，資源基礎較好，潛力大，技術的國有化進程使得勘探更具有中國特色(表1)。

圖1 美國頁巖氣革命背景及主要驅動因素

對比條件美國中國構造特點簡單,一次抬升,斷裂較少復雜,多次改造,斷裂發(fā)育沉積類型較為單一,主要為海相頁巖發(fā)育三大類,海相有效范圍保存少含氣量高(平均3～6m3/t)偏低(平均1～3m3/t)埋深較淺,以1500～3500m為主較深,以>3500m埋深為主儲層地表條件以平原為主多分布在丘陵地帶或山區(qū)油氣管網(wǎng)發(fā)達,遍布全國分布少,總體不夠匹配,部分地區(qū)無管網(wǎng)水源條件水資源豐富,足以滿足頁巖氣開發(fā)的水資源需求水資源匱乏,不少儲藏地區(qū)缺少水力壓裂需要的充足水源頁巖氣分布特征絕大多數(shù)為海相,呈“U”型分布,橫向上大面積厚層連續(xù)展布海相頁巖主要分布于華北、南方、塔里木和青藏4個地區(qū),縱向上位于各層系的中下部開發(fā)成本較低較高開發(fā)技術水平井鉆井、水力壓裂、微地震監(jiān)測、地震儲層預測、平臺式“工廠化”作業(yè)模式等技術手段發(fā)展成熟已初步掌握地球物理、鉆井、壓裂和試氣等勘探開發(fā)技術,正在逐步實現(xiàn)技術國有化

數(shù)據(jù)來源：由文獻[6]～[10]整理而得。

2.2 產(chǎn)業(yè)激勵政策研究

激勵政策和措施是刺激頁巖氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的必要手段。美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，很大程度上得益于美國政府的政策支持。美國的頁巖氣激勵政策發(fā)展相對成熟，從20世紀70年代開始鼓勵非常規(guī)能源的開發(fā)，1980年出臺的《能源意外獲利法》中的第29條稅收優(yōu)惠政策被多次延長優(yōu)惠期限，且不同年份的補貼額度不同，極大地提高了頁巖氣企業(yè)的生產(chǎn)積極性，推動了美國頁巖氣的勘探與開發(fā)[3]。2004年的《美國能源法案》規(guī)定，政府將在未來十年內，每年投資4 500萬美元用于頁巖氣等非常規(guī)天然氣研發(fā)；2005年《能源政策法案》解放了水力壓裂技術，使其成為高效開采頁巖氣的重要手段并被廣泛應用；而在市場機制方面，頒布的《FERC436號法令》、《FERC637號法令》[11]規(guī)定清除管道公司壟斷現(xiàn)象，鼓勵不受歧視地進行天然氣管道輸送，提高油氣運輸市場的效率，保護市場參與者的利益，這在一定程度上降低了非常規(guī)天然氣的運輸成本。相比于美國，中國雖然也出臺了許多加快頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，但是激勵政策的實施效果仍有待提高，對于頁巖氣產(chǎn)業(yè)的扶持力度仍需加大，市場政策仍需完善，根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況進行政策調整，不能盲目引進和復制不符合中國國情的頁巖氣發(fā)展政策(表2)。

表2 中美頁巖氣產(chǎn)業(yè)主要激勵政策對比

數(shù)據(jù)來源：由文獻[11]及公開資料整理。

2.3 產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金

美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展以來，國家能源部設立了許多專項基金用以支持研究機構和中小型技術公司開展新技術研究。美國政府設立了專門的非常規(guī)油氣資源研究基金，開展了針對頁巖氣研發(fā)的“東部頁巖氣工程”，投入大量資金用于頁巖氣的地球化學、地質狀況及開發(fā)技術研究；美國天然氣研究所實施的“東部含氣頁巖研究計劃”，促進了美國頁巖氣的基礎研究和技術創(chuàng)新[3]。在頁巖氣開發(fā)的30多年內，美國政府先后投入60多億美元用于非常規(guī)天然氣的勘探開發(fā)，其中用于培訓和研發(fā)的費用就將近20億美元，后來諸多頁巖氣開發(fā)技術的突破都得益于這些研究，這些先進技術的規(guī)?；瘧锰岣吡隧搸r氣井產(chǎn)量，降低了開采成本，使頁巖氣生產(chǎn)進入了工廠化、規(guī)?；_發(fā)階段，對頁巖氣的生產(chǎn)起到了至關重要的推動作用[12]。中國的頁巖氣產(chǎn)業(yè)起步晚，目前處于快速發(fā)展的初期階段，所以專項產(chǎn)業(yè)基金對于我國頁巖氣的發(fā)展尤為關鍵，然而相對于美國，中國的頁巖氣產(chǎn)業(yè)基金并未發(fā)展至全國各地，只在部分省市開展，如2015年中國首支專業(yè)頁巖氣產(chǎn)業(yè)股權投資基金在重慶市成立[13]，我國的產(chǎn)業(yè)基金發(fā)展并不健全，還需進一步完善，政府對于頁巖氣產(chǎn)業(yè)的投資力度仍需加強。

3 能源新政下的美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動向

3.1 能源新政的出臺及各方反應

特朗普上任伊始，全新升級的白宮網(wǎng)站就列出了美國政府將要優(yōu)先處理的六大“頭號問題”，而第一條就是“美國優(yōu)先能源計劃”，該計劃旨在降低美國能源成本，最大限度利用本國資源，減少對國外原油的依賴，取消“氣候行動計劃”，推進頁巖油氣革命，為數(shù)百萬美國人帶來就業(yè)機會和經(jīng)濟繁榮，加速美國能源獨立[14]。2017年3月，特朗普在環(huán)境保護局，簽署了“能源獨立”行政令，旨在推翻前任總統(tǒng)頒布的《清潔能源計劃》，取消了對天然氣和頁巖氣能源的限制，同時以能源產(chǎn)業(yè)為美國創(chuàng)造就業(yè)[15]；4月，特朗普簽署名為“執(zhí)行美國優(yōu)先離岸能源戰(zhàn)略”行政令，旨在擴大美國在北冰洋和大西洋的油氣開采規(guī)模，推翻前任總統(tǒng)頒布的相關環(huán)保禁令[16]；6月1日，特朗普宣布美國退出促進國際社會應對氣候變化的《巴黎協(xié)定》等[17]。這一系列政策的出臺不僅會影響美國本土，還將影響中美能源領域合作以及全世界的能源發(fā)展走向。

能源新政的出臺給全世界能源發(fā)展和氣候治理增加了許多不確定性因素，由此也引來各方爭議。美國企業(yè)界人士對特朗普的政策表示歡迎，稱該項政策“是對奧巴馬政府過于嚴苛的能源政策的重要糾正”[16]。陳騰瀚等[18]認為這些政策目前在美國的實體經(jīng)濟和國內就業(yè)方面的確產(chǎn)生了一定的積極卻有限的作用，未來仍存在不確定性。黃曉勇認為，特朗普對化石能源、環(huán)境管制和氣候政策的立場并未得到地方政府和社會的廣泛認可，而當下非常規(guī)油氣開采成本下降、產(chǎn)業(yè)政策對能源結構調整所產(chǎn)生的影響趨弱，能源新政對美國和全球能源市場的影響可能不會太強[19]。而對于退出《巴黎協(xié)定》，世界資源研究所主席兼CEO安德魯·斯蒂爾在一份聲明中表示，全球各國都在致力于向低碳經(jīng)濟轉型等[20]。

特朗普上任至今，“能源優(yōu)先”一直被強調，而加速美國能源獨立，必定會在較長一段時間內對美國煤炭、石油、天然氣等行業(yè)以及美國的能源供需產(chǎn)生深刻影響。從出臺的一系列政策可以看出，美國政府將石油和天然氣作為美國能源獨立的核心，政策的實施會在一定程度上提升美國油氣的產(chǎn)量，推動天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，天然氣的大量出口使美國更容易獲得全球天然氣的定價權，增強對全球天然氣價格的掌控力。客觀上，加強天然氣的出口可能會使美國成為能源出口國，這將會在一定程度上帶動包括中國在內的國家能源進口來源多元化發(fā)展，但實際上卻有可能會影響歐洲、中東以及亞太地區(qū)的天然氣供應及能源供需格局，甚至還可能會產(chǎn)生一些地緣政治變化。此外，美國作為溫室氣體排放大國，“去氣候化”的能源新政，可能使美國成為全球碳排放量絕對增加的國家，對美國的環(huán)境產(chǎn)生負面影響，給包括中國在內的全球國家在應對氣候變化方面增加不確定因素，還可能在一定程度上改變全球應對氣候變化治理的格局。

3.2 能源新政出臺后的美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)新變化

能源新政可以看作是美國頁巖油氣革命的“加強版”，對美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)影響深遠?！懊绹鴥?yōu)先能源計劃”公布美國擁有大量未開發(fā)的能源儲備，如頁巖氣、石油和天然氣，預計總價值達50萬億美元，再加上特朗普政府積極支持水力壓裂法開采頁巖氣，這就為美國大力發(fā)展頁巖氣產(chǎn)業(yè)提供了動力和技術支持。根據(jù)美國能源信息署(EIA)最新公布的信息顯示，美國在2017年4月之后的幾個月中已經(jīng)成為天然氣凈出口國，預計未來將會出口更多的天然氣[21]，頁巖氣是天然氣供應的重要來源，天然氣的大量出口必然會推動頁巖氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展；2017年10月，聯(lián)邦管理委員會(FERC)批準了美國東北部的5個新建管道項目，以支持國內天然氣生產(chǎn)地理位置的變化，其中東北部的Marcellus和Utica頁巖區(qū)帶頁巖氣資源豐富且產(chǎn)量大幅增加，是管網(wǎng)開發(fā)的主要驅動力[22]；近期Haynesville地區(qū)頁巖氣由于鉆井活動和油井產(chǎn)量的增長使其產(chǎn)量增加至2013年以來的最高水平[23]等。

中美簽訂的837億美元頁巖氣合作項目創(chuàng)造了中國公司投資美國能源項目數(shù)字之最和西弗吉尼亞州有史以來吸引投資體量之最[24]。西弗吉尼亞州不僅是目前美國重要的能源生產(chǎn)地區(qū)，也是全球最大的頁巖氣儲藏地之一，其中Marcellus和Utica頁巖區(qū)帶頁巖氣資源毋庸置疑，而且合作涉及頁巖氣生產(chǎn)的全產(chǎn)業(yè)鏈，項目盈利的保障性更大[25]。這一協(xié)議的簽訂與中美兩國能源領域的特點和現(xiàn)實需求相關。中國作為全球第二大經(jīng)濟體，近年來天然氣消費增長迅速。美國把市場投向中國，不僅有利于推動美國能源出口、促進就業(yè)，還能為中國帶來更多清潔能源、推動頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展與進口渠道多元化，互利共贏。

4 中美頁巖氣產(chǎn)業(yè)合作前景

隨著我國工業(yè)化和城市化的推進，在環(huán)境保護因素和煤改氣等政策因素的影響下，近幾年我國天然氣消費量持續(xù)攀升，但天然氣產(chǎn)量增長卻趕不上需求增長，市場依然處在供不應求的狀態(tài)，預計在2030年我國天然氣需求量將達6 000億m3，占一次能源需求總量的13.5%(圖2)，這也使得我國天然氣對外依存度逐年增加。而美國頁巖氣的成功開發(fā)，大大提高了本國的能源自給率，降低了對外依存度，中國頁巖氣資源雖豐富但卻處在發(fā)展初期階段，因此中美頁巖氣領域合作是未來發(fā)展必然趨勢，合作前景可期。

圖2 2020～2030年我國天然氣供需情況預測

(數(shù)據(jù)來源：中國地質科學院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心《把能源安全主動權掌握在自己手里》報告)

中國頁巖氣勘探開采技術落后，而美國擁有成熟的勘探技術手段，先進技術使其頁巖氣開采規(guī)模又經(jīng)濟，加強中美頁巖氣在技術層面的合作互利共贏，中國企業(yè)可在與美合作項目中學習頁巖氣開發(fā)技術經(jīng)驗，在合作中加強技術研發(fā)，推動我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中國天然氣管網(wǎng)基礎設施薄弱，而美國管網(wǎng)發(fā)達，幾乎遍布全國，加強兩國天然氣管道運輸合作，完善頁巖氣市場準入機制，既有利于美國天然氣出口，又有利于中國提高油氣運輸效率。產(chǎn)業(yè)激勵政策和專項基金方面也可形成兩國相互依賴、相互監(jiān)督的互利互惠合作局面，依據(jù)地方特點實行優(yōu)惠政策，推動產(chǎn)業(yè)基金多元化發(fā)展，實現(xiàn)兩國頁巖氣產(chǎn)業(yè)共同繁榮。

中美2 535億美元大單受到世界關注，其中天然氣相關項目占比超過90%[26]，說明中美雙方對天然氣領域合作的重視以及該領域的巨大市場空間。未來，頁巖氣也將會是美國天然氣的重要質量保障，我國應積極參與美國油氣投資，與美國加快頁巖氣合作步伐，這將會在一定程度上優(yōu)化我國以煤為主的能源結構，緩解能源供需矛盾，促進生態(tài)環(huán)境建設，更加有利于推動我國供給側改革的開展。因此，中美能源互利合作不僅是兩國經(jīng)貿合作的新亮點，同時還開啟了中美能源領域合作的新篇章。未來，兩國能源領域的合作也將從天然氣、頁巖氣向各個方向延展，貿易合作潛力與深度巨大，這也必將為全球能源安全與可持續(xù)發(fā)展作出重大貢獻。

5 結論與建議

本文通過對能源新政下的美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動向分析以及中美頁巖氣對比與合作前景研究，得出以下結論。

1) 能源新政對于美國的頁巖氣產(chǎn)業(yè)來說既是資源機遇也是環(huán)境挑戰(zhàn)，美國擁有大量未開發(fā)的頁巖氣，政策的實施會加速美國頁巖油氣革命，促進頁巖氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展；而“去氣候化”的能源新政會對美國環(huán)境產(chǎn)生負面影響，不利于美國能源低碳清潔化發(fā)展。

2) 雖然中國頁巖氣資源豐富，資源潛力與美國相仿，但是在開發(fā)成本、財稅政策、管網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)基金的支持力度方面，都落后于美國，我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)雖處在發(fā)展初期階段，但開發(fā)前景可觀。

3) 中美兩國能源領域可在頁巖氣勘探技術研發(fā)、運輸管網(wǎng)、市場以及產(chǎn)業(yè)政策與基金等方面開展合作，合作潛力與深度巨大，前景可期。

綜上所述，建議制定符合中國國情的頁巖氣發(fā)展戰(zhàn)略目標，堅持節(jié)能優(yōu)先，綜合利用政府和市場力量推動能源結構轉型；加強國家政策引導、扶持和監(jiān)管，落實既定激勵政策和措施，建立多元化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金；可引入一些民營資本和非油氣企業(yè)等開展頁巖氣勘探開發(fā)，推動市場體制機制創(chuàng)新；完善天然氣管網(wǎng)基礎設施建設和準入機制，加強頁巖氣開采核心技術開發(fā)和推廣，降低開采成本，實現(xiàn)經(jīng)濟利用；應充分認清美國若實現(xiàn)能源獨立將給我國能源安全帶來的風險和挑戰(zhàn)，提前做好準備；積極利用特朗普能源政策的新變化，加強與美國溝通合作，推動我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模經(jīng)濟、健康、綠色發(fā)展。

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