李 巖，牟博佼

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）管理學(xué)院，北京100083；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）博士后流動(dòng)站，北京100083；3.神華集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京100011）

頁巖氣是一種在世界范圍內(nèi)正在受到廣泛關(guān)注的新型能源。不似石油集中在少數(shù)國(guó)家和地區(qū)，頁巖氣分布范圍廣泛，亞洲、美洲、歐洲、非洲都擁有數(shù)目可觀的頁巖氣儲(chǔ)量。一項(xiàng)對(duì)全世界33個(gè)國(guó)家的調(diào)查顯示頁巖氣的技術(shù)可采資源量（Technically Recoverable Resource）達(dá)到187萬億 m3［1］。因此，頁巖氣成為了一種對(duì)常規(guī)天然氣、石油等的重要替代能源，或?qū)⒏淖兪澜缒茉锤窬帧Ｎ覈?guó)目前正處于頁巖氣開發(fā)的起步規(guī)劃與勘探劃段，借鑒國(guó)外頁巖氣發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，對(duì)正確制定我國(guó)的頁巖氣發(fā)展戰(zhàn)略具有積極的促進(jìn)作用。本文希望對(duì)此起到拋磚引玉的作用。

1 頁巖氣開發(fā)對(duì)我國(guó)的重要意義

我國(guó)是世界上頁巖氣儲(chǔ)量最為豐富的國(guó)家，目前已探明的技術(shù)可采資源量已經(jīng)達(dá)到25.08萬億m3，按照我國(guó)目前的能源消費(fèi)水平可持續(xù)提供300年之用［2］。

頁巖氣的開發(fā)和利用能夠緩解我國(guó)目前對(duì)進(jìn)口能源的過重依賴。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)石油的進(jìn)口比例從2007年的47.2%一路攀升到2011年的56.5%，而天然氣的對(duì)外依存度在2012年將超過30%。我國(guó)儲(chǔ)量豐富的頁巖氣將能夠顯著緩解我國(guó)一次能源對(duì)國(guó)外的依賴程度。

頁巖氣的開發(fā)和利用能夠顯著降低我國(guó)的能源成本。據(jù)美國(guó)能源信息署的統(tǒng)計(jì)顯示，美國(guó)頁巖氣在大規(guī)模應(yīng)用之后，使得天然氣期貨價(jià)格從2008年7月的最高點(diǎn)13.21美元／百萬英熱降低了86%，也導(dǎo)致天然氣電廠電價(jià)的迅速下滑，從2008年6月的高點(diǎn)下跌了77%。從全生命周期來看，能源成本的高低直接決定了最終產(chǎn)品的價(jià)格，后者是我國(guó)取得國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的一個(gè)重要來源。

頁巖氣的開發(fā)和利用將會(huì)促進(jìn)我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)以促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展就成為了有識(shí)之士的共識(shí)。目前的應(yīng)用數(shù)據(jù)顯示頁巖氣燃燒的碳排放量只有煤炭的一半，因而是我國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)非常有前景的能源選擇。

2 頁巖氣開發(fā)運(yùn)營(yíng)的特點(diǎn)

作為一種新近投入商業(yè)化的新興能源，頁巖氣與傳統(tǒng)能源相比在開發(fā)和應(yīng)用方面擁有以下三個(gè)顯著的特點(diǎn)［3］。

2.1 頁巖氣井的儲(chǔ)量較小

傳統(tǒng)能源的一口開采礦井的產(chǎn)量通常較大。比如，一個(gè)優(yōu)秀的常規(guī)天然氣田在其生命周期中可以出產(chǎn)數(shù)千億立方英尺的天然氣，采收率高達(dá)70%。而在美國(guó)頁巖氣儲(chǔ)量較好的馬賽勒斯（Marcellus）地區(qū)，一個(gè)非常好的頁巖氣井在其生命周期只能產(chǎn)出50億～60億立方英尺的頁巖氣，采收率只能達(dá)到30%～40%。

2.2 頁巖氣井開采的衰減速度快

頁巖氣礦井產(chǎn)出速率降低很快。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一口典型的頁巖氣井在第一年會(huì)生產(chǎn)其總儲(chǔ)量的25%，然后在接下來幾年中會(huì)以40%到50%的速度衰減，一般四年之后該井儲(chǔ)量的一半就已經(jīng)被開采完畢。

2.3 頁巖氣井的產(chǎn)出速率較低

常規(guī)天然氣井一般都可以維持相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的高產(chǎn)出率。比如，澳大利亞西北部常規(guī)頁巖氣井的日產(chǎn)量穩(wěn)定在1億～2億立方英尺，而頁巖氣在第一年的產(chǎn)出率只有1百萬～2百萬立方英尺。

正因?yàn)榫哂幸陨系奶攸c(diǎn)，頁巖氣的開采模式通常是規(guī)?；a(chǎn)，在一片頁巖氣富含區(qū)中修建眾多礦井，形成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)礦井的產(chǎn)量互補(bǔ)的效果。比如，美國(guó)的巴涅特（Barnett）地區(qū)建有14000口頁巖氣井，在2010年生產(chǎn)了1.8萬億立方英尺的頁巖氣，而伍德賽德（Woodside）常規(guī)天然氣田50口井就生產(chǎn)了1.2萬億立方英尺的常規(guī)天然氣。從該意義而言，頁巖氣的開采是用“產(chǎn)量的不確定性換取投資的確定性”。

3 國(guó)外頁巖氣開發(fā)利用的經(jīng)驗(yàn)

由于頁巖氣地質(zhì)結(jié)構(gòu)與所處地區(qū)的經(jīng)濟(jì)狀況、能源結(jié)構(gòu)不同，各個(gè)國(guó)家對(duì)頁巖氣的態(tài)度和做法不一。美國(guó)引領(lǐng)了世界頁巖氣發(fā)展革命，積累了諸多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，世界上其他國(guó)家也就頁巖氣給予了相當(dāng)程度的關(guān)注。

3.1 美國(guó)的實(shí)踐

美國(guó)是世界上目前唯一大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)營(yíng)頁巖氣的國(guó)家。美國(guó)在其頁巖氣開采技術(shù)的成熟以及商業(yè)化運(yùn)營(yíng)過程中的一系列實(shí)踐和做法促進(jìn)了頁巖氣革命的迅速實(shí)現(xiàn)。

3.1.1 頁巖氣開采技術(shù)研發(fā)

美國(guó)頁巖氣的技術(shù)發(fā)展最早可以追溯到20世紀(jì)70年代，成熟于2000年后，在三十年的發(fā)展過程中美國(guó)出現(xiàn)了以下做法。

3.1.1.1 產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合

在頁巖氣開發(fā)過程中，美國(guó)的政府研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)密切配合，共享了開發(fā)成本，導(dǎo)致了若干次重大技術(shù)突破。

在1976年，摩根城能源研究中心（Morgantown Energy Research Center，現(xiàn)在的國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室National Energy Technology Laboratory）與礦產(chǎn)局（Bureau of Mines）聯(lián)合發(fā)起了東部氣頁巖項(xiàng)目（Eastern Gas Shales Project），該項(xiàng)目資助了賓西法尼亞州和西弗吉尼亞州高校和油氣企業(yè)的示范性合作。在項(xiàng)目期間，摩根城能源研究中心的兩位工程師發(fā)明了定向頁巖鉆井技術(shù)的雛形，該技術(shù)最終演變成了頁巖氣開采所廣泛應(yīng)用的水平鉆井技術(shù)。

另一項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新來自于能源研究與發(fā)展署（Energy Research and Development Administration，美國(guó)能源部的前身Department of Energy）和通用電氣合作開發(fā)的金剛石短鉆頭，該類型的鉆頭比傳統(tǒng)鉆頭在開采頁巖氣時(shí)更加有效。

3.1.1.2 財(cái)政積極支持

為了鼓勵(lì)頁巖氣的發(fā)展，美國(guó)國(guó)會(huì)在1980年出臺(tái)了暴利稅法案（Windfall Profits Tax Act），其中第29章規(guī)定了非常規(guī)天然氣生產(chǎn)稅優(yōu)惠政策，每生產(chǎn)1000立方英尺的非常規(guī)天然氣，政府補(bǔ)貼0.5美元，該政策截至到2002年。該政策的出臺(tái)對(duì)頁巖氣的發(fā)展至關(guān)重要，在該政策實(shí)施的時(shí)期內(nèi)，非常規(guī)天然氣的產(chǎn)量增長(zhǎng)了近四倍。

政府對(duì)頁巖氣開發(fā)的財(cái)政支持是美國(guó)頁巖氣取得突破性進(jìn)展的關(guān)鍵因素，正如亞蘭德能源（Julander Energy）公司的總裁費(fèi)雷德·亞蘭德（Fred Julander）所評(píng)價(jià)的：“當(dāng)沒有其他組織或個(gè)人對(duì)頁巖氣感興趣的時(shí)候，是美國(guó)能源部的財(cái)政支持幫助頁巖氣的開發(fā)渡過了初期的艱難，現(xiàn)在我們獲得了豐厚的回報(bào)。”比如，米切爾能源公司是使得美國(guó)頁巖氣商業(yè)化的先鋒。該公司的工程師將頁巖分裂成本從原先的250000～300000美元成功降低到100000美元，被認(rèn)為是頁巖氣具有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的里程碑。米切爾公司的努力是建立在政府的大力支持之上的。米切爾公司不僅可以采用政府機(jī)構(gòu)早期研發(fā)的各種技術(shù)平臺(tái)，而且在德克薩斯巴雷特地區(qū)建立第一座水平井的時(shí)候得到煤氣研究所（Gas Research Institute）的直接資助［4］。

3.1.2 頁巖氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)

美國(guó)在頁巖氣商業(yè)化之后有如下做法值得關(guān)注。

3.1.2.1 市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制

美國(guó)的頁巖氣商業(yè)化運(yùn)營(yíng)完全以專業(yè)化分工、市場(chǎng)導(dǎo)向開展。美國(guó)的頁巖氣供應(yīng)鏈條由兩部分構(gòu)成，分別是頁巖氣的開采與頁巖氣的輸送。頁巖氣的傳輸依靠管道進(jìn)行，頁巖氣開采商和管道運(yùn)營(yíng)商相互獨(dú)立。開采上專注于頁巖氣的采掘工作，而管道運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)輸送管道的鋪設(shè)以及頁巖氣的銷售。完全依靠市場(chǎng)機(jī)制決定頁巖氣輸送管道的建設(shè)以及頁巖氣上網(wǎng)價(jià)格的設(shè)定。頁巖氣開采商輸送頁巖氣需要向管控運(yùn)營(yíng)商支付一定的費(fèi)用。

3.1.2.2 政策管制

對(duì)頁巖氣可能帶來的負(fù)面環(huán)境影響，美國(guó)政府正在完善一系列的法案來規(guī)范頁巖氣的運(yùn)營(yíng)。根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦制的政治結(jié)構(gòu)體系，對(duì)頁巖氣開發(fā)的法律法規(guī)涵蓋聯(lián)邦政府、州政府、地方政府三個(gè)層級(jí)［5］。在聯(lián)邦政府層級(jí)，法律法規(guī)的制定主要由環(huán)境保護(hù)局（Environmental Protection Agency）實(shí)施。目前，針對(duì)頁巖氣開發(fā)的主要的聯(lián)邦層級(jí)的法律法規(guī)如下。清潔水源法案（Clean Water Act），對(duì)于頁巖氣鉆探和生產(chǎn)所需水資源的地面處理作出規(guī)定，并且防止水資源從生產(chǎn)地點(diǎn)流失。安全飲用水法案（Safe Drinking Water Act），對(duì)頁巖氣開采所需要的地下液體注入作出規(guī)定。清潔空氣法案（Clean Air Act），限制引擎、頁巖氣加工設(shè)備，以及其他與鉆探和生產(chǎn)相關(guān)的氣體泄漏。國(guó)家環(huán)境政策法案（National Environmental Policy Act），要求在聯(lián)邦政府土地上勘探和生產(chǎn)需要對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行全面分析。

州政府對(duì)頁巖氣開采的管制需在聯(lián)邦政府的監(jiān)督下開展。州政府能夠更好的考慮到頁巖氣開采過程中的地區(qū)特點(diǎn)，比如地質(zhì)、氣候、工業(yè)特征、發(fā)展歷史、人口密集度、地區(qū)經(jīng)濟(jì)等，因此比聯(lián)邦層級(jí)的通用法律發(fā)揮會(huì)更加有效。除了執(zhí)行和監(jiān)督聯(lián)邦層級(jí)的法律法規(guī)，州政府擁有多種方式對(duì)頁巖氣的開發(fā)進(jìn)行管制。比如，紐約、得克薩斯、賓夕法尼亞都會(huì)在現(xiàn)有以及將要建成的開采基地的水資源和氣體泄漏制定州政府層級(jí)的法律法規(guī)［6］。大部分州都設(shè)置了禁止頁巖氣鉆探和生產(chǎn)產(chǎn)生污染的禁令。所有州都要求頁巖氣開采商在鉆探和運(yùn)營(yíng)之前必須獲得許可。同時(shí)，大部分州要求頁巖氣開采商在獲得開采許可的時(shí)候要發(fā)行債券或者其他形式的金融證券，以確保與州的規(guī)章制度相符，以及有足夠的資金在頁巖氣生產(chǎn)停止的時(shí)候填補(bǔ)頁巖氣井。

地方政府，比如城市、鄉(xiāng)村等，也會(huì)對(duì)頁巖氣開采設(shè)定額外的要求。比如，當(dāng)頁巖氣開采位于人口集中地區(qū)邊緣的時(shí)候，一些地方政府會(huì)就白天和夜間頁巖氣開采產(chǎn)生的噪音水平設(shè)置限制。

3.2 其他國(guó)家的實(shí)踐

歐洲、澳大利亞和加拿大是頁巖氣儲(chǔ)量較為豐富的地區(qū)，然而，目前兩個(gè)地區(qū)在頁巖氣的開發(fā)中都遇到了各自的障礙。

歐洲缺乏對(duì)待頁巖氣的積極態(tài)度，導(dǎo)致的主要原因如下：第一，歐洲存在多種替代能源，對(duì)頁巖氣的需求不夠旺盛。比如，荷蘭有格羅寧根（Groningen）氣田，常規(guī)天然氣儲(chǔ)量豐富；德國(guó)的能源結(jié)構(gòu)依然主要由風(fēng)能和煤炭構(gòu)成；俄羅斯有豐富的常規(guī)天然氣，正在享受有利的天然氣價(jià)格［7］。第二，歐洲對(duì)頁巖氣開發(fā)的政策尚未明朗。對(duì)采礦權(quán)和開采資質(zhì)的獲取沒有明確的規(guī)定，缺乏對(duì)企業(yè)的政策導(dǎo)向，導(dǎo)致較高的管制風(fēng)險(xiǎn)。第三，由于地理面積的限制，歐洲的頁巖氣蘊(yùn)藏地都位于人口聚集周邊，因此歐洲對(duì)頁巖氣開采的環(huán)境污染會(huì)出臺(tái)較為嚴(yán)厲的限制，目前就頁巖氣可能帶來的環(huán)境影響正進(jìn)行激烈的爭(zhēng)論。其中，法國(guó)在2011年7月1日出臺(tái)法規(guī)禁止在法國(guó)領(lǐng)土上進(jìn)行一切與商業(yè)和研究相關(guān)的分裂技術(shù)的應(yīng)用。而英國(guó)議會(huì)出具的研究結(jié)果表明只要頁巖氣井建設(shè)合理，頁巖氣開采不會(huì)引起地震效應(yīng)［6］。第四，歐洲各國(guó)都在對(duì)美國(guó)的頁巖氣革命持觀望的態(tài)度，以判斷美國(guó)的頁巖氣是以滿足國(guó)內(nèi)需求為主還是要向外出口。最后，地緣政治也阻滯了歐洲對(duì)頁巖氣的積極響應(yīng)。尤其與俄羅斯接壤的中、東歐國(guó)家受到俄羅斯的壓力也會(huì)對(duì)頁巖氣開采表示出謹(jǐn)慎態(tài)度。

澳大利亞是傳統(tǒng)的能源出口大國(guó)，因此對(duì)頁巖氣的開采業(yè)主要供亞太地區(qū)的出口之用。目前，澳大利亞出于頁巖氣開采的初級(jí)階段，遇到下列主要問題。首先，由于澳大利亞未掌握頁巖氣的開采技術(shù)，因此需要與美國(guó)的企業(yè)合作以尋求技術(shù)轉(zhuǎn)移。其次，澳大利亞的頁巖氣蘊(yùn)藏地區(qū)遠(yuǎn)離人口聚居區(qū)，雖然對(duì)居民生活的影響不會(huì)那么顯著，但是由于澳大利亞缺乏頁巖氣輸送所需的管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施，并且頁巖氣井的數(shù)量遠(yuǎn)少于美國(guó)，不能形成規(guī)模效應(yīng)，因此據(jù)估計(jì)澳大利亞頁巖氣開采的成本將會(huì)是美國(guó)的3倍。2012年7月份正式啟動(dòng)的碳?xì)鈨r(jià)格機(jī)制（Carbon Pricing Mechanism），可能會(huì)促進(jìn)頁巖氣的發(fā)展。

加拿大的常規(guī)天然氣和頁巖氣儲(chǔ)量都較為豐富，長(zhǎng)久以來一直是美國(guó)天然氣的主要供應(yīng)國(guó)。然而，隨著美國(guó)頁巖氣產(chǎn)量的迅速提升，加拿大面臨著重新尋找天然氣出口對(duì)象的問題。在2011年10月，加拿大國(guó)家能源委員會(huì)（National Energy Board）啟動(dòng)了在不列顛哥倫比亞哥倫比亞?。˙ritish Columbia）東北部建設(shè)一個(gè)價(jià)值50億美元的液化天然氣出口終端，使得加拿大天然氣可以向中國(guó)、日本、韓國(guó)等新市場(chǎng)出口。

4 結(jié)論及建議

以上的分析可以為我國(guó)頁巖氣的開發(fā)在技術(shù)開發(fā)、國(guó)家政策、商業(yè)化運(yùn)營(yíng)方面帶來啟示。

4.1 頁巖氣開采技術(shù)引進(jìn)與自主研發(fā)相結(jié)合

我國(guó)尚未掌握頁巖氣開采的核心技術(shù)。如果不清楚這些技術(shù)具體的實(shí)施程序以及運(yùn)行模式，就難以對(duì)在我國(guó)環(huán)境下開采成本的控制空間難以作出較有把握的判斷。技術(shù)的獲取有兩種途徑，其一是從國(guó)外先進(jìn)公司引進(jìn)，其二是自主研發(fā)。

從國(guó)外先進(jìn)企業(yè)引進(jìn)技術(shù)不失為一條捷徑，我國(guó)的《頁巖氣“十二五”規(guī)劃》吸引了國(guó)外企業(yè)的濃厚興趣，因此與國(guó)外企業(yè)合作開采是我們獲取開采技術(shù)的一條途徑，比如成立合資公司、合作勘探等。但是目前掌握頁巖氣開采技術(shù)的跨國(guó)公司，比如雪佛龍、埃克森美孚、殼牌等，對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了嚴(yán)格保密。因此，如何設(shè)計(jì)合作方式以實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)移是需要深入思考的問題。

自主研發(fā)也是必經(jīng)之路。一方面是出于通過自主研發(fā)掌握相關(guān)技術(shù)以在國(guó)際合作中保有有利位置，另一方面也是出于頁巖氣開采的實(shí)際需要。由于我國(guó)頁巖氣所處的地質(zhì)條件與國(guó)外差異較大，因此開采技術(shù)的本土化必須融入自主研發(fā)。在該過程中，我國(guó)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合，特別是政府下屬的研究機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)發(fā)揮其主導(dǎo)作用。由于自主研發(fā)的周期較長(zhǎng)，企業(yè)可能缺乏足夠的動(dòng)力完成研究工作，而政府研究機(jī)構(gòu)及高校在這種前瞻性技術(shù)研發(fā)中的作用就會(huì)凸顯出來。美國(guó)的實(shí)踐也表明在其頁巖氣開采技術(shù)形成的30年時(shí)間中，幾乎前20年都是由政府的研究機(jī)構(gòu)和高校在探索研究技術(shù)。

4.2 國(guó)家政策的積極扶持

頁巖氣開發(fā)屬于高投入、高風(fēng)險(xiǎn)業(yè)務(wù)，完全依靠企業(yè)、市場(chǎng)的自發(fā)行為往往難以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的效果。特別是我國(guó)目前還處在頁巖氣資源的勘探、技術(shù)研發(fā)的初級(jí)階段，更是需要我國(guó)財(cái)政、稅收政策向其傾斜。比如，國(guó)家可以對(duì)從事頁巖氣開采的企業(yè)給予一定程度的稅收優(yōu)惠，或者直接給其財(cái)政支持。

對(duì)于頁巖氣開采可能造成的環(huán)境影響，國(guó)家在頁巖氣的規(guī)劃階段就應(yīng)當(dāng)做到未雨綢繆，積極評(píng)估頁巖氣可能給水資源、空氣、土地等帶來的影響，特別是我國(guó)有相當(dāng)一部分頁巖氣儲(chǔ)藏于四川地區(qū)，該地區(qū)人口稠密，更是需要照顧到頁巖氣的開采對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆钯|(zhì)量的影響，出臺(tái)相應(yīng)的法律法規(guī)，形成一個(gè)較為清晰的管制框架，利于企業(yè)對(duì)頁巖氣的經(jīng)營(yíng)。同時(shí)，國(guó)家應(yīng)當(dāng)要求頁巖氣開采企業(yè)采取全生命周期的經(jīng)營(yíng)模式，在規(guī)劃階段就考慮到頁巖氣開采井用完之后的處理問題，將對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響降至最低水平。

4.3 頁巖氣的開采與運(yùn)營(yíng)模式以市場(chǎng)機(jī)制為導(dǎo)向

如前文所述，頁巖氣的開發(fā)是一項(xiàng)高投入的項(xiàng)目，政府出資只是其中的一部分，更多需要的是各種資本的注入。美國(guó)土地歸私人所有，所以很多土地所有者就有積極的動(dòng)力將土地使用權(quán)出售或者租賃，以鼓勵(lì)在其土地上進(jìn)行頁巖氣的勘探與開采。而我國(guó)土地歸國(guó)家所有，要想促進(jìn)各種資本加入頁巖氣的開采過程中，探礦權(quán)和采礦權(quán)的分配機(jī)制就是必須思考的問題。頁巖氣的輸送依靠管網(wǎng)進(jìn)行，當(dāng)我國(guó)頁巖氣大規(guī)模商業(yè)化實(shí)現(xiàn)之后，頁巖氣開采和輸送如何分工，頁巖氣價(jià)格如何制定也是需要研究的問題。

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