中国的能源安全(能源安全研究论丛)
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第二章 世界能源局势和中国国内能源生产现状刘强,博士,中国社会科学院数量与技术经济研究所资源研究室副主任、副研究员。

本章主要分析世界能源局势和中国能源的发展现状。正是由于能源生产领域的不断革命,不断地通过技术进步把原来没有经济前景的能源资源转变为可以利用的能源,可耗竭能源资源的枯竭才没有真正发生。中国从1949年之前几乎无能源工业而言,到后来的煤炭大国、石油大国,再到现在的世界最大的能源生产国和进口国,可以说发生了翻天覆地的变化。

一 能源资源

(一)石油

截至2012年底,世界石油探明储量为1.6689万亿桶,足以满足52.9年的全球生产需要。伊拉克官方储量上调69亿桶,成为增幅最大的国家。石油输出国组织成员国继续保持龙头地位,其储量占世界石油探明储量的72.6%。中南美洲的储产比仍为全球最高。在过去的10年中,世界石油探明储量上调26%,即3500亿桶(BP, 2013)。

世界石油探明资源分布在2012年之后出现了一个重大变化,那就是西半球的探明储量有了明显的增长(参见图2-1)。加拿大的油砂资源、美国新增的石油探明储量和委内瑞拉重油资源的重新计算,导致美洲在世界石油资源探明储量中的比重有了明显的上升,北美地区所占比重从2002年的17.3%上升到2012年的13.2%(这是在世界石油总储量从13215亿桶上升到16689亿桶的背景下),而中南美洲所占比重则从2002年的7.6%上升到2012年的19.7%,整个美洲地区占世界石油总储量的比例从2002年的24.9%上升到2012年的32.9%。相应的,中东地区所占比重则从2002年的56.1%下降到2012年的48.4%。这种变化有助于缓解对中东地区不稳定带来的能源安全风险的担忧,但是中东地区的基础性作用仍是不可动摇的。

图2-1 1992年、2002年、2012年全球石油探明储量的分布(%)

资料来源:BP Statistical Review of World Energy, June 2013, https://www.bp.com/statisticalreview

重要国家和地区的油气探明储量及其在世界市场上的地位可参见表2-1。

表2-1 重要国家和地区的石油探明储量

说明:£:不包括原苏联国家#: 1992年数据不包括拉脱维亚和斯洛文尼亚n/a:没有数据∗:大于100年+:小于0.05%

资料来源:BP Statistical Review of World Energy, June 2013。

由表2-1中的数据可以看出,中国的石油储量严重缺乏,且储采比很低,今后将主要依靠国际市场来满足国内需求。油气供给安全将是未来中国的重要课题。

(二)天然气

截至2012年底,全球天然气探明储量为187.3万亿立方米,足以保证全球55.7年的生产需要。相比截至2011年底的数据,2012年天然气探明储量下降了0.3%,是BP公司公布数据以来的首次下降。与石油资源类似,天然气主要分布在中东、俄罗斯、挪威、北美洲等地(参见表2-2)。中国的天然气资源在世界中的占比依然很低(1.7%),但是略好于石油资源(1.0%)。

表2-2 重要国家和地区的天然气探明储量

说明:n/a:没有数据∗:大于100年

资料来源:BP Statistical Review of World Energy, June 2013。

在近年来煤炭开采的狂潮之中,中国浪费了大量的煤层气资源,这是中国能源史上的一大遗憾。目前,中国的页岩气资源受到重视,世界上普遍认为中国的页岩气资源储量丰富,从资源角度可能复制美国的页岩气革命。因此,中国页岩气储量的前景还有待观察。

但中国的页岩气资源即使储量真的巨大,开采难度也要大大高于美国。美国的页岩气资源多数位于平原地带,蕴藏地区水资源丰富,而中国的页岩气资源或者位于北方缺水地带,或者位于南方和西南多山地区,地质情况复杂。因此,对中国页岩气发展前景不宜过于乐观。

(三)煤炭

2012年,世界煤炭探明储量8609.38亿吨,可以满足109年的全球生产需要,是目前为止化石燃料中储产比最高的燃料。欧洲及欧亚大陆煤炭储量规模最大(参见图2-2),北美洲则拥有最高的储产比。以国别来看,美国储量最高,俄罗斯、中国次之。

图2-2 1992年、2002年、2012年全球煤炭探明储量的分布(%)

资料来源:BP Statistical Review of World Energy, June 2013, http://bp.com/statisticalreview

但是,由图2-2可以看出,在中国等国家的快速开采之下,世界煤炭储量已经开始下降。这与石油、天然气探明储量不断上升明显不同,显示出煤炭资源的增长潜力已经用尽。因为煤炭资源超过一定的埋藏深度就不再具有开采价值了。

由表2-3可以看出,中国煤炭资源储量并不像以往宣传的那样乐观。中国的资源储量居世界第三位,位于美国、俄罗斯之后。但是,美、俄都不以煤炭为主要能源,其储采比远高于中国。按照目前的采出速度,到2043年中国就将无煤可采。如果中国转向进口煤炭,每年几十亿吨的运输量将不是目前的海运能力能够承受的。

表2-3 世界煤炭储量分布

资料来源:BP Statistical Review of World Energy, June 2013, http://bp.com/statisticalreview

(四)技术进步因素

从理论上说,化石能源资源储量是一个常数值,它是由地质因素决定的,不可能在短时间内改变。但是,能开采的化石能源资源储量是一个变化很大的数值。除发现新的蕴藏外,其关键决定性因素就是技术进步,即原来没有开采价值的资源由于技术进步成为可以利用的能源,如页岩气、页岩油、致密气、油砂、重油等;或者原来开采成本过高的资源,由于技术进步和投资有效地降低了其生产成本,比如深海石油的开发。

技术进步在世界能源发展中发挥着非常重要的作用。技术进步多次引起世界能源市场的重大变化,例如1859年美国宾夕法尼亚州的油井钻探成功开启了世界石油时代的来临;1882年爱迪生发明电灯开启了电力大规模应用的时代;1911年催化裂化工艺的开发与大规模应用使石油工业从煤油时代进入了汽油时代,为汽车社会的来临提供了燃料基础。进入21世纪以来,新能源技术的大量出现引起了新的能源变革,2008年之后,水平钻井技术和压裂技术为美国带来了“页岩气革命”这一重大成就。

能源资源领域的技术进步可以分为两种类型:常规油气能源领域的新型技术和非常规油气资源的开发与应用技术。

1.常规油气技术的发展趋势

对于常规油气资源来说,实际资源可采量始终都是变动的,其关键就在于采油技术的进步。随着采收率的提高,石油储量可能会有很大的波动。任何油田如果依靠自然压力才有,最终都会出现地下压力释放后原油难以采出的情况,为经济可行地开采出尽可能多的油气,提高常规油气田的采收率依然是实现油气田增产的重要方式。随着地质科学认识的不断深化和科学技术的不断进步,提高采收率的潜力将体现得更加明显。随着世界能源需求量的不断增加,深水、极地将成为重点勘探目标,而技术将在开发这些新领域的能源中发挥重大作用。提高采收率仍是常规油气开发技术的主要目标。

根据美国能源信息署2012年9月发布的预测报告,虽然可再生能源将成为未来25年内增长最迅速的能源资源,但石油仍是主要的能源资源,到2035年,石油仍将占全球能源使用量的78%,依然是能源开发的主要对象。

随着老油气田产量的逐渐缩减,油田生产潜力减少,但是仍然有相当一部分剩余油在地下,大幅度提高采收率是尽可能把地下的石油“吃干榨净”的重要途径。

目前,提高油气采收率主要是以可动油为目标的改善采油技术(IOR)和以不动油为目标的强化采油技术(EOR)。2011年,一些国家在提高采收率方面取得了一些突破性进展。比如,太阳能动力的EOR项目成功投产,开辟低碳环保新领域,注气非混相重力驱油、微生物采油系统、提高低产井产油量等技术均取得了重大进展。

同时,针对极地、深海等极端气候与地质条件地区的石油天然气资源也将成为能源领域投资的重点,相应的技术进步将影响这种投资的强度。

从20世纪90年代中期开始,世界油气勘探的热点地区有近3/4集中在海域。其中,里海、西非外海、南美外海、南大西洋、美国墨西哥湾等深水水域的油气勘探非常活跃,陆续获得了一系列重大发现,特别是2008年至今在巴西海上不断钻获的特大深水发现,吸引了不少跨国石油公司加盟或继续进行深水勘探,使得深水探区成为未来20年油气勘探的一个重要领域。

道格拉斯·威斯特伍德咨询公司的资料显示,当水深在500~1500米时,世界油气田的平均储量规模随水深而大幅增加,深水油气田的平均产量规模明显高于浅水油气田。

但深水油气勘探的风险更大,成本更高,保护海洋生态环境的要求更严格,这将极大地挑战深水勘探的技术。

2010年BP墨西哥湾漏油事件以及2013年美国康菲公司渤海湾蓬莱19-3油田发生漏油等海洋石油安全环保事故,对深水石油勘探提出了更高的要求。

实现深水油气开发必须具备重大关键技术与装备,比如,要加强新型深水、超深水浮式钻井装置、海工装备、油藏表征、高温高压钻完井系统等技术与装备的研发。目前,深水领域勘探普遍面临缺乏井资料、地质目标层日趋复杂的挑战,未来20年应优先重点考虑大力发展和完善精细储层描述技术,使其进一步向定量化的方向发展。

2.非常规油气开发技术出现重大突破并将成为重要发展方向

随着常规油气资源的减少和成本上升,油砂、重油、页岩油气等非常规油气资源日渐重要。针对非常规油气资源的开发与利用技术将迅速进入各国的政策考虑范围。

国际能源署发布的《2010年世界能源展望》称,目前世界能源结构已进入清洁化和便利化的调整过程。未来20~25年,天然气将在满足世界能源需求方面发挥重要作用,非常规天然气的产量将扮演重要角色。

全球非常规天然气资源非常丰富。估算世界非常规天然气资源量约为常规天然气资源量的4.56倍,而技术进步则让非常规油气资源释放出了巨大的潜力。比如,近年来受诸多国家热捧的页岩气在全球分布广泛,储量相当于煤层气和致密砂岩气的总和。最新公布的全球页岩气资源评估结果表明,全球页岩气技术可采资源量达187万亿立方米,其中中国约占总量的20%,为360825亿立方米,排名世界第一。

近年来,美国页岩气发展势头强劲,技术革新在页岩气商业潜能开发中发挥了重要作用,使其实现了天然气自给有余,改变了国家能源供应格局,摆脱了能源依赖进口的局面,同时掀起了全球页岩气勘探开发的热潮。

但是近年来美国页岩气生产也遇到了一些问题,比如对地下水的污染、一些资源区块储量衰减过快等。未来非常规油气的大规模发展还需要解决一系列问题,绝不会一帆风顺。