隨著天然氣、可再生能源,以及各種非常規油氣的崛起,未來將不再會是能源一極化的時代。
LNG(液化天然氣)的廣泛應用正在給眾多產業帶來改變;頁巖氣的出現被認為將重塑全球能源格局;風能、太陽能經過前幾年的瘋狂發展,似乎開始歸于理性;核能則因為一次“黑天鵝”事件,前景再次變得暗淡……
這些,到底意味著什么?能源領域正在發生哪些趨勢性的變化?將給我們帶來怎樣的影響?來聽聽中海油能源經濟研究院首席能源研究員陳衛東的看法:
新一輪能源轉型
三四百年以來,人類的能源已經經歷過了兩次轉型。
一次是由薪柴轉向煤炭。以蒸汽機的發明為標志,推動了工業革命的產生和發展。歷史上第一次,機械能、電能替代人力、畜力、水力、風力,成為了我們的主要能源。而瓦特蒸汽機,也成了這次轉型最重大的技術創新發明。
第二次能源轉型是由煤炭轉向了石油,以汽車為標志的現代工業體系確立。汽車的發明推動了石油地位的確立,數據顯示,截至2011年,全球資源貿易的總量一年大概接近4萬億美元,其中,大約1萬8千億是石油。石油之所以在全球資源貿易中占了將近二分之一的份額,很重要的一個原因就是石油貿易是全球化的,更重要的是期貨化。
當前我們這個時代有一個非常重要的特征,那就是從online轉向offline。這很難用中文來表述。我們可以舉例,大家都知道,在網絡剛出現的時候,想要上網,是需要用電話線連著的,這就叫online,而現在幾乎所有人的手機和電腦都可以無線上網,這叫offline。我們回到更早的時候,在汽車出現、石油作為主要能源之前,火車是最主要的運輸工具,那是online,因為它無法離開鐵軌,而替代火車成為最主要運輸工具的汽車,卻沒有了這方面的束縛,它是offline的。
而現在,全球已經進入新的能源轉型期,這次轉型是以天然氣為潮流的低碳、多元能源將打破石油一統天下的局面,其重要契機就是LNG。
其實人類運用天然氣的時間很早,宋應星的《天工開物》就記述了宋朝自貢地區怎樣利用天然氣加工井鹽。但是直到現在天然氣才真正成為比較主流的燃料。為什么?就是因為氣體不好運輸和儲存。但是LNG技術的進步,促使天然氣的地位發生了重大轉變。LNG是offline,天然氣變成液體,就可以像石油一樣可以通過汽車和輪船來運輸。Offline給我們帶來了極大的方便,這也就是為什么石油可能會轉向天然氣。
還有一點,剛才講過,石油價格是全球統一的,但天然氣沒有。由于原來天然氣online的特點,管道把開發商和用戶連接起來,具有排他性,所以天然氣有獨立的價格體系,它的管道不能到處連通,所以有很明顯的區域市場。美國的天然氣價格目前大約4美元/百萬Btu,歐洲約為8、9美元/百萬Btu,中國、日本約為15、16美元/百萬Btu。正是由于天然氣online的性質,所以不同地區價格差距非常大。但是LNG的出現,使得天然氣離開了管道,有了offline的性質,這是個巨大的技術進步。舉例來說,由于LNG的出現,使得俄羅斯一直通過管道氣獨霸的歐洲市場,最近幾年出現了很大的松動,因為倫敦LNG的現貨市場,過去三年以每年20%左右的速度增長,而且它是隨行就市的,最低的時候曾經是俄羅斯管道氣價格的一半左右。
此外,天然氣與石油相比,分布更廣,儲量更是大了好幾倍,這些都為轉型提供了充足的理由。IEA(國際能源機構)認為,21世紀是天然氣的黃金時代,不僅僅是指與石油相比,天然氣本身是一種低碳能源。還有一個原因,就是它對于可再生能源的橋梁作用。因為運用可再生能源,如風能、太陽能等的發電都是分布式的,由于這種能源本身是不連續的,因此大規模地用來發電往往不夠穩定。歐洲是可再生能源運用最多的地區,風能、太陽能發電占總用電量將近30%。它的經驗就是,凡是有可再生能源的地方,都要配以使用天然氣。因為天然氣發電在調峰上有著明顯的優勢,如果沒有天然氣發電來支撐電網的調峰能力,可再生能源就很難大規模使用。
能源的多元化時代
但有一點需要確認,所謂轉型,并不是指能源間的完全替代,而是誰顯得更重要,誰在這個市場上的分量更重,隨著天然氣、可再生能源,以及各種非常規油氣的崛起,未來將不再會是能源一極化的時代。
這次能源轉型出現了一個與以往截然不同的特征。我們看過去的兩次重大轉型,都是由低密度能源向高密度能源轉移,煤炭的能量密度比薪柴高,石油則比煤炭高。如果按照這個趨勢發展下去,替代石油的應該是核能,但由于一些原因,產生了一定的阻礙,核能并未能動搖石油的地位。而這一次轉型的路徑恰恰相反,最濃縮的LNG,單位體積或重量的熱量并不比石油高,更有甚者如風能、太陽能等,是離散的、不連續的能源,它們所占的能源比重卻也不斷地增長,與此同時,許多資源貧礦,如頁巖油、頁巖氣、煤層氣等也具有了商業開采價值。將來人類的能源發展路徑,到底是還會沿著原來的路徑,向更濃縮、更高效走呢?還是就此改變?這次的改變,由高濃度向低濃度走,到底是過渡還是長期的方向?
從我目前的研究看來,我認為這是一個過渡。從發電的角度來講,最終還是會回到核能上去。現在的核能都是依靠核裂變,將來可控熱核聚變技術如果獲得突破,沒有污染,沒有輻射,這會是一個很理想的能源。關于核聚變,目前在歐洲有個巨大的試驗場,中國也積極參與其中,并承諾了十幾億美元的投資,項目預期在2050年就會實現商業使用。
而且從天然氣本身來說, LNG也不是天然氣最終極的使用方式,進一步氣變油才是它的最終形態。因為LNG主要是便于儲存和運輸,應用的時候還要變成氣,這個氣化-液化-氣化的過程本身就是耗能的,而且與原來石油的基礎設施很多不能夠共用,還要重新投資建設一套基礎設施,資金和時間的投入都不小。如果氣能變油,一次性地轉變為液體,單位體積熱量與石油一樣,而且更加低碳、方便;原來的設施都能用,還可以控制排放。其實這種轉換的技術,殼牌已經做了幾十年的工作了,并且已經獲得了成功。我去參觀過殼牌的第一個試驗廠,是在馬來西亞,海上的天然氣直接通到這個廠,出來的直接就是油,亮晶晶的、像水一樣透明。最近,他們在卡塔爾建設了一個具有商業化規模的工廠,目前施工建設已經基本完成,產品已經面世。因為技術方面的問題,投資大大超過預算,所以其產出的高純度的油目前主要作為油添加劑,賣得很貴,還沒有和石油競爭的能力。但是技術總是會向前發展的,氣變油的前景應該被看好。
除了對已有能源的運用外,我們還有很多發展方向,我們可以研發新的原動力機器,還有一個很重要的方向就是儲能技術的突破,例如高效率蓄電池的發明。想象一下,如果今后我們有非常高效率的電池,開車時放進車里,野營時拿出來,又可以照明又可以做飯,之后插到車里再開回去。又比如一個大輪船,把幾塊電池放進去,它就可以遠洋了。如果這些成為現實,基礎設施方面的東西大部分就可以不用了,人群也會更分散地生活。現在我們改變最大的是信息流和現金流,給了人更多的自由。但是人的移動,還沒有得到根本的改變,我們現在靠電路、地鐵等到處都要連得起來的東西,在這方面的解放,還需要很長時日。
中國的能源革命
具體到中國而言,目前的能源結構其實仍以煤炭為主,比重占到了70%,相對落后的能源結構帶來了嚴重的污染,作為聯合國天然氣消費占一次能源比例最低的國家,中國的能源結構是不可持續的,必須要改變。但具體如何改變,這又是一個比較復雜的問題。
讓我們來看一個事實。全球LNG的大規模出現是在2005年以后,因為在那之前大家預期美國即將大規模進口天然氣,看到這個商機以后,2008年到2012年間,全球規劃了幾十條LNG的生產線。然而就在這個時候,美國頁巖氣商業化成功,具有了和常規能源相競爭的能力,LNG必須尋找新買家,而中國就是其中重要的一個。
但值得一提的是,中國評估的頁巖氣規模跟美國其實不相上下,甚至比美國還高,難道就不能像美國一樣,用頁巖氣來替代天然氣的進口嗎?讓我們看下面一組數據:最近的調研顯示,這些年中國流進美國頁巖氣產業的錢約有三百億美元,其中包括三桶油的,還有很多非國企,甚至是民間的。而我們自己的頁巖氣產業,到現在一共只打了七十口井,每口井算一億人民幣,也就十億美元左右,幾十倍的差距,為什么?其實,這不僅僅是技術的問題。貧礦采出來和富礦在商業上競爭,需要的是開采貧礦要有更高的效率,需要準入、監管、融資、人才、裝備、服務……所有這些東西融合后的整個體系來支撐。
中國現在剛剛開始第二輪頁巖氣招標,進去了18家其他行業的國企和兩家民企,我認為,這一輪投資將會是“鱷魚進去、壁虎出來”,幾個區塊不出氣的可能性遠比商業化的可能性要大得多,很有可能得不到回報。中國的頁巖氣如果想要進行大規模的商業開發,最起碼需要十年的時間,而且十年間要不停地探索、不斷地優化改革整個體系。
美國目前有上千家公司投資頁巖氣,而且它們都是小公司,但在這之前,美國已經花了十幾年的時間探索know how,know how這個東西是不可復制的,要靠實踐去積累。所以美國頁巖氣革命的發生不僅是在技術上,更重要的是在整個高效率運作的經濟體系上,要是說他們有技術,為什么有技術?還是那套體系帶來的。
其實與頁巖氣相比,中國的煤層氣開發的時間更早、更成熟,在替代天然氣方面,更接近于商業化,而且已經允許各個煤礦自主開發。但從目前的現狀來說,并不樂觀,貧礦的開發體系不具備,很多已經開采的煤層氣都被放掉了。為什么?主要是管線的問題。因為沒有管線連接、缺乏下游配套設施,中國在整個非常規氣體的運用上很落后、利用率很低。同時從另一方面看,目前管線的建設是壟斷行為,盡管中石油已經投入了巨大的資金在骨干管網的建設上,但歸根結底,投資仍不夠、擴張也不夠快。想象一下我國的公路建設,如果只是國家投資,絕對不可能發展到今天的樣子。所以在這方面,應該鼓勵更多的資金進入參與建設。
總的來說,LNG也好,頁巖氣也好,真正能夠商業化,都是技術的進步和投資形成規模之后帶來的,從技術上的可行到商業上的可行,往往有很長的路要走。
來源: 中國機電工業
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