重新审视美国的页岩气成功

来源:中国地质图书馆《非常规能源信息》2016年第1期(总第49期) 作者:要悦稳 发布时间:2016-07-08

一、引言

页岩气开发在大西洋两岸持续地引起激烈辩论,焦点是该行业吹嘘其可提供的工作机会不断增加,以及与煤炭和石油相比二氧化碳排放量较低。对美国和欧盟的决策者和民间社会而言,尽管大西洋两岸都把它看作好消息,但这样的论点往往言过其实,没有反映出不太乐观的经济和环境现状。

到2013年底,美国的页岩气已快速增长到天然气总产量的40%。这在政治家和业界领导们中间同样激起了热情,他们称赞页岩气热潮是国内能源复兴的一部分,能把美国提升到世界前列化石燃料生产国中的显赫位置。水力压裂技术使得从岩层中提取天然气成为可能,它的新发展大大降低了国内天然气价格,也降低了美国对进口天然气的依赖。根据国际能源署(IEA)资料,这种提升了的美国国内天然气供应量,也提高了美国到2020年成为天然气净出口国的几率。近期,美国能源部批准了一个液化天然气(LNG)出口设施,将于2017年在马里兰州的切萨皮克湾建成,预计出口量可达每天22亿立方米。尽管增长的供应量目前维持着美国的天然气价格远低于全球其他地区,液化天然气出口一旦启动,国内价格可能会提高。欧洲的电价是美国电价的近两倍,而天然气价格是其三倍左右。这种能源价格差给欧洲工业造成了巨大压力,使水力压裂在大西洋两岸成为一个争议问题。

石油和天然气行业赞成页岩气开发的主要论点,是非常规天然气部门的工作岗位数迅速增长,以及天然气可作为迈向低碳经济的桥梁。尽管这些主张似乎对美国和全球气候,以及对愿意接受水力压裂技术的欧洲国家是有利的,但被天然气支持者吹捧起来的这种积极论点,被过高估计了。

二、对就业的影响:美国的经验

在美国,页岩气的开发因州而异,在页岩气热潮中,宾夕法尼亚州最为活跃:2002年到2012年期间,打了超过6245口新钻井。在尤蒂卡和马塞勒斯页岩中打的钻井数量最大,它们属东北部的地质建造,具有特别高的页岩气开发潜力。页岩气开采无疑提高了该区域的就业水平。然而,由宾夕法尼亚州工商协会、宾夕法尼亚州社会和经济发展部、美国商会以及行业资助的学术研究描绘的就业影响是大大被高估了的。据美国商会资料,宾夕法尼亚州的辅助工作岗位,即支持一个行业的基本活动所需的工作岗位数量,在2011年达到23.8万个。该估算是通过核实与页岩气供应链相关的30个行业得出的,并把这些行业的工作岗位都归入了页岩气部类。这30个行业包括的部类如此之广,以致将公路、街道和桥梁的建设、管理与维护项目以及工业机械和设备的批发都包括在内。然而在很多情况下,所列部类由页岩气行业驱动的部分,仅占很小比例。因此,将这30个行业都设定为页岩气的辅助行业是不合理的。较为严格的估算表明,被马塞勒斯和尤蒂卡页岩层覆盖的6个州,支持石油和天然气的活动产生了3.3万个工作岗位。实事求是地看,与其他部类相比,这是个小数目。例如,该区域的卫生和教育部类共计有450万个工作岗位(表1)。

表1 宾夕法尼亚州与页岩气相关的工作数量估计

 

与页岩气相关的就业数量

总就业数量

与页岩气相关的就业数/总就业数(%)

多州页岩调查合作项目(2012)

22441

6016258

0.37%

美国商会,21世纪能源研究所(2011)

238000

5931033

4.01%

宾夕法尼亚州社会和经济发展部(2010)

240000

5883330

4.08%

三、页岩气:低碳燃料?

与煤炭和石油相比,页岩气具较低的二氧化碳排放水平,故常常被誉为“桥梁”燃料或过渡燃料。但是,页岩气只在燃烧点上是较清洁的。当将页岩气的整个生命周期都纳入评估时,它也不比其他化石燃料好多少。气候项目主管David Hawkins在自然资源保护委员会(NRDC)上指出:“就天然气而言,有好消息,也有坏消息:好消息就是它的含碳量为煤炭的一半;坏消息是它有煤炭的一半含碳量,不是无碳的。”

此外,甲烷是天然气的主要成分。在整个生命周期中,其甲烷含量的3.6%~7.9%逸散到大气圈中。尽管在大气圈中的驻留时间较短,甲烷也是温室气体,比二氧化碳更具变暖潜力。康奈尔大学的一个科学家小组所做的研究得出结论,以20年的时间尺度计,页岩气的温室气体足迹比传统燃煤发电厂的直接排放要大20%。以100年为时间尺度看,页岩气的温室气体足迹与煤炭近似,比常规天然气大14%~19%。

而且,美国的实例表明,高产率的页岩气井不是到处都有。恰恰相反,很多井位都遭受着回返递减率之害。简言之,运作一年后,气井就已经在经受严重的损耗率。据“观测站研究所”的David Hughs博士的研究,在美国,需要打越来越多的钻井来保持高生产率。这动摇了气井应运作30~40年的行业要求。页岩气井的产率下降率从65%到85%不等,因地区而异。为保持目前的生产水平,每年不得不打约7200口钻井。这势必需要大量投资来抵消产率下降。考虑到欧洲的人口平均密度比美国高3倍,要达到很高的钻井密度几乎是不可能的。

四、美国的经验教训

在欧洲,到目前为止,页岩气潮得到英国、东欧和中欧国家的支持,它们正在寻找机会复制美国页岩气的兴盛。

与私有个人拥有在自己土地上开发石油和天然气权利的美国不同,在欧洲,国家政府拥有排他性的矿产所有权。乌克兰、罗马尼亚和波兰已经开始勘探工作,而立陶宛已在考虑页岩油勘查。据美国能源信息署估算,波兰的页岩气储量在欧洲居于首位,达4.2万亿立方米。估算法国拥有3.8万亿立方米页岩气储量,英国约7360亿立方米。波兰从2010年开始打勘查井,至今51口井中没有一口能达到商业性天然气产率,已产生了需加强钻探的公众舆论。

国际油气生产者协会最近发表的报告称,到2035年,欧洲页岩气运营能创造40万到80万个新工作岗位,到2050年能创造60万到110万个工作岗位。由于当前的失业率高,波兰达14%,州范围内达12%左右,这种承诺尤其具有吸引力。然而,宾夕法尼亚州的例子表明,在一些行业主导的研究中,预测的工作岗位数和对区域经济发展的影响力被过分夸大了,所以在页岩气辩论中将它用作支持的论据是不合理的。欧洲应重新审视被过高估计的页岩气就业影响力,应该重新审视其要复制美国成功的意愿。

页岩气不是无碳的,与可再生能源相比,其作为“桥梁”燃料的作用是次要的。据“欧洲可再生能源委员会”的说法,页岩气带走了私人和公众对可再生能源的投资,对可再生能源的发展构成了威胁。正如麻省理工学院(MIT)的报告中所述,自页岩潮开始以来,美国能源部门对可再生能源的投资已经下降。即使在研究人员强加了可再生能源委托项目的模拟情景中,只要有页岩气上市,可再生能源的使用率从未超过25%。

五、欧盟:风险防范原则的成功或失败?

与美国相反,欧盟的政策制定受控于风险防范原则,在实践中,该原则用于环境影响评估,其设计目的在于预测一些开发项目对生态和社会影响的可能后果。欧盟成员国内部,关于对页岩气开发项目做环境影响评价的强制性,正在展开激烈的争论。2014年2月,欧盟议会环境委员会成员就“环境影响评价指令”的修正案投票表决。结果,页岩气开发和其他非传统钻探活动,已被包含在指令的附件I中,使环境影响评价成为任何规模页岩气项目的强制性程序。然而,由于英国、波兰和立陶宛的强烈反对,环境影响评价在初期勘查阶段仍然是非强制性的。

政策制定的黄金法则,是政府应能制定出使公共利益最大化和公共成本最小化的政策。在制定页岩气开发的国家政策时,公共利益和公共成本应准确而透明地估算:由页岩气行业导致的预计工作岗位数必须实事求是,也应该考虑由页岩气产业产生的高温室气体足迹。最后,但并非最不重要的,2013年的欧洲民意调查发现,作为未来30年的能源当务之急,70%的欧洲人看好可再生能源的发展,而不是化石燃料的发展。即使压裂技术已经抵达欧洲,由于它的经济和环境影响不确定性高,很可能欧洲对此问题的关切要比美国看得更重,北美页岩潮的规模将很难被复制。

感谢吴传璧研究员对本文提出的宝贵意见。本文受中国地质调查“地学情报综合研究与产品研发”(121201015000150002)项目支持。

资料来源:Olga Buto. Reexamining the United States'shale gas success. Heinrich BÖll Stiftung, 2014.

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