在迷你系列“页岩气神话和现实”三部曲中的第二部分里，我想论述的问题是围绕页岩气这一新型资源的一系列核心问题中的一个：页岩气究竟是便宜还是贵？上周，在安得烈蒙特福德的“Bishop Hill”博客上的激烈讨论中，我声称页岩气是贵的，而非便宜。这一观点引发了一系列长篇大论的怀疑和反对。
    相反观点认为，页岩气便宜而且很便宜。因为使用页岩气还可以节省许多钻探和输送页岩气所需的钢管的费用，以及制造钢管所需的人工费。
    根据前期对页岩气成本所做的一些调查，我认为保本价格可能在4美元到8美元/千立方英尺之间（每一千立方英尺的价格大致相当于每百万英制热量单位的价格，即美元/百万btu）。一个应注意到的极其重要的情况是：如果是在欧洲，目前4美元到8美元的价格是便宜的；如果是在日本则是非常便宜的；但是如果是在北美，这个价格很贵（图1）。因此，对全生命周期生产成本简单地做出贵或便宜的结论不是一个明智的方式。

图1  全球天然气年平均价格的变化（据英国石油公司）

北美页岩气开发、福岛核事故和液化天然气的短缺是推动价格变化的几个主要因素。右边的灰色栏显示美国页岩气保本价格的最小值、最大值和中值（据贝克研究所Ken Medlock）。如果是在日本，这3种价格都非常便宜，但在美国却会被认为是很高的价格，基本上仍然高于美国当前的现货价格（每百万英热量单位3.85美元）。
   

    在对已公布的页岩气全生命周期盈亏成本估计数字进行更详细的分析前，这里将首先非常简要地概述美国页岩气生产的历史和页岩气产量惊人的增长速度。因为了解过去，有助于理解现在，并有可能预见未来。

   一、美国页岩气产量

    图2显示了David Hughes编制的美国页岩气产量增长的历史。可以看出，美国页岩气主要产自Haynesville、Barnett、Marcellus和Fayetteville这4个地区（图2和图3）。页岩气产量已经从2007年每天约40亿立方英尺增长到2012年每天约260亿立方英尺！页岩气产量的增长对美国天然气总产量有实质的影响，美国天然气总产量从1995年～2002年每月2万亿立方英尺的稳定水平增长到2012年每月2.5万亿立方英尺（图4）。一些人认为这是美国向能源独立的迈进，然而也有人认为受成本和递减率的影响，这可能是一个能源泡沫。

图2  2000～2012年美国各地区页岩气产量累计
（产量从21世纪初的停滞状态到现在惊人的每天250亿立方英尺）

图3  美国和加拿大主要页岩气和石油产地（资料来源：美国能源信息署）

图4  自1993年以来美国不同类型天然气产量的变化（基于美国能源信息署数据制作）
2006年数据系列的异常是因为页岩气数据的引入。在此之前，页岩气产量包括在传统的干气产量中。2011年末，页岩气占美国天然气总产量的32%。据David Hughes的调查结果，页岩气产量到2012年末已占美国天然气总产量的40%（图2）。

    美国页岩气产量的超常增长并不是偶然发生的。从2003年开始美国钻探工业进入超速发展期，到2008年夏天钻探设备总数是2003年的两倍多，达到2000台（图5）。大多数钻探设备是开采天然气的，把图5、图2和图4结合起来，就会明显地看到越来越多的钻机把开采页岩气作为目标，这是以常规天然气产量的减少为代价的，其维持多年的稳定水平从2007年开始下降（图5）。2008年8月金融危机爆发后，钻探活动急剧减少，因为当时所有人都在评估今后全球金融体系的格局。美国的钻探活动在2009和2010年迅速恢复。随后又开始了从页岩气开采向页岩油开采的大转移（图5）。金融危机以前，大约有400台石油钻机，1600台天然气钻机。现在是大约1400台石油钻机，400台天然气钻机。

图5  美国贝克休斯油田服务公司提供的美国钻机数与美国能源信息署提供的天然气总产量对比

    1995年以来，美国钻探队伍的规模已经从大约700台钻探设备增长到2000台。在很长一段时间里，美国增长的钻探工作量仅仅能够弥补减少的工作量，从而维持总体工作量不下降的局面，直至钻探行业把目标转向页岩。与开采非常成熟的常规天然气相比，新的页岩气开采项目显然给公司带来了更高的产量回报。是否页岩气开采也能给公司带来更高的经济回报尚待分晓。有证据显示天然气总产量在过去的24个月里始终维持在一个稳定水平上。
    油气公司从开采天然气转向开采石油的原因很简单。页岩气的生产过剩使价格从2008年6月的超过13美元/千立方英尺下降到2012年4月的不到2美元/千立方英尺（图6）。在相同的时间段里，石油价格要高得多，从而激励了页岩气开采向页岩油开采的大转移。不到2美元/千立方英尺的天然气价格对于美国消费者和经济增长来说是一个异想天开的数字，但却导致了埃克森美孚公司首席执行官Rex Tillerson的著名宣告：“今天我们的财产全部化为乌有”。他在纽约外交关系理事会的一次发言里说，“我们没赚到钱，账面上都是红色赤字。”

图6  亨利中心天然气现货价格（资料来源：美国能源信息署）

    欧洲和亚洲各国政府对美国的低价格羡慕不已，因为福岛核事故和2012年液化天然气供应量的下降导致了国际市场上天然气短缺，使价格飙升到历史最高水平，同时也导致了不同地区天然气价格的巨大差距（图1）。美国天然气价格下降到小于2美元/千立方英尺的情况制造了一个错觉，即页岩气是便宜的。但实际上是生产过剩使得美国天然气价格大跌至公司可以获益的水平以下。这种情况对社会是不利的，因为社会的生存有赖于可以赢利的能源工业，但社会没有意识到这一点。

   二、页岩气的实际成本是多少？

    在北美，页岩气的全生命周期实际生产成本是多少？没有单一的和简单的回答，有大量的变量需要考虑：
     1. 气井的最终回收率（EUR）
     2. 钻井的沉没成本
     3. 土地成本
     4. 管道、加工设备和运输至市场的成本
     5. 税和权利金
     6. 付出利息和利率
     7. 公司日常管理费
    不同州之间在某些变量上的差异是很大的，例如税制，北美和欧洲之间税制差异更大。在以下给出的各种各样的评估结果里，在某些情况下还不清楚是否使用了全生命周期经济评估法或“远期点”（point-forward）经济评估法。下面是莱斯大学贝克研究所能源研究中心资深总监Ken Medlock的评估结果。
    “一些井每千立方英尺只投入2.65美元成本就可以盈利，其它的需要投入8.10美元……中值是4.85美元。”

图7  Ruud Weijermars在其学术论文中指出，美国不同产地的页岩气最低价格在每千立方英尺4到6美元之间。

左图：2007～2011年美国主要的页岩气产区的产量；右图：美国主要页岩气产区的盈亏平衡点边际价格

    图1中已标示了上述3个价格。图7引自一项学术研究的结果，显示最低成本为每千立方英尺4到6美元。
    页岩气分析和评论家Arthur Berman在其2012年的论文中指出，按8%的贴现率计算，美国Barnett、Fayetteville和Haynesville三地生产的页岩气的全生命周期成本超过了8美元。Berman认为公司一直在高估最终回收率，因此相对成本实际上比公司公布的要高。按天然气的现价计，美国所有页岩气产区都是非盈利的。
   一家主要石油公司的前首席执行官说：一切都取决于页岩气的价格。如果价格在每千立方英尺4～5美元，则页岩气产量会很高。
    总之，情况似乎很明显，如果价格低于每千立方英尺2美元，则整个页岩气行业就无利可图。现有的证据表明，贝克研究所Ken Medlock对页岩气价格的估计是比较合理的。各个公司的利润率取决于他们总体业务的质量。只有时间能够证明Weijermars和Berman估计的高价格是否会因页岩气产量低于当前的预测量而实现。但这是一个极端不稳定和活跃的行业，效率一直在提升，因此对成本，尤其是今后成本的预测极其困难。

   三、美国页岩气的未来

    有迹象显示，美国页岩气产量增长速度的急剧放缓已经开始导致美国天然气总产量增速放缓。在过去24个月内，美国天然气总产量始终稳定在一个水平上可能就是证据（图5）。令人惊奇的是开采速率下降之后，产气量继续上升。部分是由于开采与输送系统之间的时间滞差。气井需要等管道接通，任何时候都有储备的新井闲置在那里等待连接管道。而且钻井效率也提高了，水力压裂和完井技术也正在改善，类似宾夕法尼亚州Marcellus的一些地区，生产的热点地区正在被发现和钻探。以下这段话引自“傻瓜投资指南”网：
    根据贝克休斯的数据，相当多公司都在采用垫块钻井方法。因此北美地区2013年第三季度的钻井工作量比2012年第一季度高出15%不应该感到惊讶。
根    据美国能源信息署的数据，在美国北达科他州的巴肯页岩区，今年新井每台钻机的日产油量预计将提高将近一倍。去年的日产油量略高于250桶，而今年12月的日产油量估计可达到496桶。同样，在德克萨斯州的老鹰堡页岩区，新井每台钻机的日产量预计可从去年的约200桶增加至今年的413桶。
    这样一来，油气的供求似乎有可能实现平衡。400台钻机能够生产出足够多的石油以弥补天然气产量的下降。美国对廉价天然气的需求已经提高了，还需要从加拿大进口少量天然气。在现在市场条件下，很难想象还会有钻机从开采石油转向开采天然气。因此，合理的预测似乎是：石油产量的增长可能会停下来，甚至在中期可能逆转，这种情况将持续到天然气价格回升到某个水平上，足以使上述在巴肯和老鹰堡页岩区开采石油的钻机又转向开采页岩气。
    页岩气开采效率的惊人增长速度肯定会在达到某个水平后放缓。从长远看，产量将取决于能够发现多少高效和高产的气井。只要新井的质量继续高于老井，那么页岩气的奇迹似乎将永远继续下去。
    根据上面的分析，美国天然气价格可能将继续上涨，并在短期内升至每千立方英尺5美元。市民可能会因此而抱怨，但应该认识到只有把价格维持在这个水平，页岩气开采业才有可能至少在一段时期内繁荣发展，美国经济才会受益。按照5美元/立方英尺的价格，那些拥有低成本、高效率气井的公司可以赚许多钱，而那些只有高成本、低效率气井的公司则可能无利可图。

 2015年8月13日-18日，中国地质科学院岩溶地质研究所以刘同良所长为组长的检查组到广西柳州、湖南临武县、郴州万华岩分别对地质调查子项目《桂中地区岩溶塌陷调查》、《湘南粤北重点岩溶流域水文地质环境地质调查》和《岩溶洞穴地质遗迹调查示范》开展第三季度质量、安全、保密综合检查，并为野外项目组开展了“三严三实”专题教育讲座。

检查组听取了项目汇报，对实际材料图、记录卡片等野外原始资料进行了质量检查；对野外车辆、是否配备应急药品、北斗卫星是否开启等进行了安全生产大检查；随机抽查野外工作人员的电脑，进行了保密检查。此外，检查组深入野外对调查点进行了野外检查。检查组指出了项目执行过程中存在的问题和需要改进的地方，并要求高度重视项目质量、野外安全生产以及保密图件的绘制与使用，完善项目总体设计、提高项目成果质量，使项目成果更好的服务社会需求。

刘同良所长为项目组开展了“三严三实”专题教育讲座，就野外实际工作中在党风廉政建设和预算执行等方面存在的困难，听取一线科研人员意见。并对其中有些能够解决的问题，在现场给予及时解决；不能立即解决的责成相关部门协调沟通，并对下一步工作方向给出具体的解决办法。

最后，刘同良所长对项目组人员提出几点要求：一是要把“三严三实”落实到部、局、院的各项决策部署中去，严格按照制度办事，落实到每个人就是要履职尽责；二是要把野外工作做实，确保成果质量，严格项目资金管理，确保“两出一不出”；三是要时刻绷紧安全保密这个弦，将安全保密工作做到实处；四是要做好对外协项目的监督管理，项目组成员之间要充分协调沟通，确保地科院岩溶所的“两重一主”工作任务的顺利完成。