“页岩气革命”的序幕在中国拉开了！
3月16日，国家能源局发布了《页岩气发展规划（2011-2015年）》（下简称“《规划》”），计划在“十二五”期间，要完成探明页岩气地质储量6000亿立方米，可采储量2000亿立方米，实现2015年页岩气年产量65亿立方米，基本完成全国页岩气资源潜力调查与评价，掌握页岩气资源潜力与分布，建立完善的页岩气产业政策体系。
根据《规划》，“十二五”期间页岩气发展的核心任务是评估与勘探，为“十三五”打好基础，目标是到“十三五”末的2020年，力争页岩气年开采总量达到600亿-1000亿立方米。这是什么概念呢？如果按2020年我国天然气总需求量3800亿立方米计算，那就意味着届时页岩气大约可满足我国天然气总需求量的16%-26%，加上2020年我国常规天然气产量预计在1700亿立方米左右，则天然气自给率可望达到60%-70%。如此，则此前预计的2020年我国天然气需求量50%以上将依赖进口的局面会得到扭转，这是具有长期重大战略意义的。
为什么说页岩气是一场“革命”，并且具有长期重大战略意义呢？这是因为，页岩气技术的突破不仅会改变全球能源格局，还必将重塑世界工业版图，甚至关系到未来国际经济秩序主导权的归属。
页岩气改变全球能源格局
美国近年页岩气井数变化图
页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。简单来说，就是页岩这种石头里蕴藏的天然气。从地球地质史角度来看，页岩气是天然气生成之后在烃源岩层内就近聚集的结果，这属于天然气的“无机成因说”，是与传统的有机成因说的找矿理论不同的，因此页岩气被称为非常规天然气，同样被列入非常规天然气的还有煤层气、致密砂岩气等。由于全世界全部沉积岩中泥、页岩约占总量的60%，因此页岩气资源的前景异常巨大。
实际上人们对于页岩气的认识已有一百多年历史，第一口商业性页岩气井1821年钻于美国纽约州一个小镇，只有8.23米深，而当时美国国父托马斯•杰斐逊还在世。不过埋藏这样浅的页岩气是极少见的，大多数页岩气存在于超过1500米深的岩层中，因此开发十分困难。直到20世纪90年代，随着水力压裂和水平钻井技术的发展，页岩气商业开发才真正具备了可能性。1999年，在北美最具代表性的巴内特（Barnett）页岩气田（位于得克萨斯州中北部）出现了4口页岩气井，到2004年末，该气田页岩气井就达到了744口。页岩气技术的突破使美国非常规天然气产量大幅增加，被称作“页岩气革命”。
近几年美国天然气产量构成中，常规天然气产量在逐渐下降，而非常规天然气产量在逐年上升，2008年开始超过常规天然气产量，其中页岩气产量增长最快。2010年页岩气产量占美国天然气总产量的14%，预计到2035年美国天然气总产量中47%将为页岩气。
“页岩气革命”甚至还带动了页岩油技术的突破，目前美国本土页岩油日产量已经达到约50万桶，并计划到2020年达到日产300万桶的规模。美国能源产业格局变化带来重大影响是：2011年，美国成为燃料油净出口国。
2011年3月30日，白宫发布了美国《未来能源安全蓝图》（Blueprint Secure Energy Future），指出由于页岩气和页岩油技术快速发展，美国能源对外依存度已大大降低。《未来能源安全蓝图》制定了加大美国本土非常规油气资源开发力度的战略，目标是在2035年之前使美国成为能源净出口国。
与美国“页岩气革命”的进程同时发生的，是世界能源供给格局的剧变。作为世界最主要能源的石油，其全球总产量在进入21世纪后几乎年年在36亿吨上下徘徊，被很多评估认为“产量峰值”已经到来，未来产量很难有大幅增加，无法满足全球能源需求的大幅增长。曾经被寄予厚望的核电，随着日本福岛核泄事故后德国、日本等国先后出台“弃核”日程表，将不再能够挑起未来能源供给的重担。这样，天然气势必成为满足全球新增能源消费需求的第一选择。国际能源署（IEA）在《能源技术展望2010》中预计，在基准情景下，全球天然气需求从2007年至2050年将增加约85%，从25.20亿吨标准煤上升到46.53亿吨标准煤；而相比之下，2050年的全球石油需求将会比2007年低23%。
天然气成为新增能源的第一选择不仅仅由于页岩气革命带来的产量突破，也与天然气适合城市人口消费的特点有关，在中国、印度等人口大国快速城市化的大背景下，天然气比煤炭、石油更加高效且污染更低。
天然气的主要成分是甲烷，完全燃烧后大部分产物是水蒸气，仅产生少量二氧化碳，其二氧化碳排放量仅相当于石油的54%、煤的48%。2011年的德班世界气候变化大会前，“低核、高天然气情景”开始进入碳减排议程。从气候变化谈判目前的进程来看，“绿色气候基金”可能成为今后国际碳排放额交易及技术转让的主要操作平台。对于基金这样的金融化平台来说，天然气比核技术、清洁煤技术、风能及太阳能等减排项目容易操作得多。因此，仅从这个角度判断，发达国家也会把天然气作为实现碳减排的一个主要方式来推动。
全球经济秩序面临重塑
当前的国际经济秩序是建立在美国作为世界最大能源进口国基础上的。1974年美国与沙特等波斯湾国家达成“石油单一使用美元结算”的协议之后，美元与石油形成“绑定”关系。世界各国向波斯湾国家购买石油只能使用美元，波斯湾国家把获得的美元存入欧洲的银行体系，欧洲的银行则以金融投资等方式使美元流回美国，这样美元就形成了全球循环中的“主流”。全球经济体系的各种安排都与这个“主流”有关，比如，全球海上贸易路线的主干网就与海上石油运输路线有关，在海上石油运输路线的终到港周围，是工业和城市集中分布区域，而海上石油运输路线的主要终到港，又往往是国际金融中心，随着油轮而运行的贸易合约，则是美元计价的……
然而页岩气革命的发生，正在使美国从世界最大能源进口国转变成出口国。当美国成为能源出口国，国际经济秩序将会如何改变？
与石油不同在于，天然气的定价权尚在争夺中，将来哪种货币将成为天然气贸易主要结算货币尚属未定，因此，伴随着天然气重要性的上升，国际经济秩序的各个环节都将面临激烈的主导权争夺。
不妨从国际经济的上游、中游、下游来分别看待。
在国际经济的上游，是原材料的生产。天然气与石油一样，是重要的化工原材料。页岩气革命将使美国成为重要的原材料生产国，这样，一些目前向美国出口原材料的国家地位将下降，而有潜力成为天然气重要出口国的国家地位将上升。综合考虑常规天然气资源和非常规天然气资源，最具潜力的国家和地区将是俄罗斯、卡塔尔、伊朗、阿根廷和中亚地区。由于俄罗斯、伊朗和中亚地区都属于欧亚大陆腹心地区的陆权国家，天然气出口将主要通过管道这样的陆上通道，这与石油贸易更多走海路的情形是不同的，因此，可以说，国际经济的上游面临“海陆之变”。
在国际经济的中游，是原材料加工和工业制造，其基础是炼油-化工工业，因为炼化行业的产品是其他行业的原材料。全球炼化能力的分布，实际上反映出世界产业重心所在。
20世纪70年代之前，全球炼油-化工能力基本上都集中在发达国家，欧美石油寡头们从产油国（中东等地）开采原油，用油轮运送到美国、西欧、日本，在那里把原油加工为成品油及化工制品，再卖给发展中国家，形成西方主导的全球经济循环。
1980年，世界炼油业出现了一个转折点，炼油业史上的“黄金时代”结束了，发达国家的炼油厂建设基本停滞了。相反，大量炼油厂开始在发展中国家兴建。以中东为起始，随后亚太和非洲的炼油能力建设高速发展，其中增加最快的是中国和韩国。到目前，全球炼油能力约四分之三在发展中国家，只有四分之一在发达国家。当前世界上的大炼油厂最多地集中在中国、印度、韩国、印尼，都是东方国家。可以看出，炼油-化工能力从西方发达国家转移到东方发展中国家的过程，实际上跟全球制造业大转移在时间上和过程上基本是一回事。当化工厂不再集中于发达国家，那它们的实体经济优势必将被削弱，这也是此次全球经济危机的根源之一。
然而，页岩气革命却给美国提供了改变全球炼化能力分布的机会。当美国成为能源输出国，它就有能力通过调节能源贸易流向的方式影响世界上化工厂的分布，从而达到改变全球工业体系重心所在的目的。可以说，国际经济的中游面临“东西之争”。
在国际经济的下游，是产品的分销、结算和消费。目前中国正在成长为全球最大的工业产品消费国，这实际上是对全球财富地图的重新分配。从根本上来说，消费量是最终目的，但决定性的砝码是结算货币。由于围绕天然气结算必将出现长期博弈，因此，国际经济的下游面临“货币之战”。
综合“海陆之变”、“东西之争”和“货币之战”来看，未来国际经济秩序的图景必将重绘。这种重绘必将颠覆既有的国际经济上下游关系网，伴随着的将是长期的、全局性的，甚至有时会是高烈度的多方大博弈。
中国页岩气须推翻“三座大山”
在页岩气革命可能带来全球经济秩序大变局的前景下，自主开发页岩气无疑对于能源安全乃至参与全球博弈有着重大战略意义。
目前中国的页岩气基本形势可以可以概括为：一片美景，三座大山。“一片美景”是指可能拥有巨大的远景储量，甚至可能是世界第一，但只是“美景”，因为还没有落实，尚不知道这种美好的图景是否现实。“三座大山”是指无论“美景”是否现实都必须克服的三道难关：探采技术、环境保护、利用方式，这三座大山是绕不过去的，必须推翻，因为不推翻这三座大山，甚至连美景的样子都看不到，更别说讨论是否现实了。
中国的页岩气可采储量有多少？目前说法不一。美国能源情报署曾公布了一份名为《2011年全球页岩气资源初步评估》的报告，认为全球页岩气技术可采资源量超过200万亿立方英尺的国家共有9个。
这份报告把中国的页岩气技术可采储量排在第一位，达36.10万亿立方米，比美国的还多。然而美国从未对中国的页岩气进行过系统勘查，并不掌握数据，因此可信程度不高。此外，这份报告里没有提到俄罗斯和中亚的页岩气储量。
我国页岩气资源潜力调查
中国国土资源部发布的数据认为，中国页岩气可采储量约为25万亿立方米，这一数字也高于美国对自身储量的评估，堪称世界第一。不过这一数字也是估计值，因此，《规划》提出，“十二五”期间要基本完成全国页岩气资源潜力调查与评价，掌握页岩气资源潜力与分布。
页岩气技术要求很高，其核心技术是水平钻井技术和水力压裂技术。水平钻井是钻头可以在地下沿着任意角度前进，“想钻哪里钻哪里”的技术，包括随钻测量技术、井眼轨迹控制技术、井壁稳定技术、钻井完井液技术等。从垂直井段转变为水平井段的曲率半径越小，施工难度就越大。《规划》称，目前我国已初步掌握了页岩气直井压裂技术，但水平井技术尤其是分段压裂等关键技术尚待突破。此外，我国的地质条件与美国不同，美国的页岩是海相页岩，而我国的页岩大部分是陆相页岩，无法直接使用美国的现成技术，需自主开发适应中国地质条件的全套技术。
页岩气开发必须采用高压水力压裂技术决定了其伴随的环境问题不可忽视。首先是页岩气开发需要大量的水，据说一口页岩气井需要20万吨水，而《规划》中提到的我国页岩气潜力地区多有华北地区、准噶尔盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地这样的缺水地区；其次是页岩气的压裂液中含有大量化学成分，而且必须多次注入，这就可能对深层地下水带来影响；最后，我国华北等地存在大面积地下水采空区，而页岩气开发则是要向地下施加高压力，这可能带来一定地质灾害隐患。在大规模开发页岩气之前，这些环境问题都必须先找到解决之道。
最后，页岩气一旦生产出来，如何达到消费端，目前也是个有待克服的难题。天然气本身是具有“管道先行”特点的，必须先修好可到达终端消费者的管网，然后才能被运输、利用。然而目前我国管网密度极低，管道总长度只有约10万公里。相比之下，面积比我国略小的美国却有近200万公里天然气管道。我国潜在页岩气田大多处在人口稀少的山区，修建管道困难。要在开发出页岩气之前先完成管网建设确实难度极大。另一种思路是通过天然气分布式能源系统，对页岩气进行就地转化，以发电的方式进行利用。
（作者系北京集成创新经济咨询中心研究员）
本文发表于《社会观察》2012年第4期