頁巖氣革命與北美能源獨立及其對中國的啟示

陳海波

（中國人民銀行合肥中心支行，安徽 合肥 230091）

0 引言

美國石油消費從2005年開始出現結構性的持續下降。最為人熟知的頁巖氣革命，帶來了美國國內產量的爆發式增長和天然氣價格的下行。2011年下半年以來，頁巖油產量的快速上升又帶動了美國石油供應的強勁增長。以上述趨勢為代表的北美能源獨立進程，成為一個全球性話題，關乎全球油氣市場的供需變化，消費國與傳統油氣生產地區的政治關系，國際油氣資產版圖的重新劃分，煤炭、可再生能源等市場的發展前景以及氣候變化等議題。頁巖氣革命正在改變世界能源版圖，并將對美國能源戰略、經濟增長產生深遠影響。為此，筆者擬就美國頁巖氣革命、北美能源獨立及其對中國的啟示等問題進行探討。

1 美國能源發展現狀

1.1 近5年來美國頁巖氣產量出現爆發式增長

人類對頁巖氣的認識雖然已有100多年的歷史，但直到20世紀90年代隨著水力壓裂和水平鉆井技術的發展，頁巖氣才真正具備了商業開發價值。美國是世界上第一個實現頁巖氣大規模商業性開采的國家。依靠成熟的開發生產技術以及完善的管網設施，美國頁巖氣的開采成本僅僅略高于常規氣。另外，從20世紀80年代開始，美國政府實施了一系列鼓勵替代能源發展的稅收激勵或補貼政策。特別是2005年美國《能源政策法案》解除了環境保護局對水力壓裂過程的監管權力，從而讓水力壓裂技術很快應用起來。在一系列政策扶持措施的推動下，美國頁巖氣勘探開發取得了明顯成效。

根據美國能源情報署的數據，美國頁巖氣產量從1990年的39.6×108m3，增長到2005年的212.1×108m3，15年內增長了4倍多，其占美國天然氣總產量的比重也從0.76%增長到4.15%；2005年以后，美國頁巖氣產量出現爆發式增長，到2011年，已達到2 223.1×108m3，6年內增長了9倍多，占美國天然氣總產量的比重也上升至34.13%，超過1 3。美國能源情報署《2013年能源展望》預測， 2040年美國頁巖氣產量將增長至4 729.4×108m3，占美國天然氣產量的比重也將高達50.4%。

1.2 美國的能源消費結構正在發生變化

過去數十年來，美國能源消費的一次能源利用結構逐步發生變化，一個顯著的特征是原油占比持續下滑，清潔能源（包括可再生能源、核能等）占比趨于上升。天然氣在美國一次能源利用結構中占比穩定在24%左右（表1）。2005年以來美國頁巖氣產量的持續大幅增長，可能會使得未來天然氣在美國一次能源利用結構中的占比進一步上升。

表1 美國一次能源利用結構及預測表

1.3 美國能源貿易逆差縮小，能源自給率快速提升

美國多年來都是能源的凈進口國，實現能源獨立是美國能源戰略的重要組成部分。美國能源情報署數據顯示，美國能源自給率（國內能源生產與能源消費的比率）從1950年的98.7%下降至1977年的77.0%，后上升至1982年的90.1%，其后持續下滑至2005年的69.9%，近年來美國能源自給率又迅速上升至2011年的81%，預計在2035年將達到87%。2005后年美國能源自給率上升的重要原因之一是美國頁巖氣產量的快速增長。

目前，美國對中東石油依賴度已明顯降低。至2011年，美國石油進口中，中東石油進口比例已經下降至14.9%。頁巖氣產能的大幅提升使得美國天然氣的自給率在2011年達到94.6%。預計2020年美國天然氣進出口將達到平衡，此后，美國將成為天然氣凈出口國。

2 世界能源版圖變化

2.1 世界一次能源供應結構中天然氣、核能份額增長較快

20世紀70年代以來，世界一次能源供應結構發生變化，原油份額下降，天然氣和核能份額上升。根據國際能源署的數據，作為最主要一次能源來源的原油份額由1973年的46.1%下降至2010年的32.4%，下降13.7個百分點；而同期天然氣份額則從16.0%上升至21.4%，核能份額從0.9%上升至5.7%，兩者份額分別提高了5.4個百分點和4.8個百分點。

2.2 世界一次能源供給與消費的區域結構

經合組織（OECD）目前擁有34個成員國，涵蓋了主要發達國家以及部分新興市場國家。得益于技術進步以及經濟增長進入緩慢增長區間，OECD國家能源供給和消費占全球的份額均出現下滑。1973年OECD國家一次能源供給占全球的份額為61.4%，到2010年下降到42.4%，OECD國家的能源消費占比也同比例下滑，從60.3%下滑至42.5%。非OECD的歐洲及獨聯體國家的能源供給與消費占比也出現明顯下滑。與此相對照，中國、其他亞洲國家、中東的能源供應和消費占比增長較快，其中，中國能源供給和消費的全球份額增長最快，從1973年到2010年分別增長了12.1個百分點和9.6個百分點。

從國別角度看，中國已經超過美國成為全球最大的能源生產和消費國。2010年中國能源生產和消費分別占全球的17.3%和19.9%，而美國的這兩個比重分別是13.5%和17.7%。新興市場和發展中國家在全球能源生產和消費中扮演了更重要的角色。在能源消費領域，中國、俄羅斯、印度、巴西均上升至全球前列。

3 頁巖氣革命對美國經濟的影響

美國頁巖氣革命導致美國天然氣價格降至低位，但國際油價和美國汽油價格仍將處于長期趨勢水平。頁巖氣產能大增，對美國能源獨立、能源安全都有積極作用，對美國縮小貿易收支逆差也有積極作用，由此，其對美國經濟增長也會產生積極作用［1-2］。

3.1 對美國天然氣價格以及國際油價、美國汽油價格的影響

頁巖氣革命推動美國天然氣價格處于低位。由于頁巖氣產出的大幅上升，美國天然氣價格一度大幅下滑，近期雖然有所回升，但總體處于低位，同時也大大低于其他國家的天然氣價格。在一年多的時間里，紐約商品交易所美國天然氣期貨價格從2008年6月的12.784美元／MMBtu下滑至2009年8月的3.305美元／MMBtu，跌去近3 4。近期，美國天然氣期貨價格從2.05美元／MMBtu（2012年4月）的底部回升至4.16美元／MMBtu（2013年4月）的位置，但總體仍處于低位。美國天然氣價格約為歐洲的1 3、日本的1 4。由于供給充足，美國天然氣大幅上漲的風險不大，而由于成本剛性，天然氣價格跌破2美元／MBtu的可能性也較小。天然氣對石油有部分替代性，但由于天然氣和石油在用途、運輸、儲存等方面存在差異，兩者的價格走勢并沒有完全的相關性。本輪天然氣市場供需狀況的變化不會導致國際原油價格或美國國內汽油價格的大幅下降。由于頁巖氣產量大增導致的天然氣供給增加，可能減少美國對石油的需求，但由于新興市場經濟體需求仍在增長，在沒有較強沖擊性因素產生的情況下，全球石油供需將基本平衡，油價大幅下降的可能性不大。另外，美國天然氣產量的大增，大大減少了油價持續上漲的風險。因此國際油價還會處于長期趨勢水平。

按照購買力平價計算，美國汽油價格長期處于箱體間波動。研究表明，從1913年至今，美國汽油價格相當穩定地維持在（0.53～1.06）美元／L這一區間（按2006年美元購買力計算）。當前，美國全國汽油平均價格為0.93美元／L（2013年4月底），按美元在2006年的購買力計算即相當于0.81美元／L。長期看，1.06美元／L接近于促進消費者減少汽油消費的價位，而0.53美元／L會讓生產商降低石油產量并缺乏尋找新的石油儲備的積極性。

由此看來，頁巖氣革命推動美國天然氣價格處于低位，但推動國際油價或美國汽油價格大幅下降的可能性不大。

3.2 對美國能源安全、國際能源市場的影響

美國頁巖氣產量的大幅增長，提升了美國能源的自給率，減少了美國對海外能源的依存度。這對美國的能源安全、地緣政治都會產生重要影響，美國可能對國際能源市場施加更多影響。

首先，美國不斷減少對不穩定國家和地區的石油進口比例，能源安全性大大提升。1999年，美國從海灣地區進口的原油和成品油比例為23%，到2011年降低為15%。與此同時，美國從委內瑞拉、利比亞等不穩定國家的石油進口比例也逐步減少。這一變化意味著今后美國與外部世界的石油依賴關系由區域向重點國家調整，即由原來與中東、非洲、南美和北美地區的區域依賴關系轉向與少數穩定國家的重點依賴，石油進口將主要倚重北美鄰國（主要是加拿大）、南美國家（主要是巴西）以及沙特阿拉伯及尼日利亞等個別中東和非洲國家。這些變化必然促使美國調整對外能源政策，至少在處理中東事務上，其外交政策不會被中東產油國“綁架”，從而使得美國的中東政策更具靈活性。

其次，美國對國際能源的貿易、投資和定價將施加更多影響。美國在其石油、天然氣產量超越俄羅斯、沙特阿拉伯、伊朗等國之后，可對國際能源市場發揮更大作用，包括在未來油氣產量增減方面直接影響國際油價波動。以天然氣為例，美國天然氣在本國消費有余的情況下，將為歐洲液化天然氣進口留出較大的全球資源空間，從而使后者減少對俄羅斯的依賴程度。而由于美國國內天然氣市場供需關系的改變，也將促使俄羅斯、伊朗等國不得不改變其天然氣開發和出口計劃。這些趨勢直接沖擊了全球石油、天然氣貿易與投資及其定價模式。

盡管頁巖氣開采改善了美國的能源安全狀況，但從長期看，為夯實能源安全的基礎，未來美國還需要通過推進技術進步、提高能源效率和放松政府管制，推動可再生能源的發展。

3.3 對美國貿易和經常賬戶逆差的影響

美國長期受經常賬戶逆差的困擾，而能源貿易逆差，特別是石油貿易逆差是美國經常賬戶逆差的重要來源。世紀之交前后，美國石油貿易逆差占其貨物貿易和經常賬戶逆差的比重處于較低水平，都在20%左右。而20世紀90年代初，石油貿易逆差曾經占到美國貨物貿易逆差的52%以及經常賬戶逆差的85%。當前，美國石油貿易逆差仍占到其貨物貿易逆差和經常賬戶逆差的較高比重。2012年，美國石油貿易逆差占到其貨物貿易逆差的40%、經常賬戶逆差的61%。事實上，金融危機以來，美國經常賬戶逆差已經從2006年的8 006億美元下降到2011年的4 659億美元，下降42%，而石油貿易逆差的下降速度慢于整體經常賬戶逆差的下降速度，因而導致其在經常賬戶逆差中的比重較危機前有所上升。

未來，隨著頁巖氣產能的繼續增長，美國天然氣將實現完全自給，甚至凈出口，這將帶動石油貿易逆差也進一步縮小，從而降低能源貿易逆差對美國經常賬戶逆差的貢獻。

3.4 對美國經濟增長的影響

美國頁巖氣革命對美國經濟增長具有較強的積極作用。頁巖氣產能的大幅增長，既保證了美國各行業、各領域能獲得充足的、安全的能源，也避免了經濟復蘇過程中能源價格大幅上漲對經濟增長的負面作用，有利于增強美國經濟復蘇的內在動力。長期以來，美國國內能源價格是發達國家中最低的，與許多發展中國家相比，美國國內能源價格也是較低的。在國內能源供應能力大幅提升的情況下，美國國內能源價格更是難以大幅上升，這將有利于推動制造業回歸美國本土，提振美國就業市場。

但是，頁巖油氣開采采用的水力壓裂法也存在一些環境問題。一是水力壓裂法需要消耗大量水資源，這可能對周邊水源生態環境產生負面影響。二是水力壓裂法向頁巖注入大量含危險化學品的液體，如果處理不當，可能會出現泄漏，從而污染土壤和大氣層。三是水力壓裂法在產出油氣的同時，也會產生包含未溶解化學品的廢水。廢水的處理具有相當挑戰性，如果處理不當，可能污染地下水資源。四是水力壓裂法可能對地質結構產生影響。據美國地質勘探局的研究，水力壓裂法有導致小的地震的風險。

4 對中國的啟示

就中國的頁巖氣勘探和開采來說，中國的發展空間也非常大。據國際能源署的估算，中國頁巖氣儲量約占全球總儲量的20%，列世界第一［3］。隨著中國相關企業逐步掌握頁巖氣開采的關鍵性技術，并獲得國家在財稅、金融等方面的政策支持，中國將實現頁巖氣的商業性開采，這可能會改善中國的能源生產和消費結構，促進中國能源戰略目標的進一步實現。

4.1 中國的能源安全問題愈加突出

中國的能源生產和消費結構與美國相比，有很大的差別，其中最突出的差別是中國的能源生產和消費嚴重依賴于煤炭。2012年，中國一次能源生產結構為：煤炭占76.6%，石油占8.9%，天然氣占4.4%，水力、風能、核能、太陽能占8.8%。2012年中國一次能源消費結構為：煤炭占67.1%，石油占18.4%，天然氣占5.3%，水力、風能、核能、太陽能占9.2%。由于煤炭在一次能源中占比超高，中國能源生產消費中的環境污染問題更嚴重。盡管中國總的能源自給率在90%以上，但石油自給率已經下降到50%以下（2012年中國石油進口依存度已經上升至56.4%）。作為全球最大的能源生產和消費國，中國的能源安全問題也越來越突出。

4.2 促進未來中國能源戰略目標的實現

國家《頁巖氣發展規劃（2011-2015年）》提出，到2015年全國實現頁巖氣產量65×108m3，到2020年力爭達到（600～1 000）×108m3。從長期看，中國需要不斷降低煤炭在一次能源生產和消費中的比重，大力發展天然氣、水能、風能、太陽能、核能等清潔能源。由于石油在交通運輸等消費領域難以取代的重要用途，且中國的石油對外依存度不斷上升，因此，加大石油勘探和開發力度，擴大石油產量，是未來中國能源生產領域的重要任務。在能源消費領域，要大力發展節能技術，擴大節能技術的運用。

4.3 加快頁巖氣裝備發展是增強我國產業競爭力的必然選擇

美國是世界上頁巖氣開發規模最大的國家，也是掌握頁巖氣開發技術最先進、裝備水平最高的國家，目前頁巖氣勘探、鉆完井、開發等高端成套裝備多被美國公司壟斷。據專業機構分析，2012-2020年全國頁巖氣開發生產裝備總需求量約2 000億元，2020年當年需求量約600億元，將形成一個較大的新興裝備市場。

我國頁巖氣開發尚處于起步階段，先進開發技術和高端成套裝備的核心部件主要依賴進口，隨著頁巖氣開發規模的不斷擴大，我國對頁巖氣裝備的需求量將越來越大。加快發展自主頁巖氣裝備，不僅會大大降低我國頁巖氣開發成本，促進頁巖氣產業健康持續發展，還能迅速增強我國裝備制造業核心競爭力。

［1］李勇堅，夏杰長.頁巖氣革命、美國再工業化與中國應對策略［J］. 中國經貿導刊，2013（6）：17-20.

［2］張經明，梁曉霏.“頁巖氣革命”對美國和世界的影響［J］. 石油化工技術與經濟，2013（1）：8-14.

［3］曾少軍，楊來，曾凱超.中國頁巖氣開發現狀、問題及對策［J］. 中國人口資源與環境，2013（3）：33-38.