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唐驳虎:天然气都去哪了?还没好好取暖咋就没了

2017-12-22 唐驳虎 凤凰新闻客户端

南北取暖与中国能源问题纵横谈(2)


凤凰新闻客户端主笔 唐驳虎


第一篇介绍了中国目前的主要天然气来源——自产、土库曼斯坦、澳大利亚、卡塔尔、东南亚。第二篇,测算了煤改气后今年冬天的供需情况。


人无远虑,必有近忧。即使今年冬天的气源供给得到解决,但每个受到影响的燃气用户,都有需求去了解,未来中国的天然气供给,还能不能做到平衡、稳定、可持续?


讨论之前,先补充普及一下关于天然气的一些基础数字:


常压下1立方米天然气重量为0.7公斤,热值平均一般为8800千卡。液态化的LNG一吨重新气化,可获得常压下1420立方米的天然气。


虽然假定的标准煤1公斤热值为7000千卡,实际上常用煤的热值多在5000千卡以下。


按5000千卡计算,也就是1立方米天然气合1.76公斤煤,1亿立方米天然气,折合17.6万吨煤;1公斤LNG合2.28公斤煤,1万吨LNG,折合2.28万吨煤。



另外,在天然气尤其是LNG交易中,受美国影响,常用“百万英热位”MMBtu计价,因为体积随着温度和压力而变化,扯皮的事情多,算热值就标准一致。英国热量单位British thermal unit是指1磅水升温1华氏度所需的热量,等于252卡。


百万英热则相当于28.64立方米8800大卡的天然气,这个数字与另一个常用美式单位千立方英尺(28.3立方米)很接近,一般粗算常折为30立方。近两年亚太LNG均价大致在8美元/MMBtu,相当于一吨400美元,1.9元人民币每立方。


世界天然气资源概况


2016年,全球天然气产量3.66万亿立方米,天然气消费量3.53万亿立方米,约占世界能源消费总量的24.1%,总量保持缓慢增长与供需平衡。



跨国天然气贸易总量1.11万亿立方米,占全球消费量约30.4%。其中全球LNG液化产量3.1亿吨(4300亿立方米),占跨国贸易量约30.1%。管道供气6800亿立方米,占67.5%。



综合各方的数据,世界天然气地质资源总量估计大约为1000万亿立方米,其中常规天然气约500万亿立方米,页岩气约200万亿立方米,煤层气约50万亿立方米,天然气水合物也就是可燃冰约200万亿立方米,其余为致密气、水溶气等。


但地质资源总量不等于技术上可采,像常规天然气,当前技术可采的剩余总储量也就200万亿立方。


至于页岩气等其他非常规油气资源,技术可采的标准和评估尚在变动当中,下面会详细讲到。



从1980-2016年,全球天然气可采储量年均增加3.2万亿立方米,储采比保持在60年左右(也就是用静止方法测算采光的时间)


2016年,中国天然气产量1369亿立方米,占全球的3.7%。其中,页岩气产量79亿立方米,同比增长72%。煤层气45亿立方米,煤制气21.6亿立方米,常规天然气1223亿立方米。



2016年,中国天然气消费量2058亿立方米,占全球的5.9%,进口天然气721亿立方米,占总消费量的35%。



2016年,全国探明常规天然气地质储量13.74万亿立方米,剩余技术可采储量5.44万亿立方米,剩余经济可采储量3.93万亿立方米,占全球可采储量的2.6%。


探明煤层气地质储量6293亿立方米,可采储量3063亿立方米;探明页岩气地质储量7643亿立方米,可采储量1224亿立方米。


被寄予厚望的页岩气


这里要专门说明一下关于中国页岩气的开发前景。可能很多读者看到过“中国页岩气储量世界第一”的报道,并因此感到非常振奋。


但报道所说的储量,实际上只是估测的地质资源总量,跟实际探明储量、技术可采储量有太大的差别。



根据中美两国政府资源部门的估测,中国页岩气地质储量31-36万亿立方米,美国18-24万亿立方米。


但美国的探明技术可采储量实际只有5万亿立方米,年产量已达4300亿立方米,采储比仅有12年左右,且近几年来一直在快速下降。



而中国呢?实际上探明开发的只有2个气田。重庆涪陵6008亿,四川威远-长宁1635亿,加起来就是7643亿,这就是探明地质储量的出处。


2011年在涪陵开发获得突破,成为除北美之外第一个实现页岩气商业开发的国家。


但同时实际技术可采量也在下降。2015年还有1302亿,2016年就只剩1224亿了,约79亿立方的储量一年内已经被开采出来了。


页岩气的开发难度


常规天然气集中密封在岩层里,钻个垂直井,直伸到储集层就可以了。页岩气像海绵里的空气,分散地藏在页岩中纳米级的孔隙中。


开发页岩气,需要先打到页岩层,然后改打2公里左右的水平井,再注入超高压水,把一大段岩层压裂出一系列的裂缝,才能开始采收。



由于蕴藏密度低,页岩气井产能衰减特别快,第一年往往就衰减70%以上,生产周期只有一两年时间。而打一口常规天然气井,可以维持十年高产。因此美国页岩气发展到现在,已经密集地打了十几万口井,这在常规油气开发中,是难以想象的。



而每口井生产1亿立方米天然气,用水量在1.5万吨以上,还需加入化学药剂,对环境有可能产生不良影响。


更更重要的问题是,美国的页岩气资源,大多位于中西部地广人稀的大平原地带,地势平坦,非常便于集中大量开发。



中国的页岩气储藏,主要在四川盆地,其次是缺水的西北地区。以现有的四川盆地页岩气开发为例,区块基本都属于丘陵山地,同时人口密集,山间谷地也分布着大量村落,农业发达,建井难度大,要留够安全距离,只好上山开路、征地补偿。



至于严重缺水的鄂尔多斯、陕北甚至塔里木和准格尔地区,水压裂是不用想了。目前正在探索用超高压超临界液态二氧化碳压裂的非常规技术,但显然成本要贵很多。




而且美国页岩气埋深一般在2000米以内;中国页岩气埋深大多在3000-4000米,而且岩质破碎、页岩层薄。光打一口水平井的成本,美国3000万人民币搞定,中国就得6000万到8000万。


综合下来,美国页岩气开采平均总成本在4美元/MMBtu左右,也就是每立方0.9元人民币,因而才能带来美国天然气的扩产与低价。


而中国的采掘成本达到了2块多甚至3块钱每方,再加上输送的成本,经济上已不太划算了。



最根本的问题在于,美国的家底快采空了


当然,不管怎样,页岩气开发在中美两国都已实现了工业化生产,在遥遥领先的世界最大天然气生产国美国,页岩气还一举占据了天然气产出的近一半。这都是实实在在的成就。


但真正的问题是,页岩气是一种很有限的资源。


从总体上看,全球常规天然气,地质资源总量估计500万亿方,技术可采的只有200万亿方,可采比例是40%。页岩气由于蕴藏分散,技术可采比例实际不到25%。


以美国为例,页岩气地质储量估计18-24万亿方,实际经过几十年的探索,和近十年的技术大突破,技术可采储量只有5万亿方。而近两年的年开采量达到了4000亿方,也就是说,这个速度持续12年,技术可采的页岩气就光了。


而美国在页岩气之外的常规气藏,经过近百年开采,技术可采储量也已经下降至5万亿方左右。当然,人们会反驳说,美国还会勘探出新的油气资源补上。


但现实是,美国天然气大开发已经历时近百年,地质勘探已经非常深入,哪里还能冒出大资源呢?



美国天然气的盛宴已经持续了近百年


早在1821年,美国纽约州就出现了第一家天然气公司,当时用途仅限于提供照明燃料,后来又拓展到烹饪和取暖。到19世纪末,匹兹堡成为美国的天然气产业中心。1891年还铺设了一条从加拿大安大略到纽约布法罗的输气管线,标志着天然气国际贸易的出现。


一战期间,美国发现了两座大型气田,天然气产业进入了现代的开采使用阶段。一系列上千公里长距离输送管线的建成,也促使天然气发电和天然气化工产业兴起,1930年美国天然气产量已达540亿立方米。



直到二战结束前,美国的天然气产业在全世界都处于独此一家、别无分号的地步。


1945美国年天然气产量突破1000亿立方米(这是中国2010年才达到的水平),1970年发展至6000亿立方米,并长期保持这一水平(1970年第二天然气大国苏联的产量也仅1979亿立方)。



到1966年本土48州全部通气,逐步形成了相互连接的天然气管网。目前美国天然气干线管道总长度达到55万千米,配气管道200万千米,总体规模仍是中国的七八倍。



到2000年,美国仍有5432亿立方米的产量,仍力压俄罗斯的5285亿立方米,保持世界最大天然气生产国地位。但是,这还满足不了美国这个天然气第一消费国的需求。


2000年,加拿大的产量是1822亿立方米,是世界第三大天然气生产国,其中1/3也就是600亿立方米出口到美国,是世界第二大天然气出口国。这样美国才能保持这每年6000多亿立方的消费量。


页岩气是美国的回光返照,不是脱胎再造


这时候,美国天然气的采储比,已经下降到30年左右。天然气枯竭的前景已在眼前,天然气价格也上涨到10美元/MMBtu。还有经济学者担忧另一场能源危机的到来。


美国在上世纪70年代末80年代初时,出现了著名的滞涨阶段。在这个时期,美国的利率最高飙升到了20%,通货膨胀也到过15%以上。


导致这场经济衰退,通胀肆虐的一个重要原因就是在1973年发生了中东战争,这场战争导致油价在1年之内从3.99美金飙升到了12美金。国际油价飙升直接导致各行各业的制造成本上升。



而恰好在这时,美国油气行业研究、探索、实验了近30年的压裂开采页岩气技术终于走向成熟。而天然气的稀缺前景正好极大的帮助了这种技术的推广。


2000年页岩气产量120亿方,仅占美国天然气总产量的2%。2010年,页岩气产量达到1400亿方,占比21.7%。而到2015年,产量达到了4300亿方,占比高达56%。


随着页岩气产量的爆炸式增长,2006-2015年,美国天然气总产量也由5232亿立方快速上升到7673亿立方,而大宗交易价更是保持在3.0元/MMBtu(折合每方气七毛钱人民币)以下。



但另一方面,发电和工业用气在廉价的刺激下也快速增长,消费量由6144亿立方增长到7780亿立方,总体上还是要从加拿大进口100来亿方弥补缺口。


但人们已经在热烈展望美国页岩气产量继续增长,超越本国需求,建设LNG出口设施,成为和俄罗斯一样的天然气出口大国。



可是啊,绝大部分人都忽视了最根本的一点——可采储量只剩常规5万亿,页岩5万亿,按现在美国每年近8000方的年采量,同样是12年后,美国天然气总体上仍将不可避免地走向枯竭。


——当然不会是立刻变为〇,但产量急剧下降,价格大幅上涨是不可避免的。价格升高有可能会让一些原成本过高、不宜开采的油气储藏投产,但总量也必定是大大缩减的。



页岩气革命带来的这二十多年狂飙盛宴,就像强行给续了一命,在历史长河中,仍将是回光返照的短暂光彩。


美国将给世界天然气供应制造大麻烦


有人会,世界上产天然气的国家也不算少,为何一上来就专盯着美国不放呢?


因为全世界的天然气供需基本处于平衡状态,如果中国天然气消费量大幅扩张,势必要找到大宗、稳定、可靠、可持续的新的供应国。


而在此前,绝大部分观察者都将目光投向了美国,投向了革命性的页岩气,投向了美国新建的LNG产能。



就像很多人吹嘘的那样,美国不仅要成为天然气出口国,还要在2030年后出口量达1000亿方以上,2040年达到2000亿方的出口量,一举改变世界能源格局。


但现实恰恰完全相反,2030年过后,不要说什么每年1000亿方出口供给世界,美国自身的每年6000-8000亿方、占全球22%的世界第一号需求,该由谁来满足来填补,将成为抛向全世界的一道大难题。


因为这可比中国整个冬天煤改气增加的需求,大了100倍!


这不止是美国的,也是世界的难题,更是严峻地摆在我们面前。


来源 | 凤凰新闻客户端


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