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天然气上位

2013年07月13日 22:37
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作为一种世界公认的清洁能源,天然气在能源结构的地位日益突出
news 原图 2004年10月9日中午,西气东输终点站上海天然气白鹤站工作人员定时检查西气输气管道阀门等。 钮一新 / 东方IC

  【财新网】(记者 于达维)根据中国国家发改委的通知,自2013年7月10日起,中国大陆非居民用天然气价格上调,居民用天然气价格则暂不作调整。中国天然气改革的大幕就此拉开一角。

  天然气是一种分布广泛的清洁燃料,相比石油储藏也更丰富——据国际能源署(IEA)的权威数据,由于页岩气、煤层气这类“非常规天然气”的大规模开采,全球天然气足以供人类再使用250年。而同比,据国际能源界普遍认可的数据,地球上现有石油储备只够人类再开采40-50年。

  在过去,由于技术手段的限制,天然气作为运输燃料始终难以与石油匹敌。到目前,随着液化技术的进步,天然气的运输和储存不再是瓶颈;尤其天然气制油技术逐步成为现实,气制油可以与现有的车辆和分销网络无缝对接,天然气开始在各个领域取代石油的霸主地位。

  天然气时代,即将开始。

  挑战新老能源

  最近20年来,世界天然气消费年平均增长2.4%,为同期石油增速的两倍多,世界天然气产业已经进入快速发展的黄金时期。

  国际能源署出版的《世界能源展望2012》预测,从2010年到2050年,世界能源需求将增加60%,每天需要4亿桶标准油,虽然化石燃料仍然是世界能源消费的主流,但是煤炭和石油消费一直处于逐步下降的趋势,天然气的需求不断上升,到2040年天然气的比例将与石油持平,到2050年将超过石油,成为世界第一能源。

  2013年4月,高盛集团发布一份报告指出,黄金的十年牛市即将过去,一个堪比黄金十年牛市的新时代即将到来,其主角将是页岩气革命带动的快速扩张的天然气产业。天然气期货将成为未来一个时期投资者新的“安全天堂”。

  事实上,在过去的几年中,由于美国页岩气开采量的惊人增长,导致短期内美国天然气供应量猛增,推动美国能源消耗发生结构性变化,能源整体价格被持续平抑。电力公司开始减少对煤炭能源的使用,美国煤炭消费量持续下跌。在过去5年中,美国减少了2亿吨煤的消费,1亿吨的石油消费,减少了1.3亿吨石油的进口。

  与此同时,低廉的天然气价格对新能源领域也形成重大挑战,美国一家锂电池制造商就抱怨说,天然气将挤压新能源的利润空间。

  美国最大的核电公司美国爱克斯龙电力公司主席约翰•罗维(John W. Rowe)曾表示,他不会在目前的天然气价格下新建核反应堆,页岩气对国家来说是好事,但对核电发展来说是坏事。

  中国能源网首席信息官韩晓平告诉财新记者,由于天然气的冲击,在美国装屋顶太阳能的已经很少,廉价的天然气甚至开始挤压可再生能源的发展,美国在可再生能源、智能电网上的投资都在减少。“不得不说这是页岩气革命的一个负面效应,但这毕竟是市场决定的。”

  2013年6月28日,发出非居民用天然气价格调整通知后,国家发展改革委有关负责人公开表示,天然气是优质高效的清洁能源,二氧化碳和氮氧化物的排放仅为煤炭的一半和五分之一左右,二氧化硫的排放几乎为零。但是,中国天然气消费占一次能源消费的比重仅为5%,不仅远低于美、欧等发达国家,而且远低于24%的国际平均水平。

  该负责人称,清洁能源比重过低,成为影响我国大气质量,造成雾霾天气多发的原因之一。在推进城镇化的过程中,为了改善人民生活环境,应当大力鼓励发展天然气,增加天然气供应。但中国天然气资源相对贫乏,剩余可采储量不足世界总量的2%,人均探明剩余可采储量只有世界平均水平的7%左右,利用价格机制鼓励企业增加进口,加大资源勘探开发力度,是增加天然气供应、改善能源结构的重要保障。

  中国石油大学油气产业发展研究中心主任董秀成告诉财新记者,虽然现在谈天然气取代石油地位可能尚早,但是天然气的份额在不断上升是不争的事实。他认为,这其中最重要的原因是它是化石能源中最清洁的,在面对环境问题、气候变化问题上,使用天然气是更快捷的方式,更重要的一点是天然气资源丰富,分布相对分散,资源潜力大,尤其是非常规的气资源。他强调,其实可燃冰也可以算是天然气的一种,虽然现在还没有商业化,估计几年后会出现。

  技术促进发展

  作为一种清洁高效的能源,主要以甲烷的形式存在的天然气,从开采到储运都需要与传统的石油行业不同的方式,这背后需要大量的技术支持。

  以天然气制油项目为例,这种方法早在1973年就被荷兰壳牌集团的研究人员发现,但在当时实验装置的产量只有每天几克油的水平;1983年,壳牌集团在阿姆斯特丹建立示范装置,产量达到了每天几桶;10年后,他们在马来西亚建立的第一个商业化项目,产量达到了每天14700桶,中国的北京、上海、天津等地的公交车,甚至北京奥运会的公务车,都曾试用过产自这里的气制油。2012年,壳牌集团进一步建成卡塔尔珍珠项目,气制油产量达到每天14万桶。

  财新记者从位于荷兰阿姆斯特丹的壳牌集团技术中心获悉,气制油的过程,包括第一步经过提纯、加氧制成由氢气和一氧化碳组成的合成气,然后在催化剂的帮助下,加碳合成长链烷烃,最后将这些长链烷烃催化裂解制成燃油和调制油。燃油一般是5碳以上的烷烃,其中燃点较高的成分可以作为柴油使用,燃点较低的可以作为航空煤油,燃点最高的部分,可以作为制造润滑油的调制油,燃点和密度最高的石蜡和石脑油,也是最高品质的化工原料。

  40年来,在气制油项目上,壳牌集团投入了10亿美元的研发费用,但收获也同样巨大。 在荷兰和德国,气制油现在已经进入油品销售网络,柴油车在改用气制油后,氮氧化物减少7%,一氧化碳排放减少20%,对司机来说,驾驶感受上没有区别。卡塔尔航空也已经使用50%气制油和50%常规航空煤油混合而成的燃料。由于能源密度更高,意味着飞机加载同样重量的燃油,使用气制油将可以飞得更远。

  壳牌集团技术中心的工作人员告诉财新记者,不管是常规的天然气,还是非常规的页岩气、致密气,作为一种气态的能源,其运输和储存都是一个挑战。传统的海上天然气田开发采用生产平台和海底管道的方式进行。但如果气田距海岸太远或规模较小,使用传统的开发方式经济效益会降低,甚至无法收回投资。同时,如果海底管道铺设存在困难,传统的开发方式也难以实现。

  上世纪90年代末,壳牌集团技术中心的科研人员提出一个设想,是否可以在海上钻井平台的旁边建立一个浮动式的天然气液化平台(FLNG),这样海上气田开采出来的天然气,就不需要输送到陆地的液化厂,直接在现场就可以完成液化并装船运走。

  经过15年的不断验证,壳牌在2009年把设计方案交给了韩国三星重工。 2011年5月,壳牌集团同法国德希尼布集团(Technip)以及三星重工签署了全球第一艘年产350万吨天然气的超大型浮动式天然气液化平台“Prelude”的建造合同,合同金额30.26亿美元。该浮动式天然气液化平台将被布置在澳大利亚西北部沿海,预计2017年交付。

  据各大国际能源机构预测,未来20年,全球浮动式天然气液化平台需求量将年均增长4.5%,是天然气需求量增长率的两倍。其中,亚太地区的需求量年均增长率将达到10%。

  掘金中国四川

  据中国的官方统计,2007-2012年,中国天然气进口量从40亿立方米增加到425亿立方米,五年增长9.6倍;进口依存度从2%提高到27%,每年提高五个百分点。

  国家发改委相关负责人在接受中国政府网采访时表示,为保障能源安全,中国必须尽可能地开拓多种途径增加能源供应,既要增加进口,又要鼓励国内页岩气、煤层气、煤制气发展。

  7月10日开始的这次调价,目的即在于扭转国内天然气出厂价格比进口天然气价格还要低的局面,鼓励扩大进口天然气,激励包括民营资本在内的投资者勘探开发天然气资源的积极性。

  根据美国能源署的评估,中国的页岩气储量相当于常规气储量的12倍。2012年11月,中国发布“天然气十二五规划”,希望到2015年,探明页岩气地质储量6000亿立方米,可采储量2000亿立方米,页岩气产量达到65亿立方米,基本完成全国页岩气资源潜力调查与评价,攻克页岩气勘探开发的一系列关键技术。

  目前,全世界的目光都集中在中国四川的页岩气项目,看是否中国会由此复制美国的页岩气革命。

  2012年3月,壳牌集团与中国石油天然气集团公司(下称中石油)正式签署中国首份页岩气开发产品分成合同,在四川盆地的富顺-永川区块进行页岩气勘探、开发与生产。2013年3月,这份产品分成合同获得了中国政府的批准。

  该合同区块覆盖大约3500平方公里,根据合同内容,壳牌集团将在这个项目中应用其先进技术、运营专长和全球经验,与中石油共同开发项目区块内的页岩气资源。

  2013年5月底召开的2013成都财富全球论坛期间,壳牌中国集团主席海博公开表示,壳牌集团目前每年投资10亿美元在中国开发非常规天然气,主要包括致密气和页岩气。“我们现在还在评估富顺—永川区块的页岩气潜力。2013年和2014年,我们要进行大规模钻井,评估的结果将决定这个区块能否进行商业生产。”

  董秀成认为,现在中国页岩气开发面临的最大的问题还是成本问题,另一个问题是目前的技术是在北美使用的技术,对于中国的地质条件未必适用。这有一个逐渐摸索的过程,初期规模上不去,因为四川的地质地貌的条件和美国不同,山地比较多,钻探、运输都比较困难,如果经过一段时间的勘探,形成一定的规模,成本应该可以降下来。

  壳牌集团地下空间与油井软件项目副总裁贝蒂娜•巴赫曼(Bettina Bachmann)说,和开采常规天然气不同,致密气、页岩气这样的非常规天然气的储藏密度更低,所以需要打很多口井,但这会对地面环境造成很大的破坏,所以现在壳牌集团尽量使用水平井技术,这就相当于只在地面上开一个口,然后向不同方向扩展的水平井可以将周围的气藏都开采出来,而不必对周边的地面造成破坏。

  为提高钻井效率,壳牌集团与中石油成立了一家合资建井公司,壳牌集团的自动化技术和中石油的成本优势结合,专为非常规天然气开发新的更高效、成本更低的钻井技术和建井系统。

  目前,壳牌集团在中国的非常规气项目除四川富顺—永川页岩气项目外,还包括陕西长北致密气项目、四川金秋和梓潼致密气项目。除长北已进入商业生产外,其它几个项目都在进行钻探和资源评估工作。壳牌还是所有这些项目的作业者。

  对于页岩气开采在美国出现的环境问题所导致的担忧,壳牌集团项目与技术业务部总裁毕迈新(Matthias Bichsel)告诉财新记者:“我们的项目已经做到了足够透明,但有些我们之外的作业者过去曾经不够谨慎,让一些国家政府在决策时比较犹豫。”他认为,即便是政府对于开采页岩气心存疑虑,但是至少应该允许勘探,先了解基本的情况,再决定怎么做。

  国家发改委能源研究所研究员姜克隽告诉财新记者,中国现在首先是要用天然气替代煤炭,这是把煤炭的消费降下来比较快速的方法,也是成本相对比较低的方法,从其他的能源形式来说,唯一可能比较便宜的就是核电,但是现在来说,虽然国家希望加快核电的发展,但是由于公众还是有所担忧,国务院对此还是比较谨慎。

  对于页岩气的发展,姜克隽认为页岩气在中国还处于证实的阶段,到2020年,会进入一个突飞猛进的阶段。根据中国现有的规划,到2020年中国天然气的消费量将达到4000-4500亿立方米,其中进口量达到3000亿立方米,页岩气达到600-700亿立方米,煤层气达到400-500亿立方米。

  “这个数字,中国要尽量做到,因为必须压低煤炭消费量,毕竟煤炭的污染程度、开掘的死亡人数,都太可怕了。煤炭业现在已经到头了。”姜克隽说。■  

责任编辑:康伟平
版面编辑:王永

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