2019年1月5日，由金磚智庫CBGG作為學術支持單位、中國日報網和網易新聞聯合主辦的“2019影響力峰會——預見未來”在北京舉辦。中國科學院院士、頁巖油氣富集機理與有效開發國家重點實驗室主任金之鈞在峰會上以“科技創新決定能源行業未來”為主題發表演講。

金之鈞認為，在科技創新引領下，2050年前后，人類會進入天然氣時代。2030年前后，太陽能發電將具有和煤炭發電同等的成本競爭優勢；2050年前后，核聚變研發有望實現商業化；2050年前后，氫能在能源結構當中的占比將達到18%。

以下為金之鈞先生的現場演講實錄：

各位來賓，女士們、先生們：

大家上午好！

很高興有機會和大家來分享我個人和我的團隊對能源科技領域所掌握的一些發展態勢以及對未來能源產生影響的一些科研成果。我講的題目是“科技創新決定未來能源行業的態勢”，實際上也可以叫“引領”。

在SCIENCE雜志125周年創刊的紀念活動中他們提出了在未來幾十年內人類要面對和嚴肅回答的125個科學問題，其中第24個問題講的是“什么時間用什么能源來替代石油”，我今天的報告要從這里說起。

在2017年全球一次能源當中石油占34.2%，是第一能源，現在我們處在石油時代，非化石能源只占14.8%。值得一提的是非化石能源，2017年比2016年還降低了0.2個百分點，其主要原因是由于油價的下跌對它發展的抑制作用，人們大量地用石油。中國的情況是另外一個圖景，我們是以煤為主的一次能源結構，2017年是占59.1%，石油占20.7%，接下來是非常規能源，占13.2%，比2016年增長0.2個百分點，天然氣占到7%，所以下一步我們國家的能源戰略是大力發展天然氣。

2040年是什么樣的圖景呢？大家可以看到在一次性能源結構當中，石油、天然氣和煤炭仍然是最主力的能源，占76%；非常規，也就是說可再生能源從2016年到2040年在能源結構中增長了9個百分點，達到24%。

2050年的圖景有所變化，特別是可再生能源，也就是說非化石能源，用過去可再生能源署的預測，大概占一次性能源結構當中的1/3，實際上化石能源還是占50%以上，所以這樣的一個預測應該說在目前階段是普遍的行業的共識。

我們的問題是，在未來需要這么多的油氣，我們的油氣資源能不能滿足人類的供應？很長時間內油氣是稀缺的資源，不可再生。有一組數字，左側是到此為止全球一共所發現的石油和天然氣儲量，可供人類持續開采50年以上，右側兩列是分別列了未待開發的石油和天然氣量，可供人類使用100年以上，特別是我用不同顏色標出來的頁巖油和頁巖氣，這是我們現在全球都在關注的一種新型的油氣資源，是我們未來的希望。

什么叫頁巖油、頁巖氣？這個剖面圖上下部展示的是深層石油和天然氣的巖層所含的石油和天然氣，就把它叫頁巖油和頁巖氣，最大的不同是巖石致密，像我們用的磨刀石很硬，這個孔隙放大了一萬倍，也就是說是納米級的孔隙，從十個納米到幾百個納米不等，是有機孔和無機孔構成的，用常規的石油天然氣的開采技術，無法把這一類石油和天然氣開采出來，必須經過特殊的開采技術，是什么樣的開采技術呢？這一張動畫片展示了主體的頁巖油和頁巖氣的勘探開發技術，打一個垂直井，再拐個彎，打水平井，水平井打完之后還要分段把巖石壓碎，就是人工壓裂產生裂縫，所以頁巖油巖層也可以稱之為人工油氣層。在致密巖石當中吸附或存在的游離狀態存在的頁巖油和頁巖氣就可以滲流出來，可以隨著主通道采出來，這個技術是發源于美國。

由于這樣一個技術的成功，大家看到這兩張圖，是同時對美國南部的美國地質調查局的評價，2008年到2011年油氣資源量增加了43倍，北部的巴肯盆地頁巖油的評價從最初到最近的評價，資源量翻了53倍，所以過去我們認為油氣是稀缺資源，這樣一個常識已經顛覆了，油氣是非常豐富的。

這是全球的頁巖油、頁巖氣的一張資源評價和分布圖，中國也在其中，全球有4190億桶頁巖油資源量和12631桶當量的頁巖氣的資源量，中國頁巖油在全球排第三位。

中國油氣工業有怎樣的資源潛力與油氣產量？去年天然氣的產量是1487億立方米，不到1500億立方米，原油的產量是1.92億噸，由于油價的下跌，我們從2.14億的高峰已經有所下降，所以我們的進口量在持續增加，對外依存度也在持續增加，石油和天然氣的安全已經引起了中央、國務院的高度重視。這三個表格，列出來的是我們已經探明的石油和天然氣儲量，以及待發現的石油資源量和天然氣資源量，標有另外顏色的就是中國的頁巖油資源量和天然氣的資源量，這是我所在的中國石化勘探開發研究院的團隊評價的。

這張表列出來的是不同機構對中國頁巖氣潛力資源的分析和資源量的計算，可以看到目前的認識分歧還很大，所以摸清頁巖氣的家底對我們還是一項重要的任務，但是不管怎么說，中國頁巖氣的潛力巨大。我們的目標是到2020年，確保頁巖氣的產量200億方，到2030年能夠達到800-1000億方，占那個時候中國天然氣產量的1/3左右，即30%以上。

根據這樣一個目標，我們面臨著巨大的挑戰，中國頁巖油氣最主要的產地是在四川、重慶一帶，就是我們地質上講的四川盆地，以及中國廣大的南方地區，埋深4000-5000米，這個目的層只有10米到30米的厚度，水平段要打水平井，水平段要打到1500-3000米的深度，再進行20-30段的壓裂，要打的準、壓的開，產的出、環保還要有效益，這張圖上最左側的圖就是為了確保地下打的準的地質導向和旋轉導向技術，相當于地下導彈的制導技術。中間這個是三千馬力的壓裂車，在四千、五千米的深度把巖石能夠壓碎，中間這張圖是我們在一個平臺上所設計的多口井產出的設計模型，為的是提高單井的產量，能夠有效益，最后一張圖在整個開發當中要確保環保。

說到頁巖油，我們的資源量也非常豐富，有200億噸，和常規的石油資源量是相當的，目前主要分布在四大盆地，像大慶油田所在的松遼盆地、勝利油田所在的渤海灣盆地、延長石油所在的鄂爾多斯盆地，以及新疆油田所在的準噶爾盆地，是我們下一步頁巖油的主要產出區。目前工作目標是到2020年能夠獲得商業突破，也就是說在油價60-80美元每桶的情況下我們能夠盈利。2030年能夠達到500-1000萬噸，這是我們國家確保兩億噸石油安全紅線的希望所在，但是這一帶地層也和美國的地層不一樣，我們主要是在古湖泊環境下形成的一套陸相地層，黏土含量高，清水壓裂技術不太適用這套地層。另外這里形成的原油成熟度低、黏度大、流動性差，不容易流動，地層的能量也偏弱，所以要實現這樣一個頁巖油的開采，地下的加熱技術或者近臨界水地下原位裂解技術成為技術的關鍵，加熱又分電加熱、流體加熱、輻射加熱、燃燒加熱等等，而在這個過程當中我們還要研究固態、液態和氣態三相共存的情況下，在孔隙和裂縫介質相互作用下的滲流機理，這其中還涉及到物理過程、化學過程以及數學計算和模擬，還包括材料科學和防腐的工作，整個的挑戰是巨大的。歡迎社會各界能夠關注這項技術，參與這個技術的研發，這是中國油氣安全的未來和希望。

對于油氣開發來說，技術進步是關鍵：從資源擴張型向降本增效型轉變。我們的油氣資源是豐富的，關鍵的問題是能不能夠給人類提供廉價的油氣，也就是說我們石油行業、天然氣行業目前的科技正面臨著一個重大的轉折，也就是從以往的資源擴張型的科技進步到今后的降本增效型科技的轉折期。

科技進步是以擴大油氣資源為特征的，例如，剛才講的頁巖油氣。而未來的科技特征將是以降本增效、提供廉價的油氣作為今后科技發展的重要方向。右側這張圖反映的是美國三年來頁巖油開發的成本降低情況，大家可以看到通過技術進步，三年的時間它的成本降低了40%，可以預計的是，通過進一步的技術進步，還可以再降低40%。在今后能看得見的時間應該以中低油價時期為主。

我們行業十分關注著互聯網、大數據和人工智能技術的發展，以及對我們行業帶來的推動作用，今后十年的時間，這些技術會重塑石油工業的未來，會大大地降低我們的管理成本、生產成本，為人類提供更加廉價的油氣。

能源演進過程當中，人類走過了木炭的時代、煤炭的時代、石油的時代，現在很快要進入天然氣的時代，未來用什么能源替代石油成為第一能源，我現在回答這個問題，就是大約在2050年前后，天然氣將超過石油，成為人類一次能源結構當中的第一能源，人類進入天然氣時代。

現在的清潔能源技術發展非常迅速，成本降低得非常快。就近幾年太陽能發電的競標成本報價，在去年中國過春節中，阿聯酋報出了最低價，每千瓦時發電成本1.78美分，右側圖展示的是中國和美國在不同時代太陽能發電、風能發電、煤炭發電和天然氣發電的一個競爭態勢，大家可以看到不論是中國還是美國，大概在2030年前后，這幾駕馬車可以并舉，太陽能發電將具有和煤炭發電同等的成本競爭優勢。

核聚變研發的路線圖是李建剛院士提供的，我們參加全球最大的項目叫ITER工程，2020年前后會在實驗室建成實驗堆，2030年前后會建成工程堆，2050年前后有望實現商業化，一旦這個技術獲得成功，人類核電的資源將取之不盡用之不竭，并且安全可靠，因為它沒有放射性。

也有科學家認為氫能是未來的終極能源，這是世界氫能理事會所做的2030到2050年的一個路線圖，到2050年，氫能在能源結構當中的占比將達到18%，減少二氧化碳的排放量將達到60億噸，創造三千萬個就業崗位和2.5萬億美元的收入。這是它在交通行業、工業能源、建筑供熱和氫能發電的一個路線圖。

原創性的理論和顛覆性的技術往往是不可預測的：科技進步是經濟增長的主要驅動力。下面這個圖是油價這些年來的波動圖，大家知道最大的這一次波動是2008年，美國能源危機、經濟危機所帶來的，實際上那一年我剛好在哈佛商學院進修，美國人的反思是認為科技進步沒有跟上而給經濟帶來的影響。

我20分鐘講了幾個主要的觀點，我的時間已經到了，就不一一重復了，最后感謝各位院士、教授、高工和工程師對我整個研究工作的支持、知識的分享、資料的提供，謝謝大家。