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他改變了世界能源格局

2013-06-26 08:31:18 《環球》雜志   作者: 劉鍇  

“喬治·米切爾的遠見與決心實現了曾經被認為不可能的事,做出了這個世紀至今最偉大的能源創新。”

94歲的喬治·米切爾是得克薩斯州加爾維斯頓的本地人。這座小城坐落在休斯敦附近,而喬治的寓所就在墨西哥灣海邊。自從他的妻子得老年癡呆去世后,他便住在那里。喬治是米切爾能源公司的前董事。他喜歡打網球,因為打球受傷還做了膝蓋手術。

2010年6月,在阿姆斯特丹召開的“全球非常規天然氣2010年會”上,這位得克薩斯老人被美國天然氣技術研究所(GTI)授予終身成就獎。經過他改進的水力壓裂技術開啟了美國頁巖氣開采的大繁榮時代,美國也因此有望在未來數年內真正實現能源自給。人們盛贊喬治為美國做出的巨大貢獻,而他本人也因商業上的成功,成為億萬富翁。2012年,他以20億美元的財富在《福布斯》雜志財富400強排行榜上排名第239位。

買不起地質圖的能源勘探家

出生于1919年的喬治是一位希臘移民的兒子。在得克薩斯農工大學學習期間,他接受到了系統的地質學訓練。

二戰結束以后,喬治與他的兄弟約翰尼在休斯敦市中心租房創辦了米切爾能源與開發公司。約翰尼在樓下接待生意伙伴,喬治則把自己關在樓上研究地質圖。因為買不起地質圖,喬治常常晚上借一家勘探公司的圖看,到早上8點前再把圖還回去。終于,他們決定在得克薩斯北部租下一塊地,鉆下第一口天然氣井。從上世紀50年代中期開始,米切爾能源與開發公司獲得了向芝加哥輸送天然氣的長期合同,公司開始逐漸成長。

三十年過去了,喬治的公司已經成長為得克薩斯州最大的能源企業之一,但喬治總是因為一件事而憂心:在他租用的土地內,可開采的天然氣日漸衰竭。喬治不希望看到自己一生辛苦建立起來的天然氣輸送基礎設施荒廢掉。他相信,通過新方法一定能在老地方找到新的天然氣來源。

米切爾公司一位叫吉姆·亨利的地質師向喬治建議,可以嘗試在公司租用的巴尼特頁巖地區進行開采。這個建議一被提出便遭到了公司絕大多數同事的反對。

頁巖是一種由黏土沉積形成的巖石。巴尼特頁巖是一片位于得州沃斯堡附近的頁巖構造,該地區巖質堅硬,但據說蘊藏了美國最大的天然氣儲量。依照業界當時的認識,頁巖層確實蘊藏著大量天然氣,但開采這些天然氣難度非常大,因為頁巖的可滲透性非常差。開采中,蘊藏在巖石縫隙中的天然氣很難進入氣井。因此,公司中很多工程師和地質師都反對這個項目。

“無論如何,讓我們把它壓裂出來吧。”已過花甲之年的喬治盡管早已可以憑著自己多年的積累安度晚年,但他仍然下定決心做一件別人認為不可能的事。喬治一面應付著同事們勸他放棄的電話,一面開始部署開發頁巖氣的計劃。

漫長的研發之路

要開采巖石中的天然氣,需要運用水力壓裂技術將巖層沖開,讓巖層中的氣體跑出來。盡管美國的水力壓裂技術從二十世紀40年代就開始在石灰巖與砂巖的天然氣開采中得到廣泛應用,但到上世紀80年代早期,使用水力壓裂技術開采頁巖層中的天然氣還遠未達到商業運作的要求。

試驗之初,喬治和他的團隊嘗試通過大量灌注液體與沙土的傳統方法,來增加巖層的可滲透性。氣最終是打出來了,但成本高得驚人,完全無法進行商業化開發。擺在喬治和他的團隊面前的問題是如何改善技術,以降低開采成本。

十多年來,米切爾公司在巴尼特頁巖上打下了36口井,進行了數百次試驗,收集各項數據指標,不斷改進開采方法。盡管很多時候所產出的天然氣價值甚至還不夠開采的成本,但開采過程中所收集到的寶貴數據卻為技術改進打下了基礎。同時,米切爾公司在其他更加熟悉的巖層中打井所積累的經驗和數據,也被用來改進頁巖鉆探與壓裂的技術。

持續多年的研發對一個私營公司來說是一項沉重的負擔。而美國政府從上世紀70年代末啟動的對頁巖氣研究的扶持政策,給予了喬治的團隊以極大的支持。

從1981年開始,到1999年真正大規模投產,米切爾公司通過美國的《意外收益稅收法案》一直享受著非傳統能源開發的稅收優惠。不僅如此,米切爾公司還在資金與技術上得到聯邦政府的大力幫助。公司打下第一口水平鉆井的費用就幾乎全部由能源部承擔。聯邦政府旗下的研究機構所開發的地質測繪技術,新改進的鉆頭與定向鉆探技術,以及微震裂紋成像技術等也被提供給了喬治的團隊。

盡管得到政府的幫助,但頁巖氣研發仍舊困難重重。到了上世紀90年代中期,喬治的團隊在研發領域投資數百萬美元,公司開始面臨嚴重的資金短缺。內部的反對聲音又響了起來。一些技術人員勸喬治放棄頁巖氣項目,再這樣耗下去完全是“浪費時間和金錢”。但喬治回應道:“去你的吧,如果我們能再想想辦法把天然氣從250英尺的巖層中開采出來,產量一定相當可觀。”

多年的堅持最終換來了成功。1997年,喬治的技術團隊用加入一些化學物質的“清水”替代此前運用的膠體物質,既能節省開支又可減少摩擦力,同時加大灌壓馬力。多次失敗后,技術人員最終在巖層制造一個“裂紋網絡”,排出先前注入的液體后,天然氣源源不斷地釋放出來。這種清水壓裂法使得整個壓裂過程的費用由36.5萬美元下降到8萬美元。

最偉大的能源創新

2002年,德文能源公司以31億美元收購米切爾能源與發展公司。運用頁巖氣開采新技術后,該公司在巴尼特頁巖層打下數百口鉆井。其他能源企業隨后跟進,在阿肯色州、俄克拉荷馬州、路易斯安那州和賓夕法尼亞州等地著手頁巖氣項目。頁巖氣開發開始在美國快速發展起來。

“頁巖氣革命”讓美國獲得大量的天然氣,極大地改善了美國的能源處境。許多專家認為,美國將可望由此實現能源自給,這無疑將對美國政治、經濟、外交、軍事戰略帶來深遠影響,同時也會深刻影響到世界能源格局。

在阿姆斯特丹召開的“全球非常規天然氣2010年會”上,著名能源專家、“普利策”獎得主、劍橋能源研究協會主席丹尼爾·耶金就稱贊說:“喬治·米切爾的遠見與決心實現了曾經被認為不可能的事,做出了這個世紀至今最偉大的能源創新。頁巖氣徹底改變了天然氣在美國與世界中的地位。直到2007年,我們還認為美國將成為天然氣的進口大國,是喬治·米切爾的開拓性成就徹底改變了這一切。”

熱心公益的億萬富翁

在很多人看來,喬治是一個有遠見的人,一個堅持不懈的人。但喬治自己卻始終覺得自己還可以做得更多,而且,他也并不看重財富。

喬治與他的妻子長年熱衷于慈善活動。以他和他妻子命名的“辛西婭和喬治·米切爾基金”為全球可持續發展、科學研究、藝術創造與教育等諸多領域提供著大量的資助。

喬治特別關注環境與可持續發展問題。從上世紀70年代開始,喬治便開始資助清潔能源的研究與開發。他不僅資助丹尼斯·梅多斯等可持續發展專家的研究,還創立了國際喬治與辛西婭·米切爾獎以獎勵可持續發展方面的研究。

喬治也不忘回饋曾經培養他地質學才華的得州農工大學。截至2011年,喬治已經為他的母校累計捐助1.59億美元。

2010年,喬治加入了由比爾·蓋茨夫婦與沃倫·巴菲特發起的“捐贈誓言”運動,決定響應蓋茨與巴菲特的號召,將自己至少一半的財富捐獻給慈善事業。在他簽署的誓言中,他寫道:

“良好的教育,勤奮的工作,專注,良師,以及一些幸運的突破決定著成功與失敗間的不同。”

資料:美國的“頁巖氣革命”

頁巖氣是蘊藏在頁巖層中的天然氣,是一種重要的非常規天然氣資源。由于頁巖巖質可滲透性差,使得開發頁巖氣需要依賴特殊的開采手段。

最早的頁巖氣開發可追溯到1820年,但由于技術限制,成本高昂,頁巖氣開發一直無法實現商業化。1997年,米切爾能源與開發公司通過對水力壓裂與水平鉆井等技術的改進,最終實現了頁巖氣的商業化開采。

美國能源信息署的數據顯示,在2000年,頁巖氣產量還只占美國天然氣產量的不到1%;到2010年,這一比例變成了23%;而到2035年,甚至將占到37%至60%。國際能源署2012年11月12日發布的《世界能源展望》預計,到2035年,美國將能基本實現能源自給。

目前全球已有30多個國家和地區開展頁巖氣的勘探開發工作,但大都處于初級發展階段。加拿大是繼美國之后第二個實現頁巖氣商業化開發的國家。中國擁有全世界最豐富的頁巖氣儲量,但因地質情況復雜、水資源不夠豐富,被認為開采難度頗大。




責任編輯: 曹吉生

標簽:世界能源格局