新能源頁巖油氣正在沖擊傳統能源體系

天然氣繁榮對美國影響深遠

歷經十年基本上沒有增長之后，美國的天然氣產量從2007年到2013年增長超過了25%，每年增加5.5萬億立方英尺，這種供應的增長是由提取技術創新推動的，特別是水平鉆井和水力壓裂的進展使得天然氣可以從長期以來被認為是非經濟性的地下頁巖中有效提取。圖1顯示了美國天然氣總產量的增加，以及“非常規”頁巖氣儲層的產量變化。

頁巖開采的增加開始于20世紀后期，在2010年加速，到2013年年底達到每月超過1萬億立方英尺。由于開采的持續增長，天然氣價格在美國大幅下降，從2000年至2010年價格平均為6.81美元/千立方英尺，而2011年以來的價格平均為3.65美元/千立方英尺。

美國天然氣在1990年至2007年期間的產量約為50億立方英尺，主要從德克薩斯州、路易斯安那州和俄克拉荷馬州提取。從2007年到2013年，產量增加了25%。水平鉆井和水力壓裂技術的進步促進了生產的急劇加速，雖然水平鉆井和水力壓裂已經使用了半個世紀，但是它們最近才成為大規模氣體提取的成本效益。已經有實質性活動的開采地包括德克薩斯州的巴尼特頁巖和賓夕法尼亞州的馬塞盧斯頁巖。

天然氣生產的繁榮對美國產生了廣泛影響，頁巖氣繁榮降低了美國天然氣價格。通過分析2007年頁巖氣價格和生產的變化，可以發現，當時頁巖氣占美國天然氣總產量的很大一部分。從2007年到2013年，亨利港天然氣的實際價格從每立方英尺8.00美元下降到每立方英尺3.82美元，因為頁巖氣開采量從每天5億立方英尺提高到每天33億立方英尺。然而，每立方英尺4.18美元的原始價格差異可能不是頁巖氣繁榮對天然氣價格的直接影響，因為天然氣需求在這段時間內不是恒定不變的。

天然氣的消費領域大致可以分為住宅、商業、工業和電力部門，而天然氣產量的增長使得電力和工業部門收益最大。通過研究各州消費者收益的分布，可以發現，最大的收益集中在美國中南部和中西部，工業和電力對天然氣的需求量很大。投資者將市場利好主要歸因于居民大量使用天然氣御寒，然而事實上，影響最大的地區是西南中央，由阿肯色州、路易斯安那州、俄克拉荷馬州和德克薩斯州組成。這一結果是由于天氣對工業和電力部門的影響，這兩個部門在這段時間內使用了大量的天然氣。影響第二大的地區是東北中部，由伊利諾伊州、印第安納州、密歇根州、俄亥俄州和威斯康星州組成，這種結果是由于住宅和工業的影響造成的。

頁巖氣革命沖擊國際能源市場

美國頁巖油產量屢創新高，世界范圍內石油需求增長乏力。美國原油產量近年來屢創新高，主要原因即是美國頁巖氣革命的成功，其原油產量出現爆發式增長，原油供應出現過剩。2014年9月，中國石油(601857,股吧)(行情601857,買入)經濟技術研究院發布《國外石油科技發展報告》，該報告粗線條地描畫了一幅世界石油財富轉移圖：隨著油砂的開發，加拿大已超過海灣國家，成為美國最主要的原油進口來源。美國頁巖油和頁巖氣的開發，使得頁巖油氣成為國際能源界的“博弈改變者”，預計2020年美國能源自給率將突破85%。隨著“鹽下油”勘探技術的進步，巴西近幾年發現多個海上大油氣田，到2020年，巴西的石油日產量或達到沙特的55%。

換句話說，中東世界石油版圖中心的地位已被動搖，中心正在向美國、加拿大和巴西為軸心的美洲方向轉移。頁巖油氣的開發，有可能是美國主導的本輪原油暴跌的最大動力。此外，利比亞、伊拉克等國家因戰亂中斷的原油出口逐漸恢復，國際原油供應進一步增加。

過去幾年時間內，美國一躍成為世界天然氣第一大資源國和生產國，不但實現天然氣的自給，還將成為天然氣出口大國，這一轉變對世界工業革命和世界資本套利將是一場重要的推動和“洗禮”。

過去五年間美國非常規油氣的頁巖氣產量增長近20倍，達到年產量1000億立方米，而2010年中國天然氣年總產量只有944.8億立方米。得益于非常規天然氣尤其是頁巖氣開發技術的突破，2009年美國以6240億立方米的產量首次超過俄羅斯成為世界第一天然氣生產國，而2009年俄羅斯天然氣產量為5820億立方米。

產量地位的更替使美國天然氣消費長期依賴進口的局面發生逆轉，受此影響，美國不僅取消了原本進口5000萬噸液化天然氣（LNG）的計劃，甚至開始需要出口一部分LNG。頁巖氣革命極大地緩解了美國的能源供應壓力，美國能源自給程度也因此顯著提升。由于有了能源供應方面的底氣，美國無論是在全球氣候變化大會還是國際政治領域的表現都高調了不少，主動性增強。如今再加上新能源的大力發展，美國不僅會實現能源獨立的目標，而且國際影響力將進一步增強。

奧巴馬的美國“清潔能源政策”是：到2035年美國電力消費80%需要來自天然氣等的清潔能源；加州要求到2020年實現33%的比例的清潔能源；科羅拉多州則激進地要求到2015年實現30%的比例的清潔能源。雖然，這些都是驚人的數字和計劃，但是站在人類還未侵占的世界油氣總資源量80%的非常規油氣面前，這或許是一場世界價格革命的開始。

全球化的工業時代，太陽能、風電、煤制氣、電動汽車等新能源供給體系，最終都是高成本能源供給，在頁巖氣和頁巖油革命面前或許會顯得成本高昂。

全球石油50年以后將耗盡，這只是說油氣總資源的20%常規油氣會沒有了，但是，世界還有80%的非常規油氣。美國頁巖油儲量高達3036億噸（約75%集中在科羅拉多州、猶他州和懷俄明州），其中可采儲量在700億至1500億噸之間，即便按700億噸計算，也等于美國常規石油可采儲量26.2億噸的26倍，相當于世界第一產油國沙特阿拉伯常規石油可采儲量356億噸的兩倍。

液化天然氣出口價格差異巨大

液化天然氣的出口對采購商和生產者的影響也是頗為明顯的。天然氣在海外運輸是昂貴的：必須液化（通過將其冷卻至極低的溫度并將其置于高壓下），然后以專門的LNG罐車運輸，然后在最終目的地再氣化。此外，LNG設施的建設和LNG的出口需要聯邦批準（分別來自FERC和DOE）。

自2010年以來，相對低的美國天然氣價格與歐洲和亞洲的天然氣價格相差很大。有關是否允許大規模海外出口液化天然氣的爭論已經出現。出口液化天然氣是運費是昂貴的，美國到歐洲的運輸成本是6.31美元/千立方英尺，到韓國和日本的運輸成本是6.65美元/千立方英尺，到中國和印度分別為26美元/千立方英尺和7.79美元/千立方英尺。盡管如此，美國天然氣價格和歐洲、亞洲價格之間的巨大差異（圖2）仍舊引起了天然氣生產行業對LNG出口終端建設的強烈興趣。截至2015年2月5日，聯邦能源管理委員會（FERC）已批準建設五個出口終端，總計劃能力為每日9.2億立方英尺，并建議增加14個終端。所有批準的項目目前正在建設中。

天然氣密集型行業有望受益最大

在生產領域中特別是天然氣密集型的行業，最有可能從頁巖熱潮中受益。

一些制造業部門顯得尤為重要，特別是化肥生產。在頁巖氣蓬勃發展的過程中，這些部門的增長速度比其他部門更快，但是確定的因果關系是困難的?；市袠I已經大幅擴大，這可能是由于美國肥料價格與全球市場整合，因此價格沒有大幅度下降。對于高密度聚乙烯，可以使用天然氣作為原料，其價格也受到了頁巖氣產量增長的影響。

頁巖油繁榮導致與運輸和等級相關的瓶頸

隨著天然氣的繁榮以及頁巖油壓裂的蓬勃發展，美國的原油生產從2007年到2013年增加了近50%，技術改進推動天然氣的繁榮。此外，2014年油價大幅下跌。天然氣市場和原油市場有一些相似之處，因為它們都是可耗盡的資源，在某些行業中是可以相互替代的，并且使用類似技術提取，但它們也有一些關鍵差異。特別是原油易于國際運輸，因此世界原油市場很大程度上是一體化的。

相反，天然氣容易通過管道運輸，但是運輸成本高昂，頁巖油的繁榮導致了一些與運輸和等級相關的瓶頸。圖2的右圖顯示了自2010年以來Brent價格相對于WTI中間價格的漲幅。然而，與最近在北美和市場之間的天然氣價格相比，這種油價差別在歐洲和亞洲很小。

天然氣開采影響氣候變化

天然氣開采可通過幾種方式影響氣候變化。首先，甲烷泄漏可發生在整個天然氣生產鏈中，甲烷是強大的溫室氣體。第二種方式壓裂可能影響氣候變化是通過其燃燒作為燃料。兩種效應在這里起作用：天然氣的較低價格鼓勵總能源使用量上升（規模效應），并且鼓勵替代遠離其他燃料，包括較少的碳密集型（可再生能源和核）和更多的碳密集型（煤和油）。

對于當地環境的影響，迄今為止最引人注目的環境影響是水污染的可能性。污染可能發生在提取過程的幾個階段，影響地表或地下水。損害可能來自天然氣本身，壓裂過程中使用的有毒流體或壓裂過程釋放的其他天然存在的化學品。

第二個關注領域與當地空氣質量有關。標準和有毒污染物的排放可能再次由提取過程的幾個組成部分，包括井本身、壓縮機站或運輸設備。

另一方面，增加的天然氣生產可能導致空氣質量改善，使得在發電中引起煤的置換，并且因此減少污染物。此外，與傳統的油氣開采活動一樣，棲息地破壞情況也會發生，對于非常規天然氣新開發的區域的研究仍然有限。