【相關(guān)新聞】

頁巖革命的真相（一）：“世界工廠”或?qū)⒒貧w美國

【挑戰(zhàn)直接回收利用】從“減少垃圾”向“原材料采購”轉(zhuǎn)變思路

【智能電網(wǎng)的可能性】（下）還可與社區(qū)智能交通管理聯(lián)動

日本押寶浮體式海上風(fēng)電，挑戰(zhàn)歐洲優(yōu)勢地位

海洋溫差發(fā)電：讓大海變?yōu)榉�(wěn)定的巨型發(fā)電站

頁巖氣和頁巖油是指儲藏在頁巖層巖縫里的天然氣和原油（圖1）。頁巖是層狀的易碎沉積巖，巖石中的微小空隙中儲藏有天然氣和原油（圖2）。以前沒有低成本開采頁巖氣和頁巖油的技術(shù)，但隨著1980年代到2000年代上半期的技術(shù)革新，確立了“水壓致裂法”，實現(xiàn)了頁巖氣的高效開采（圖3），一舉加快了頁巖氣和頁巖油的開采步伐。

圖1：頁巖層中儲藏著天然氣和原油 頁巖層的微小巖縫中儲藏著天然氣和原油，長年累月地移動就形成了現(xiàn)有的油田和氣田。

圖2：頁巖的外觀 頁巖為層狀易碎沉積巖，巖石中的極小巖縫中儲藏著天然氣和原油。

圖3：頁巖層挖掘作業(yè)的現(xiàn)場 美國從2000年代下半期開始全面開采頁巖氣。2012年，頁巖氣產(chǎn)量占天然氣的40％。

水壓致裂法是開采頁巖氣和頁巖油必需的主要技術(shù)，是從地面以高壓大量澆注摻雜沙子（支撐劑）和少量化學(xué)物質(zhì)的水，使儲藏有天然氣和石油的頁巖形成微小裂縫的方法。水中的沙子進入頁巖的裂縫中防止裂縫崩塌，這樣就能從裂縫中穩(wěn)定地提取天然氣和石油。 

隨著價格低廉的頁巖氣的大量產(chǎn)出，美國的天然氣價格大幅下滑。在頁巖氣生產(chǎn)全面開始前的2008年，天然氣價格為8～13美元/MMbtu（英制熱量單位，1btu=1.054kJ，1MMbtu為100萬btu），而現(xiàn)在為3～4美元/MMbtu（圖1）。因為頁巖氣的生產(chǎn)在2012年度激增至美國天然氣總產(chǎn)量的40％，迅速緩解了供應(yīng)緊張的局面。

但看看頁巖氣的生產(chǎn)成本，就會發(fā)現(xiàn)了另一個情況。日本石油天然氣和金屬礦物資源機構(gòu)（JOGMEC）調(diào)查部首席研究員伊原賢稱，“與中東能以最低成本開采的氣田相比，美國的頁巖氣生產(chǎn)成本是其3倍左右”，這令人頗感意外。既然如此，頁巖氣為什么還具有成本競爭力呢？答案是，頁巖氣是在美國國內(nèi)開采，然后用管道運往美國的需求地；而跨海的中東地區(qū)的天然氣必須以極低溫度液化、縮小體積后，在保持極低溫度的情況下用船運輸，成本當(dāng)然會因此而上升。這就是生產(chǎn)成本是氣田3倍的頁巖氣能夠使美國天然氣價格下降的原因。

在頁巖氣全面開采之前，美國被認(rèn)為是天然氣進口大國。僅憑來自鄰國加拿大的管道供給并不能滿足需求，美國還推進了在中東將天然氣壓縮成LNG后運到美國的項目。因此，美國接連在卡塔爾建設(shè)了天然氣液化設(shè)備，并在美國東海岸建設(shè)了LNG儲藏設(shè)備。平均下來，LNG液化的成本大約是3美元/MMbtu，運輸成本為3美元/MMbtu左右，天然氣價格中總共有6美元/MMbtu左右的附加成本。

在美國市場上，來自中東的LNG如果售價10～13美元/MMbtu就完全能盈利，但如果加上6美元/MMbtu附加成本，在之后陸續(xù)展開的與頁巖氣的競爭中則處于非常不利的地位。這樣一來，從中東進口LNG的項目無始而終。隨著頁巖氣生產(chǎn)的擴大，曾被視為天然氣進口大國的美國將搖身一變成為天然氣出口國。這使得全球天然氣市場發(fā)生了巨變。

2017年美國LNG將進入日本

向美國的出口之路被堵死的中東LNG轉(zhuǎn)向了歐洲市場（圖4）。以前，歐洲的天然氣主要是從俄羅斯通過管道供應(yīng)，現(xiàn)在又增加了中東的LNG。另外，隨著美國從煤炭火力發(fā)電轉(zhuǎn)向天然氣火力發(fā)電，煤炭的供應(yīng)緊張局面也得到緩解，價格降低的美國煤炭也流入了歐洲市場，并引發(fā)了價格競爭。

圖4：美國擴大頁巖氣生產(chǎn)的影響 頁巖革命對全世界產(chǎn)生了很多影響。對日本來說，今后可能會產(chǎn)生天然氣價格下降的好影響。

但這一切暫且還都和日本毫無關(guān)系，日本仍然在購買昂貴的LNG。不過，這種情況已開始出現(xiàn)改變的跡象。因為，預(yù)計美國產(chǎn)LNG將從2017年前后開始出口到日本（表）。

以目前的價格來計算，美國產(chǎn)LNG的價格為將近4美元/MMbtu，再加上液化和海上運輸?shù)?美元/MMbtu成本，日本的進口價格約為10美元/MMbtu。而日本2012年進口天然氣平均價格為17美元/MMbtu（日本能源經(jīng)濟研究所調(diào)查數(shù)據(jù)），由此價格可降低約4成。日本2012年的天然氣進口金額約為6.2萬億日元，如果降低4成，可削減約2.5萬億日元費用。

不過，美國的天然氣出口采取審批制，因此不可能滿足日本的全量進口需求。但只要能確保廉價的供應(yīng)商，就會成為與中東和非洲等地的供應(yīng)商談判的有力武器。

頁巖油的成本是傳統(tǒng)原油的10倍

美國的頁巖革命不僅限于天然氣，頁巖油的產(chǎn)量也在快速增加，2008年約為50萬桶/日，到2012年增加了3倍，達到200萬桶/日（JOGMEC推測）。

不過，頁巖油在生產(chǎn)成本方面還存在課題。JOGMEC的伊原稱，目前頁巖油的生產(chǎn)成本是現(xiàn)有原油的約10倍�！俺杀咀畹偷闹袞|大油田，原油約為5美元/桶，而頁巖油約為50美元/桶”。但除去雷曼危機之后那段時間，最近幾年的原油價格一直保持在70～110美元/桶，因此開采頁巖油依然合算，而且其收益性要比天然氣高。因此，美國的頁巖革命正在從天然氣向原油過渡。

原油無需液化和極低溫運輸，沒有這部分成本，因此頁巖油并未引起美國原油價格的大幅降低。200桶/日的產(chǎn)量與原油的總產(chǎn)量相比也是微乎其微，不會成為大幅改變世界原油交易的因素。東麗經(jīng)營研究所的福田表示：“也許有降低原油價格的效果，但這種效果可能只在美國才有�！�

頁巖氣儲量龐大

接下來介紹今后可能發(fā)生的事情。美國的頁巖革命會怎樣發(fā)展下去呢？這一點可以參考國際能源署2012年11月在“世界能源展望2013”（World Energy Outlook 2013）中發(fā)布的預(yù)測。美國將超過沙特阿拉伯和俄羅斯成為世界最大的天然氣和原油生產(chǎn)國。天然氣方面將于2015年超越俄羅斯，原油方面將于2017年超越沙特阿拉伯。

那么，始于美國的頁巖革命在全世界會擴大到什么程度呢？僅美國一國擴大頁巖氣和頁巖油生產(chǎn)，就對全世界的能源市場和制造業(yè)產(chǎn)生了巨大影響，如果世界各地都開始大幅增產(chǎn)廉價的頁巖氣和頁巖油，其影響無法估量。

目前最受關(guān)注的是，何時以什么樣的價格供給多大量的頁巖氣和頁巖油。這一點很難準(zhǔn)確預(yù)測，基本數(shù)據(jù)可以參考美國能源情報署2013年6月10日發(fā)布的《全球頁巖氣和頁巖油資源量評估報告》。

對全球主要的頁巖層（41個國家的137個頁巖層）進行評估后發(fā)現(xiàn)，從技術(shù)上來說，頁巖氣的可采集資源量為7299Tcf（20.7萬km3，圖5），頁巖氣以外的天然氣的可采集資源量為15583Tcf（44.1萬km3），這樣算來，頁巖氣儲量相當(dāng)于其他天然氣的47％。

圖5：全世界的頁巖氣從技術(shù)上來說的可采集量 頁巖氣技術(shù)上的可采集量為7299Tcf（20.7km3），相當(dāng)于頁巖氣以外天然氣的技術(shù)上可采集量15583Tcf（44.1萬km3）的47％。圖由JOGMEC根據(jù)美國能源情報署2013年6月10日發(fā)布的報告制作。

各國的頁巖氣可采集量方面，第一位為中國的1115Tcf（3.16萬km3），第二位為阿根廷的802Tcf（2.27萬km3），第三位為阿爾及利亞的707Tcf（2萬km3），第四位為美國的665Tcf（1.88萬km3），第五位為加拿大的573Tcf（1.62萬km3）。率先產(chǎn)出頁巖氣的美國其實只排名第四。

而頁巖油技術(shù)上的可采集資源量為3450億桶（圖6）。此次是首次公開頁巖油的儲量，3450億桶相當(dāng)于傳統(tǒng)原油技術(shù)上可采集資源量（30120億桶）的11％�，F(xiàn)階段掌握的頁巖油儲量還非常低。

圖6：全世界的頁巖油技術(shù)上的可采集量 頁巖油技術(shù)上的可采集量為3450億桶，相當(dāng)于以往原油的技術(shù)上可采集量30120億桶的11％。圖由JOGMEC根據(jù)美國能源情報署2013年6月10日發(fā)布的報告制作。

各國的頁巖油可開采量方面，第一位為俄羅斯的750億桶，第二位為美國的581億桶，第三位為中國的322億桶，第四位為阿根廷的265億桶，第五位為利比亞的261億桶。

不過，技術(shù)上的可采集資源量是指，暫不考慮經(jīng)濟效益，只是純粹從技術(shù)上來說的可開采量，因此并不清楚多大的量才能盈利以及何時能進入實際生產(chǎn)。

在頁巖氣儲量最大的中國，開發(fā)頁巖氣面臨的一些課題已經(jīng)明確。據(jù)JOGMEC的伊原介紹，這些課題包括：（1）頁巖層比美國深，開采成本高；（2）需要建設(shè)開采后用來運輸氣體的管道等基礎(chǔ)設(shè)施；（3）地層復(fù)雜；（4）難以確保水壓致裂法所需要的用水，等等。其他國家也正處于調(diào)查開發(fā)頁巖氣的可能性的階段，因此美國和加拿大以外地區(qū)的生產(chǎn)擴大可能并非易事。

今后將陸續(xù)介紹頁巖革命會為樹脂等有機材料、鋼鐵的供給以及汽車帶來怎樣的變化。（作者：高田憲一，日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿）