美國是頁巖氣開發(fā)最早的國家, 也是世界上少數(shù)實(shí)現(xiàn)頁巖氣商業(yè)化開發(fā)國家的典范,2011 年頁巖氣總產(chǎn)量達(dá)到1 8 0 0 億m 3,占美國天然氣總產(chǎn)量的3 4 % 。美國頁巖氣開發(fā)取得的巨大成功,既對(duì)保障美國能源安全起到重要作用,也給全球能源格局帶來深刻變革,其做法與經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。
1 美國推動(dòng)頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要經(jīng)驗(yàn)
美國頁巖氣革命的成功, 既得益于美國得天獨(dú)厚的頁巖氣資源優(yōu)勢, 也有利于新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的系統(tǒng)及完善的市場環(huán)境。
1.1 自然資源優(yōu)勢為頁巖氣商業(yè)化提供良好的開采條件
美國頁巖氣成功開發(fā)與其不可復(fù)制的油氣地質(zhì)條件密不可分。美國已進(jìn)行頁巖氣開發(fā)的頁巖具有埋藏深度適中(大部分在18 0 m ~2 0 00 m )、單層厚度大(30 m~50 m)、總厚度超過500 m、基質(zhì)滲透率高(大于100 mD)、成熟度適中(Ro 在1.4%~3.5%)、有機(jī)碳含量大(大于2 % )、頁巖脆性好(硅含量大于35%)的特點(diǎn)。美國頁巖氣豐富區(qū)大多分布在中部平原,地質(zhì)構(gòu)造簡單,頁巖大面積穩(wěn)定分布,且遠(yuǎn)離沿海等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)以及人口居住集中地,利于修建公路、機(jī)動(dòng)運(yùn)輸、打鉆等系列開采活動(dòng)的實(shí)施。
1.2 政府主導(dǎo)大力推動(dòng)頁巖氣技術(shù)研發(fā)
美國政府對(duì)于頁巖氣開采技術(shù)的投資始于3 0多年前,并一直延續(xù)至今。早在20 世紀(jì)70 年代,美國能源部在頁巖氣開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域投資就超過1 億美元,成為美國頁巖氣革命的奠基石。同時(shí),美國政府還專門設(shè)立了非常規(guī)油氣資源研究基金,鼓勵(lì)非常規(guī)天然氣的研發(fā)工作。美國2004 年《能源法案》
規(guī)定,政府將在十年內(nèi)每年投資4500 萬美元用于非常規(guī)天然氣的研發(fā),在政府專項(xiàng)資金的支持下,美國頁巖氣開發(fā)技術(shù)取得了巨大突破。
在技術(shù)研發(fā)方面,美國政府尤其重視頁巖氣地質(zhì)、地球化學(xué)、開發(fā)工程、分布規(guī)律、資源潛力等方面的研究。美國在水平鉆井技術(shù)基礎(chǔ)上,研發(fā)成
功水平井加多段壓裂、水力壓裂、同步壓裂以及深層地下爆破等多項(xiàng)頁巖氣開發(fā)技術(shù),這些技術(shù)拓展了頁巖氣開采面積和深度,降低了頁巖氣開采的單位成本,極大地提高了開采量,直接推動(dòng)了美國頁巖氣的實(shí)質(zhì)性開發(fā)。
1.3 為頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供良好政策環(huán)境
美國政府對(duì)頁巖氣上游開發(fā)實(shí)施優(yōu)惠的稅收政策,包括稅收減免與費(fèi)用扣除等。例如,美國政府于1980 年通過的《原油意外獲利法》,對(duì)1979 年和
1993 年之間鉆探的非常規(guī)油氣與2003 年之前生產(chǎn)和銷售的頁巖氣均實(shí)施稅收減免。除此之外,頁巖氣還可享受傳統(tǒng)油氣開發(fā)中的稅收優(yōu)惠,部分地區(qū)甚至對(duì)頁巖氣的開發(fā)免收生產(chǎn)稅。
美國政府高度重視頁巖氣開發(fā)的法律法規(guī)建設(shè)。除了將《美國國家環(huán)境政策法》、《聯(lián)邦空氣清潔法案》、《美國清潔水法案》、《美國安全飲用水法》等一系列已有法規(guī)適用于頁巖氣開發(fā)之外,還通過修改法律條款、加強(qiáng)環(huán)境影響評(píng)估、強(qiáng)制披露壓裂液成份等監(jiān)管手段,以應(yīng)對(duì)頁巖氣開發(fā)過程中潛在的環(huán)境問題。
1.4 形成以企業(yè)為主體的創(chuàng)新開發(fā)模式
美國充分鼓勵(lì)頁巖氣勘探開發(fā)領(lǐng)域的市場競爭,形成了中小企業(yè)與大企業(yè)互為接替,專業(yè)化分工與協(xié)作有機(jī)結(jié)合,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)資本高效流動(dòng)的
頁巖氣開發(fā)機(jī)制。
(1 )中小企業(yè)成為頁巖氣技術(shù)創(chuàng)新及商業(yè)化的生力軍。頁巖氣作為一種有待開發(fā)的非常規(guī)天然氣資源,其開發(fā)初期的經(jīng)濟(jì)性和成長性并不明朗,大公司開發(fā)的積極性不高。而中小企業(yè)恰恰抓住機(jī)會(huì),發(fā)揮其經(jīng)營靈活和專業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力強(qiáng)的特點(diǎn),積極進(jìn)入頁巖氣開發(fā)領(lǐng)域。目前,美國8 5 % 的頁巖氣產(chǎn)量由6000 多家中小公司生產(chǎn),多數(shù)區(qū)塊被中小能源公司和各類基金控制,主要頁巖氣開采技術(shù)也都源自中小能源和技術(shù)公司。
(2 )大公司推動(dòng)頁巖氣產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。在中小企業(yè)取得頁巖氣開發(fā)成功的基礎(chǔ)上,大公司通過并購中小公司或與中小公司合資合作等方式介入頁
巖氣開發(fā),大大增強(qiáng)了頁巖氣的產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力。2009 年1 月至2010 年4 月,美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)的收購兼并交易高達(dá)70 多億美元,市場化資本運(yùn)作使得
頁巖氣產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大。
(3 )技術(shù)服務(wù)公司為頁巖氣開發(fā)提供強(qiáng)有力的專業(yè)化服務(wù)。美國頁巖氣開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)都有專業(yè)服務(wù)公司參與,提供三維地震測繪、鉆井完井、軟
件開發(fā)支持等相關(guān)服務(wù)。通過專業(yè)化分工協(xié)作,提高了生產(chǎn)效率,縮短了生產(chǎn)周期,分散了開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。
1.5 應(yīng)重視協(xié)調(diào)頁巖氣開發(fā)與環(huán)境保護(hù)
水平井鉆井和水力壓裂法是頁巖氣開采的核心技術(shù)。在頁巖氣開發(fā)過程中,化學(xué)物質(zhì)夾雜著大量壓裂液體以及泥沙,被高壓注入地下井,從而壓裂
鄰近的巖石構(gòu)造擴(kuò)張裂口,使天然氣能夠流入井中。這些活動(dòng)可能會(huì)對(duì)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生負(fù)面影響,包括水體污染、空氣污染和土地破壞等問題。為實(shí)現(xiàn)頁巖氣環(huán)境友好型開發(fā)模式,美國不斷探索在綠色完井技術(shù)、活塞氣舉系統(tǒng)等方面的開發(fā)技術(shù),以解決甲烷泄露等問題。同時(shí),也不斷吸收借鑒國際經(jīng)驗(yàn),完善工業(yè)用水的循環(huán)利用技術(shù),廢水處理以及環(huán)境監(jiān)控技術(shù),以保護(hù)人們的健康和環(huán)境免受廢水污染的侵害。
2 美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)我國的啟示
美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)的成功發(fā)展給我國頁巖氣勘探開發(fā)提供以下幾點(diǎn)啟示和建議。
(1 )外部引進(jìn)與自主研發(fā)并重,掌握先進(jìn)適用的配套技術(shù)研發(fā)與勘探技術(shù)的不斷提高不僅推動(dòng)了美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)的持續(xù)進(jìn)步,同時(shí)也成為美國通過技術(shù)輸出,實(shí)現(xiàn)技術(shù)控制資源的關(guān)鍵。我國進(jìn)入頁巖氣開發(fā)領(lǐng)域較晚,尚未形成頁巖氣開發(fā)的系統(tǒng)性技術(shù)體系,尤其是在針對(duì)不同地質(zhì)條件的頁巖氣勘探開發(fā)方面的核心技術(shù)尚不成熟。但我國頁巖氣普遍埋藏較深,大多氣藏條件不同于美國。因此,在與國際開展技術(shù)合作的同時(shí),不能單純依靠引進(jìn)國外技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),要立足于“本土化”問題,立足于自主創(chuàng)新,加快構(gòu)建具有自主開發(fā)能力的頁巖氣技術(shù)開發(fā)隊(duì)伍,研發(fā)適合我國地質(zhì)條件的頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)。
(2 )完善產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策。鑒于頁巖氣開發(fā)具有生產(chǎn)周期長、開采成本高的特點(diǎn),美國政府在頁巖氣開發(fā)不同階段實(shí)施了有針對(duì)性的支持政策。我國在頁巖氣開發(fā)方面也應(yīng)對(duì)不同的開發(fā)階段,實(shí)施有針對(duì)性的產(chǎn)業(yè)扶持政策。在開發(fā)初期,政府提供必要的財(cái)政支持以吸引更多資金進(jìn)入。靈活采用減免資源稅、增值稅、所得稅等財(cái)稅政策手段,鼓勵(lì)開發(fā)商進(jìn)行設(shè)備投資和降低成本。在進(jìn)入商業(yè)化階段后,可逐漸減少或取消特殊優(yōu)惠,既可減輕政府負(fù)擔(dān),又可刺激技術(shù)創(chuàng)新。靈活采用資源稅、增值稅、所得稅等稅收減免等財(cái)稅政策手段,而減少直接補(bǔ)貼的方式會(huì)更有利于鼓勵(lì)開發(fā)商進(jìn)行設(shè)備投資和努力降低成本。
(3 )形成有效競爭、創(chuàng)新推動(dòng)的開發(fā)模式美國的經(jīng)驗(yàn)表明,頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要有效的競爭和創(chuàng)新推動(dòng)。對(duì)我國而言,頁巖氣產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期,因此,可借鑒美國經(jīng)驗(yàn),適當(dāng)放寬招標(biāo)權(quán)、礦權(quán)等市場準(zhǔn)入條件,引入多元投資主體,發(fā)揮中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新作用,給予各類市場主體平等進(jìn)入頁巖氣開發(fā)的機(jī)會(huì)。這樣不僅有利于盤活社會(huì)各類資金,減輕國家開發(fā)壓力,還有利于技術(shù)創(chuàng)新與突破,培育專業(yè)化分工服務(wù)體系和促進(jìn)商業(yè)化運(yùn)作體系的形成,切實(shí)加速頁巖氣勘探開發(fā)、技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)配套以及應(yīng)用市場的發(fā)展進(jìn)程。
(4 )重視頁巖氣開發(fā)相關(guān)的環(huán)境保護(hù)問題由于頁巖氣開發(fā)可能造成水資源污染、空氣污染和土地破壞,我國應(yīng)該在頁巖氣開發(fā)初期就充分考慮環(huán)境影響,走環(huán)境友好的頁巖氣開發(fā)之路。我國頁巖氣開發(fā)尚處于探索階段,雖然已經(jīng)制定了頁巖氣開發(fā)的“十二五”規(guī)劃,但是在相關(guān)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)不成熟的情況下,還應(yīng)對(duì)頁巖氣開發(fā)采取審慎的態(tài)度。我國應(yīng)跟蹤了解美國在頁巖氣環(huán)境監(jiān)管方面的最新發(fā)展,結(jié)合我國實(shí)際情況,盡快制定頁巖氣開發(fā)過程中的水土保持、水污染防治、生態(tài)補(bǔ)償?shù)拳h(huán)境保護(hù)類的法律法規(guī)。在開采中對(duì)礦區(qū)的水資源、生態(tài)指標(biāo)和溫室氣體排放等進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測,防治和減少頁巖氣資源開發(fā)中潛在的環(huán)境污染和生態(tài)破壞,妥善處理好頁巖氣開發(fā)與周邊環(huán)境之間的關(guān)系,保證社會(huì)和諧穩(wěn)定。同時(shí)建立健全監(jiān)管體系,完善相關(guān)治理方案和實(shí)施措施,盡可能的減少環(huán)境破壞和經(jīng)濟(jì)損失。
(作者:張雪球 廣州發(fā)展集團(tuán)股份有限公司,廣州 510623; 姜鑫民 國家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所,北京 100038)