为了大幅减少温室气体排放,美国环境保护署提出了一项新提案,预计天然气的作用将日益增强。但是,天然气是否能以可负担的价格充足供应?
美国能源信息署和行业消息来源表示,可以以合理的价格开采大量的天然气。但一些专家质疑这些估算,或者说,至少美国不应将希望寄托在这些估算上。水力压裂(或压裂)与水平钻井相结合,已经释放了页岩岩石中大量的天然气储量,这些储量早已被人们所知,但直到大约十年前才有利可图。在过去的五年中,随着压裂技术的改进,页岩气产量猛增。然而,与此同时,所有其他来源(例如陆上和海上传统气田,以及所谓的致密气和煤层甲烷)的产量以每年约 5% 的速度下降。
根据美国能源信息署统计数据,页岩气现在占美国总产量的一半,许多研究预计这一里程碑要到 2020 年中期或更晚才会实现。“假设技术将允许以低价生产更多的页岩气,并以此押注能源政策和国家未来的能源安全,这是一种冒险的商业行为,”地质学家大卫·休斯说。他从加拿大地质调查局退休,现在正在为位于加利福尼亚州的非营利性环境智库“后碳研究所”进行页岩气和石油的评估。
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美国环保署提出的到 2030 年通过削减发电厂的温室气体排放的提案,部分基于对天然气将发挥关键作用的预期,尤其是在未来 5 到 10 年内。该机构制定了各种情景,各州可以在这些情景下达到削减排放的目标。总的来说,所有情景都预见到对天然气的依赖程度增加;美国环保署呼吁将燃煤发电厂改为燃烧天然气,并更多地利用现有的闲置天然气发电厂。
随着对天然气依赖程度的提高,该机构的低排放情景预计美国天然气产量将继续上升,到 2020 年将增加近 15%。与此同时,天然气价格只会比原本的价格上涨约 50 美分,达到每千立方英尺约 5.50 美元,而不是 5 美元。
此外,人们希望相对低廉的天然气能够重振美国工业,从钢铁到塑料,这些行业可以利用目前按世界标准来说很便宜的价格。
与此同时,人们希望美国能够出口大量的天然气。美国能源信息署预计,美国在未来几年内仍将是净进口国,但随后到 2020 年代,净出口将猛增,达到该国产量的约 10%。“当然,几年前,在马塞勒斯页岩增加如此多低成本资源之前……我们本会担心在天然气领域增加如此多的新市场会带来价格上涨的压力,”研究咨询公司伍德麦肯锡的天然气分析师詹·斯奈德说。现在,斯奈德说,伍德麦肯锡的展望是“即使有拟议的液化天然气 (LNG) 出口设施,即使有计划的天然气密集型工业项目,资源基础也能应对新增的需求。”
尽管如此,伍德麦肯锡认为资源存在一些限制。例如,马塞勒斯地层的天然气产量(该地层横跨纽约州、宾夕法尼亚州和西弗吉尼亚州)尽管天然气价格相对较低,但仍大幅飙升,这在很大程度上归因于宾夕法尼亚州东北部产量特别高的油井。但该州核心地区可以钻的油井数量是有限的。“我们认为,到 2020 年,这些油井的库存将被耗尽,”斯奈德说。
此类限制在哪里存在,以及需要什么价格才能保持产量上升,仍然是争论的问题。莱斯大学贝克研究所(一个接受石油和天然气行业资助的智库)的经济学家肯尼斯·梅德洛克说,在开始评估新的页岩地层时,“不确定性是巨大的”。“当您钻探地层时,不确定性通常会消除。”
梅德洛克及其同事的评估估计,有大量资源可以有利可图地开采。“我们知道那里有大量的天然气,”美国能源部下属的国家可再生能源实验室的能源市场分析师杰弗里·洛根表示同意。不过,需要什么价格才能使开采有利可图,这是一个大问题——“人们真的在为此挠头,”他补充说。2012 年,当天然气现货价格跌破每千立方英尺 2 美元时,“我认为人们认为这些价格是新常态,我们身处一个不同的世界,”他说。“但这显然不是事实。现在天然气价格是 2012 年的两倍多。”鉴于这种不确定性,他补充说,“任何精明的决策者都会寻找一个适当的风险加权的选择组合。”否则,“如果天然气价格上涨到一定程度,他们可能会陷入困境。”
对页岩气依赖的主要风险之一是,油井的产量下降得非常快,休斯说。页岩气井的产量率通常在第一年至少下降一半,此后继续下降。美国能源信息署预计,到 2030 年,已确定的所有页岩气“技术上可采资源”中将有近一半被消耗掉。届时,页岩气产量仍将继续增长,2030 年后开采量将更多。美国能源信息署石油和天然气勘探与生产分析团队负责人约翰·斯陶布表示,该机构的模型“包括技术变革”,这种变革年复一年地增加了可以开采的天然气量。
“美国能源信息署显然对新技术发展抱有无限信心,认为新技术可以提供页岩气产量以满足其预测,”休斯指出。然而,他指出,美国能源信息署最近对主要页岩气地区(例如马塞勒斯和得克萨斯州的巴尼特)可以开采的天然气总量的评估有所下降,而不是上升。此外,根据休斯的分析,巴尼特的新油井的产量较低,这是停滞不前的迹象,因为“富矿区饱和了油井,钻探转移到质量较低的岩石中,”他说。“这明确表明,页岩气地层的地质最终胜过了技术。”
休斯一直是对页岩油气供应持乐观态度的人的眼中钉。在2013 年的一份报告中,他认为美国能源信息署大大高估了加利福尼亚州蒙特雷页岩地层中可以开采的石油量。本月早些时候,美国能源信息署发布了更新的数据 (pdf),将该地层中可采石油量从大约 140 亿桶减少了 90% 以上,降至仅 10 亿桶。关于所谓的页岩风暴能持续多久的问题仍然存在。