冰火两重天:可燃冰如何影响世界

2017-08-01 13:27程春华
世界知识 2017年14期
关键词:可燃冰水合物南海

程春华

今年5月,中国地质调查局在南海宣布,我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功;截至6月21日,已連续试采42天,累计产量超23.5万立方米。这标志着我国成为全球第一个实现在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家,引发外界的广泛关注。如果说页岩油气是引发能源革命的“黑天鹅”,那么下一个可能引起油气领域轩然大波的就是可燃冰这个“蓝精灵”。

从字面上看,可燃冰给人一种不可思议的感觉——冰与火竟然可以合体。实际上,可燃冰的学名叫“天然气水合物”,与页岩气、煤层气、致密砂岩气等都属于非常规天然气。根据美国地质调查局的资料,天然气水合物是水和低分子量气体(如甲烷、乙烷、二氧化碳)的冰状结晶体,最常见的是甲烷水合物(甲烷冰)。在地球上99%的天然气水合物存在于海洋沉积物中,另外也产生于高纬度永久冻土的沉积物中。天然气水合物对储存环境要求苛刻,一旦低温与高压的外部环境发生变化,其将由固态转向液化或气化。天然气水合物在地球各大海洋都有分布,其他行星或其卫星上也可能有天然气水合物。天然气水合物可能代表着世界上未开发化石能源的最大来源,被认为是比世界所有石油、常规天然气和煤炭资源更大规模的碳氢化合物资源。可燃冰资源量相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍。

自上世纪60年代起,世界上主要国家开始把可燃冰勘探试采作为能源战略的一个主要突破方向。时至今日,美国和加拿大实施过陆地试采,但效果不佳。日本在2011年福岛核事故后加大了对天然气水合物的探索开发,在2013年和今年先后两次从其近海试采出可燃冰,但均因未能破解泥沙堵管难题而终止。日本盼望美国天然气出口不得,自身开发天然气水合物又受挫,转而谋求与美国、印度合作,同时欲重启核电以解燃眉之急。此外,俄罗斯和印度的可燃冰试采研究也已形成一定规模,但尚未传出试采成功的消息。可燃冰开采需要工业与政府间的密切合作,现阶段似乎更适合于太平洋沿岸的经济体。

一个潜在的爆炸性突破

据统计,中国可燃冰储量为1000亿吨左右,其中800亿吨在南海区域。中国从1998年开始可燃冰试采研究,比美国、加拿大、俄罗斯和日本等国晚了30年,比印度也晚了十几年。但在可燃冰试采技术互相严密封锁的情形下,中国后来居上,成为全球首个实现海域可燃冰试采获取连续稳定产气的国家,一个关键的原因在于中国在可燃冰试采成气理论、抽气技术、工程装备等领域全面实现了自主创新。

美国《外交政策》刊文称,中国宣布首次在南海开发了可燃冰,对于寻求更多天然气源的能源饥渴国家来说,这是一个潜在的爆炸性突破,但也可能引发“北京领土野心”与世界其他国家和地区之间的紧张局势乃至冲突。那么,可燃冰到底对中国与区域安全有何影响?

一方面,中国的能源瓶颈有望借此大幅缓解,有利于我国国家安全。一旦可燃冰开采商业化获得突破,中国未来进口石油的数量、节奏、供应方就可以随时调节,这会成为我们新的外交资源。随着可燃冰开发的进步,我国有望在供给和需求两端都形成优势,我们的原油期货合约的影响力将大增,这有利于我国获取全球能源的定价权。如果实现可燃冰商业化开发应用,还可优化我国现有能源供给结构。但是,中国目前面临非常规天然气储量与产量之间的矛盾,即巨大的页岩气与可燃冰储量并不能低成本地转化为消费商品。

另一方面,较强的科技实力将使我国在南海海洋资源开发等领域占据主动和先机,这等实力是其他南海主权声索国短期内所望尘莫及的。而这既最容易为他国所观察和感知,也是一种对一些声索国非法占据行为的“成本强加”,使其非法占据所带来的收益逐渐被成本抵消乃至入不敷出。这样,南海的对峙将成为综合国力的对峙,而中国在这方面无疑具有绝对的优势。从而有助于推动“搁置争议、共同开发”获得各方真正认同和落实。与此同时,持续有效的南海资源开发和利用也将大大加深和强化国际社会对我国行使南海主权的印象与认同。

当然,南海可燃冰资源的开发将提升南海区域的资源禀赋,南海的地缘重要性将更上一层楼。周边国家、特别是南海主权声索国以及美国尤其关注中国在南海的可燃冰开发利用。相关国家对南海资源的觊觎将更加迫切,域外国家如果试图介入南海议题,也将会更多地从能源开发衍生出的地缘视角来认知南海争端。

会动谁的奶酪

衡量可燃冰是否能对地缘政治与经济秩序产生巨大影响,标准在于其能否大规模商业开发、能否盈利。一旦天然气水合物的商业开发获得突破,其对全球能源市场的影响是惊人的。

一是将加速全球能源格局的调整。如果能够克服技术和经济障碍,日本、中国和印度等未能复制美国页岩革命的能源进口国将具有很大的优势。谁率先以成本比较优势获得大规模商业应用,谁就能在大国博弈中占据战略主动和优势地位。可燃冰将加剧由页岩革命开启的世界能源市场由卖方市场向买方市场转变的进程,传统能源消费大国将可能转身成为非常规天然气开发大国,并可能实现对外出口,能源开发将更加去中心化、多元化与分散化。

二是在地缘政治上激化能源陆权与海权的博弈。页岩革命已经显露出对俄罗斯、中亚、中东等传统油气出口国的冲击,后者还面临着欧洲天然气需求下降、俄欧能源基础设施投资与建设式微、中国能源需求增长终将放缓等挑战。如果说页岩革命体现的是能源陆权内部传统力量面临非常规力量的搏击,那么可燃冰等海上为主的非常规能源一旦异军突起,传统陆权能源出口国将面临非常规陆权与海权能源力量的联合围剿。

可燃冰的大规模开发会促进更多国家实现“能源独立”,从而带来更多的外交独立。若美国实现可燃冰大规模开发,则在页岩革命基础上如虎添翼,提前实现能源自给,还会出口更多的天然气到欧洲与亚洲,降低天然气消费国对俄罗斯、中亚、中东、澳大利亚与非洲的依赖。不过,天然气市场的竞争日益激烈后,美国新的天然气供应量也可能会带来新的悖论,即增加而非减少欧洲对俄罗斯与其他传统天然气出口方的依赖。因为传统天然气出口国为了应对非常规天然气的竞争会降价以保住市场份额,从而让欧洲等天然气消费国获得新老天然气出口国的价格战红利,毕竟距离更近的俄罗斯比美国更具有成本优势,甚至让俄罗斯等国家将价格优惠作为拉拢欧洲的杠杆。

三是可燃冰商业开发不仅会冲击常规天然气出口国,更会动液化天然气(LNG)、頁岩气等出口商的奶酪,美国、俄罗斯、澳大利亚、卡塔尔等国的LNG项目将受到冲击。

不过,俄罗斯“西伯利亚力量”陆地天然气管道2019年有望对中国供气,而天然气水合物的大规模商业化利用最早也要到2030年,所以俄罗斯天然气工业公司并不担心与中国的天然气贸易会受到天然气水合物的影响。而且天然气水合物具有开发周期长与开发成本高等致命弱点,加上中俄已经签署了合同(有合同锁定功能),中国有法律义务从俄罗斯购气,否则会面临能源纠纷与法律责任,因此天然气水合物对中俄天然气合作的影响具有相对性。

风险控制将影响其前景与命运

虽然可燃冰开发会带来一系列机遇,但其潜在风险亦不可小觑。

一是可燃冰的主要成分甲烷本身也是一种温室气体,在大气中吸收太阳辐射的能力是二氧化碳的25倍。一些研究人员表示,天然气水合物破裂释放的甲烷可能会加剧全球变暖。此外,有学者认为大陆边缘海底滑塌可能与天然气水合物破裂引起的沉积物不稳定有关。有证据显示,这种水下滑坡已经发生。地质学家认为这么多沉积物的运动也可能引发海啸。因此,对天然气水合物的风险控制,将影响到其未来开发利用的前景与命运。

但外界也不能因噎废食,夸大天然气水合物的环境风险。在过去十年,美国地质调查局的天然气水合物项目参与了阿拉斯加北坡和墨西哥湾、印度洋等地的能源研究,并在波弗特海等地对天然气水合物与气候的相互作用进行了研究。今年2月,美国地质调查局和罗切斯特大学的研究发现,天然气水合物分解不太可能导致大规模温室气体释放。目前海洋变暖可能导致天然气水合物矿床在某些地方崩溃,然而,天然气水合物降解向海洋排放的甲烷远远低于人类活动的温室气体排放,而天然气水合物释放的大部分甲烷也不会到达大气。相反,甲烷通常留在海底沉积物中,溶解在海洋中,或者通过沉积物或水柱中的微生物转化为二氧化碳。

二是相对于传统油气等化石燃料,可燃冰具有潜力巨大、分布广泛、更加清洁的优势,但是其劣势也比较明显,即开发利用的难度与成本高、风险较大、配套设施不完善,短期内缺乏足够的市场竞争力;相对于风能、太阳能等可再生能源,可燃冰也具有可持续强等优势,但劣势依旧是其开发利用难度高、风险大。

目前,天然气水合物的生产成本约为每百万英热单位30至50美元,而目前的亨利枢纽价格约为6美元。国际能源机构估计,一旦实施了有效的开发方式与流程,甲烷水合物产生的天然气每百万英热单位的成本可控制在4.7至8.6美元之间。不过尽管最近获得一些进展,但可燃冰的商业性大规模开发在未来10至15年内仍然难以实现。日本认为到2018年才能实现商业开发;而美国地质调查局估计,在2025年左右,有“政治意愿”追求可燃冰的国家才有望实现商业开发。我国初定于2020年实现可燃冰工程性试采、2030年实现商业性开采。为实现这个并不保守的目标,需要掌握更多的可开采资源储量,大幅度降低开采成本,这有待勘探理论和开采技术取得更大突破。

三是天然气开发过热,可能催生需求泡沫。英国石油公司(BP)《2016年技术展望》指出,到2050年,利用未来的技术进步和新发现,可再增加2.7万亿桶油当量的技术可开采量。鉴于各国越来越多地限制碳排放——通过减少能源使用和转向低碳燃料,因而所有这些资源不太可能都将被需要。虽然中国与中东等大部分地区的天然气消费都在增加,但是天然气消费增长速度赶不上天然气供应的增速,会使得价格低迷、供过于求的天然气市场形势长期严峻。

非常规天然气开发的进步,如页岩气与潜在的可燃冰等的出现,对世界能源资源开发的心理冲击无疑将是深远的。IHS能源咨询公司全球天然气总经理斯托帕德表示:“可燃冰将是对油气峰值理论的最终反驳。”油气峰值理论、气候变化理论将不再时髦,人们开始萌生盲目的技术乐观主义心态,以为随着技术的进步,人类能够获得更多取之不尽用之不竭的能源。对于中国而言,可燃冰的大规模开发利用将为中国减轻气候环境污染提供潜力,关系到中国未来的绿色发展和国家能源安全。但是在油气价格低迷的背景下,开发回报尚未知的非常规能源面临政策风险与市场风险。我们也要避免“可燃冰陷阱”,即对可燃冰进行无底洞的长期高风险投入,回报则遥遥无期,进而陷入欲罢不能的境地。

未来,可燃冰等非常规天然气资源将继续以史无前例、日新月异的方式塑造能源市场。从一定程度上看,关于可燃冰的竞争是未来能源潜力变现的比拼,是经济转型与新经济增长点结构调整的竞赛。很多国家正在寻求将天然气纳入经济发展的轨道,比如中国和美国都很重视天然气交通工具的发展,都重视将非常规天然气作为下一波能源革命的突破口。天然气现在是全球气候变化谈判中更为关键的一部分,在这种情况下,各国正在寻求将天然气作为减排与低碳发展的重要工具,将可燃冰等非常规天然气作为促进经济转型的重要载体。但是,影响可燃冰开发利用前景的几个关键问题仍然存在,其核心在于国家是否以及如何重视对可燃冰的开发,能源政策是否重新调整,以及对其战略优势是否有足够的乐观预期等。可燃冰作为能源队列的预备役,能否顺利转正、荣立新功,甚至成为技压群雄的“冰雪皇后”,仍需拭目以待。

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