什么是美国页岩油气革命？它对中国有什么影响

“页岩气革命”不仅将改变整个世界能源市场分布及利益格局，也会降低中东石油的重要性，从而引发这个地区的地缘政治革命。而且它也可能让美国经济复苏由以前的恶性循环走上良性发展之路，从而使得“汽油美元”从天而降。

为了加快页岩气的开发利用，国家发改委和国家能源局于2009年9月开始，研究制定了鼓励页岩气勘探与开发利用的政策。国家能源局设立页岩气勘探开发关键技术研究项目，加大科技攻关力度,突破核心技术，旨在加快我国页岩气勘探开发步伐。页岩气专项发展规划及相关政策正在编制和研究中。

扩展资料：

从页岩层中开采出来的天然气，成分以甲烷为主，是一种重要的非常规天然气资源。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。

较常规天然气相比，页岩气藏具有自生自储特点，页岩既是烃源岩，又是储层，不受构造控制，无圈闭、无清晰的气水界面。

页岩气埋藏深度范围大，埋深从200米到深于3000米。大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气，具有开采寿命长和生产周期长的优点。

页岩气的开发，特别是美国页岩气产量的急剧增加，使这个大多数人还十分陌生的能源话题成为热门。悄然降临的“页岩气革命”开始对全球天然气供需关系变化和价格走势产生重大影响，并引起天然气生产和消费大国关注。

页岩气的开发利用，成为低碳经济战略发展机遇的推动力，成为世界油气地缘政治格局发生结构性调整的催化剂。

——页岩气革命

20世纪60年代，石油取代煤炭成为世界第一大能源，世界石油消费量迅速增长。可以说，从1970—2005年，世界石油消费量稳定快速增长，而且每10年就有一次跨越式的发展。据国际能源机构统计，1970年，全球石油消费量为22亿多吨，2005年增至38亿多吨，从中可以看出这一增长速度。

世界油气供求状况1

世界油气供求状况2

从世界石油产量与消费量的对比情况来看，由于世界石油产量的稳步增长，全球石油的供求基本平衡，产量略大于消费量。

但由于石油资源的分布特点，造成了生产国和消费国的局部供需不平衡。欧洲、亚太和北美地区始终是石油资源的主要进口地区，表现为产量不能满足消费需求。当然，随着欧洲及欧亚大陆地区对于天然气资源的利用，以及俄罗斯地区油气资源的开发，其需求缺口有所缓和。而亚太和北美地区需求缺口在总量上不断增加，亚太地区由于中国、印度等发展中国家经济发展对能源的需求，更造成了近年间该地区石油需求的增长。

需求因素在石油供需格局中始终居于主导地位。局部供需不平衡，再加上地缘政治、突发事件、投机与消费者心理等因素，造成了历史上数次油价的大幅波动。

天然气市场全球化趋势开始显现。一直以来，世界天然气市场呈明显的区域化市场特征。从消费上看，世界天然气消费市场主要在北美和欧洲，其消费量约占70%以上，主要为管道天然气。亚太地区天然气消费量只占14%，主要为液化天然气（LNG）。从供应上看，北美和欧洲地区的天然气基本能自给，而亚太地区的天然气供需存在较大缺口。不过，最近几年来一些跨洲、跨海的长输天然气管道建设呈现出加速态势，LNG生产与运输成本下降，天然气价格上升，全球LNG的生产和贸易日趋活跃。美国、欧洲出于对能源供应多元化的考虑，越来越重视LNG的引进，LNG正在成为世界油气工业的一个亮点。这将有利于天然气全球化市场的形成和发展，从而提高天然气特别是LNG在世界一次能源消费中的比重。

1石油需求量未来变化趋势预测

根据BP公司2013年的能源统计报告，从中可以得到从1980年至2010年间中国石油消费量值见表4-16。

表4-16 中国石油历年消费量统计　单位：106t

数据来源：BP Statistical Review of World Energy June 2013 和中国国土资源综合统计。

将表4-16数据做散点图，见图4-9。可见，1980年至2012年间的消费量的变化趋势基本呈现指数变化规律性，所以可以使用回归预测模型。

图4-9 中国历年石油消费量散点图

利用SPSS 190软件，将表4-20中的数据进行处理，得到不同回归模型的可决系数（R2）和拟合度结果状态值，包括线性、二次、三次和复合函数的回归模型。而二次回归的可决系数R2=0996；单因素方差分析时F=356608很大，F＞F005（r－1，n－r）或p＜005，表现出因素具有显著影响力特征。因此，中国石油消费量1980年至2012年间的回归预测模型见公式（4—8）。

y=043x2－2261x+87281。（4—8）

而且， ＝33158。

所以可以使用预测模型公式（4—8）进行中国石油消费量的回归预测。预测结果见表4-17。

使用灰色预测方法，中国石油的生产量符合“灰因白果律”的灰色预测事件。本次预测的X(0)（1）即为1980年的消费量值，即 (1)＝854；t为1取到33的整数。可得GM（1，1）预测模型公式（4—9）。

中国油气战略储备研究

检验计算，平均相对残差值为00056，小于005。

后验差检验计算结果显示C＝0086＜035。

小误差概率检验计算P消费量＝09944＞095。

说明中国石油消费量的G M（1，1）模型公式（4—9）精度为一级。用此模型进行预测计算结果见表4-17。

表4-17 中国石油消费量预测值　单位：106t

由表4-17可见，中国的石油消费量到2015年将达到（5631～5844）×106t，2020年增至（7174～8004）×106t。

2天然气消费量未来变化趋势预测

根据BP公司2013年的世界能源报告公布的数据（表4-18）做散点图（图4-10）可以看出，中国天然气需求变化趋势规律性较强，使用回归手段进行预测即可。

表4-18 中国天然气历年消费量统计　单位：109m3

数据来源：BP Statistical Review of World Energy June 2013。

利用SPSS 190 软件，将表4-18 中的数据进行处理，得到不同的回归模型可决系数（R2）和拟合度结果状态值，包括二次、三次、复合函数和指数函数的回归模型。而三次回归的可决系数R2=0993最大；单因素方差分析时F＞F005（r－1，n－r）或p＜005，表现出因素具有显著影响力特征。因此，中国天然气消费量1980年至2012年间的回归预测模型见公式（4-10）。

图4-10 中国历年天然气消费量散点图

y=0013x3－0436x2＋4292x＋3665。（4-10）

而且， ＝229223。

所以可以使用预测模型公式（4-10）进行中国天然气消费量的回归预测。预测结果见表4-19。

表4-19 中国天然气消费量预测值统计　单位：109m3

表4-19中数据显示，中国的天然气消费量将呈现快速上升趋势。2015年达到约200×109m3，到2020年升至约340×109m3。

由表4-11和表4-19数据共同的显示，按照目前中国的天然气需求量和生产量的增长速度推算，中国的天然气市场又是一个继石油市场之后的供小于求的市场，到2015年供求将产生约22×109m3差额空间，到2020年这个缺额达到76×109m3。

综上所述，在未来的10年中，中国的石油和天然气需求量将稳步提升，而同时生产量的提升速度小于需求量的提升速度。未来中国的能源市场中的天然气的进口依存度将大幅提升。

到达目的地的原油总是立即被送往炼油厂进行加工处理。一些发达国家通常会为自己储备相当于三个月进口量的石油产品（石油和石油化工产品），自1968年以来，这种储备已成为欧洲共同体的必备。各国所采用的战略储备方式不尽相同，既有国家层面的，也有民间组织层面的，也有两者兼而有之进行储备的。比如在法国，民间组织的石油储备责任是确保各地区10天的石油消费量和15天的柴油和民用燃料用量。石油产品储存在大小不等的罐内，它们大多深埋地下。石油储备中心的管理者们的主要关注点就是安全和保密。防火自然是首要因素；但是也要严防土地和水域石油泄漏的危险，对这些储存罐应进行有规律的监测并注意防腐。

液化天然气的储存与输送。在过去的40年中，人们已经成功而安全地跨越辽阔的海域输送了大量液化天然气，这些双壳结构的船都是专门为液化天然气的输送而设计建造的。在陆地，液化天然气在特别设计建造的双层储存罐内在常压大气压力是地球大气层内任何一个给定点的压力。在绝大多数情况下，大气压力与测量点之上的空气重量产生的水静压力值非常接近。低压区域的位置上方压力低于大气压，而高压区则在其上方出现了高于大气压力。同样，随着高度增加，上覆的大气变薄，所以气压将随高度增加而减小。在横剖面上，1平方英寸的空气柱是从海平面到大气层顶部测定的，其重量约为1461磅力。1平方米（11平方英尺）的空气柱约为110千牛顿（相当于海平面处的102吨质量）。条件下储存，绝大多数储存罐的混凝土外壁可厚达3英尺，罐内壁是用镍合金钢制成，这种特殊设计制造都是为确保液化天然气的低温保存。一旦在内壁出现破裂，则内壁与外壁之间的空间都会被液化天然气充填，人们用精密的监测系统对任何内部裂隙进行不间断的监测。用泵将液体从储存罐中抽出，并加热使其气化，液化天然气就可以转为天然气，然后，通过天然气管线把这些气体输往民用和商业用户。但在一些情况下，在技术上难以完成天然气管线的铺设，或者投资过于巨大，比如从尼日利亚向欧洲送气，或从卡塔尔向日本送气。为了解决这类问题，人们采用了在海上运输液化天然气的方法。天然气会占据大量空间，在它装船运输之前就必须进行浓缩处理。两个基本的方式为：（1）将天然气转变为液态化工产物，如氨水或甲苯，或者复合型液态烃类物质；（2）将其低温冷却液化（在-160℃状态下），并用液化天然气罐进行运输。由于已经新建了大量的液化加工厂，所以液化天然气罐的数量也相应地迅速增加。液化天然气罐的制造使用了先进技术，但也要极其昂贵的材料（如特种钢材）来制造，这些材料需要耐极低的温度，这些罐还需要极佳的保温性能，这意味着液化天然气罐的运输费用是同样体积石油运输费用的4～5倍之多。

然而，即使这么高的投资，液化天然气工业出色的经济灵活性和地缘政治优点使其在当今世界大获成功。一个需要进口液化天然气的国家必须修建一些特殊的港口，称为液化天然气终端站液化天然气被用于天然气的远程运输，通常是跨海运输。在绝大多数情况下，液化天然气终端是为液化天然气的进口或出口专门建造的港口。，在那里从船上卸下液化天然气罐。这些终端站有三种设备：（1）液化天然气卸载设备（尤其是液化天然气罐的喷射加防冻保暖层，可以用泵压通过管线将液化天然气从罐内抽提到陆上的装置）；（2）液化天然气储存罐；（3）液化天然气的再气化装置，将气化后的液化天然气通过管线输往进口国的天然气管线配送系统或直接输往主要的消费处（比如发电厂）。在气化加工过程中，1立方米的液化天然气在大气压力下可以气化为600立方米的天然气。与石油不同，天然气在常温常压下为气态，这意味着，就相同质量的能量而言，它所占的体积是石油体积的600倍。所以，毫无疑问，输送气态天然气租用交通工具的费用将是石油的600倍之多。

液化天然气是怎样运输的？液化天然气的运输需要大型的、特殊设计的船，这些船是双壳的，装载能力为138000立方米或更大。这种船上固定着一套特殊的罐装储存系统，可以在里面以大气压和-160℃状态储存天然气。全球目前有130艘液化天然气运输船，还有50多艘的购船订单。

液化天然气罐的类型。造船者们可以选择两种技术方式：具独立分隔舱的液化天然气罐，更常见的是球形罐，可以安装在船壳内。在船壳内的液化天然气罐具有特殊的内层，它由镍或特种钢制成，用特殊钢材将船舱分隔开来，以保证它们彼此不渗漏，并能耐受-160℃的低温，确保船壳内部的保温。一艘标准的液化天然气油罐船卡塔尔拥有迄今世界上最大的液化天然气船。第一艘Q-Max（266000立方米）的船名为“Mozah”。（135000立方米）的运载能力仅仅是运输相当能量的油轮体积的一半，但前者的造价却是后者的3倍之多。在过去的40年中，人们已经跨海6000万英里安全地输送大量液化天然气。这些双壳船体的罐装船是为运输液化天然气专门设计建造的。在陆地，液化天然气储存在大气压条件下特殊施工建造的双层壁的储存罐内。

绝大多数这种运输船的外壁厚达3英尺，内壁用镍合金钢特殊设计建造，可以保证液化天然气的低温状态。一旦内壁出现裂隙，所有的液化天然气都会灌入内壁与外壁之间的空间。精确的监测系统可以对内部裂隙实施全天候监控。可以用泵将液化天然气从储存罐抽出，然后加热使液体气化。这些天然气就可以通过管线输往民用与商业用户。

球形液化天然气罐运输船的照片

天然气输送的安全保障。在陆地施工中，安全设计包括甲烷检测器、紫外线或红外线（UV/IR）火焰监测器，以及闭路电视系统。其他安全设计有厂区外监测、人员的专业培训以及终端性能升级。此外，对液化天然气进口终端的严格设计要素还包括对施工地点进行精确测量，不允许出现任何微小裂隙或设备缺陷。

液化天然气不具爆炸性、毒害性或致癌性。蒸发了的液化天然气比空气轻。如果出现微小的裂隙，液化天然气的蒸气就会上升并扩散，在空气中消失得无影无踪。虽然，一定含量的液化天然气蒸气团可能易燃，但是仅有的蒸气云会因其运移速度慢而不会发生爆炸。相反，汽油和燃料油都极具可燃性，它们的液体状态是有毒的。如果这些烃类泄漏，会对环境造成破坏。液化天然气由于本身不含氧而不会燃烧。天然气可在5%～15%这样小的天然气—空气混合比例区间内发生燃烧。如果混合气体内燃料浓度低于5%，则会因缺乏足够燃料而不会发生燃烧。如果燃料浓度大于15%，会因缺乏足够的氧气也无法燃烧。LNG的燃烧条件是必须被释放、气化、与空气按可燃比例混合，以及有点燃源。

液化天然气运输船都有哪些安保设计？运输船的安全系统分别由操作系统和装载系统控制。船的操作安全性包括灵敏雷达和精确的定位系统，它可以使船员们在航行中免受四周其他船的危害。而且，一旦船只遇到困难，船上的海难报警系统和无线电发射台就自动发出报警信号。装载系统的安全设计为一个功能强大的仪器程序包，当船的载货量超出了事先设计的参数时，它就会安全地关闭该系统。船上还装备有天然气和火焰探测系统。

看看下面的照片，你就会知道典型的液化天然气罐装船可能会面临什么样的危险……

“首先，我们看看这个足球场”

“想象一下，一艘液化天然气罐装船可以占据整个足球场”

“实际上，一艘标准的液化天然气罐装船的长度足有3个足球场那么大！”

液化天然气运输船的装载能力：一艘标准的液化天然气罐装船装载量可以超过3300万加仑液化天然气，它相当于200亿加仑的天然气。一艘液化天然气罐装船释放出来的天然气将是1944年把美国俄亥俄州东北部港口城市克利夫兰1平方英里面积烧成灰烬的燃料量的20倍！

“一艘标准的液化天然气罐装船（125万立方米）所装载天然气爆炸释放出的能量相当于70万吨TNT当量，或者相当于55颗投在日本广岛的原子弹的爆炸能量。”

管道输送被称为“第五大运输行业”，在中国政府工作报告中也曾提到：“积极发展综合运输，把铁路、公路、水路、航空、管道等运输设施有机结合起来，适当分工，合理分流，努力提高运输的综合效率。”显然，为了“提高运输的综合效率”，必须充分发挥各种运输设施的特长，如流体货物运输应“合理分流”给管道承担。现代管道已从陆地走进海洋，由一般地区伸入到沙漠腹地和崇山峻岭，已成为在陆地和浅海中运送石油和天然气等流体物质的最佳工具，大部分石油、天然气通过管道输送。可以说，管道运输架起了油气资源与人类文明的桥梁。与其他运输方式相比，管道输送流体货物具有明显的优势。

（1）运输成本低。铁路、公路及水路运输油气的载体是油罐车及油船，一部分能量要消耗在载体的移动上，尤其是需要空车、空船返回而不能连续运输。而管道输送的载体是管道本身，通过输油泵、压缩机直接推动油气昼夜不停地流动。只有远洋航行的大型油轮的运油成本比管道低，但却受到地域的限制。20世纪90年代，中国火车、汽车的运油成本分别是管道输油成本的15倍和20倍左右，国外约为4倍和8倍。

（2）占地少、投资小、建设快。铁路和公路每千米需长期占有土地约2万平方米，而管道施工时每千米临时占地1万平方米左右，并且竣工后95%以上的土地会恢复原貌。中国管道的建设投资和施工周期都只有铁路的一半左右。大庆至秦皇岛的原油管道长1152千米，管径720毫米，建成投产仅用两年左右的时间。若建设一条同样长的专用铁路，一般需3～5年。

国外油品运价对比（3）操作方便、运油量大，容易实现管理自动化。铁路油罐车通常一次可运2000吨左右的石油。若某油田年产原油2000万吨（大庆油田年产量约5000万吨），则每年需从油田开出10000列满载原油的油罐车，同时又返回同样多的空车。简单一算便知，相当于每天55列油罐车进出油田。这对铁路运输的压力是很大的，甚至是应接不暇了。然而，只要建一条管径为720毫米的管道，每年就可以轻轻松松地输送2000万吨原油。目前国内外先进的油气管道已实现站、场、库无人值守和全线自动化管理。

此外，长输管道一般埋于地下，流体货物被封闭在管道内而与外界隔离，因此一方面管道输送对环境污染小，另一方面安全可靠，不易受地面交通、气候及其他自然条件变化的干扰和人为破坏。

管道运输油气的缺点是只能定点输送，输送和输量的应变能力差。