2010年能源行业社区领袖寄语:不确定世界中天然气的角色
法国天然气苏伊士集团(GDF Suez)董事长兼首席执行官 热拉尔·梅斯特雷(Gerard Mestrallet)
由国际能源署(IEA)发布的《2010年世界能源展望》开篇就谈到,“能源世界正面临着前所未有的不确定性。2008-2009年的全球经济危机让世界能源市场陷入混乱,全球经济复苏的步伐对未来几年的能源前景至关重要。但政府及其应对气候变化和能源安全双重挑战的策略将长期影响能源的未来。”
这并非第一次提到“能源行业面临不确定性”——可追溯到上世纪70年代和80年代的石油危机。然而,当今能源行业的不确定性达到了巅峰。对于一个需要长期投资且花费较长时间才能盈利的行业来说,不确定性尤其危险。
显然,全球天然气市场笼罩着很大的不确定性。全球经济衰退期间,天然气需求下降,以及液化天然气供应增加,加之价格低廉的非常规天然气,这些都让天然气市场结构承压。欧洲和亚洲的大部分天然气供应都是在长期合约下进行的,其价格与石油的价格联动。这些合约的达成是为了增加能源安全,并降低供应商和采购商的风险,但目前却受到来自供求不平衡的压力。当前欧洲天然气现价价格低于与石油挂钩(oil-indexed price)的长期合约价格。
主要能源产业的发展——石油、天然气或电力——都不局限于现货市场。在竞争与安全之间寻求平衡对了解现货市场以及长期合约在全球天然气贸易中的作用尤为重要。
在天然气市场中,长期合约对于保障长期供应安全至关重要,因为欧洲和亚洲市场未能为强劲的现货市场提供所必要的流动性。根据这些长期合约的精神,报价必须考虑到当时的市场形势和市场发展趋势,并具有竞争力。虽然价格水平仍是首要的争议和讨论话题,但我们也可以采用价格指数来考虑发展天然气发电。
液化天然气市场象征着天然气市场全球化的开始,而天然气市场的全球化又为各利益相关者提供了诸多机会。尤其是,亚洲液化天然气市场是一个高价、高利润的市场(a premium market),其液化天然气的价格高于欧洲或北美。当下天然气供需失衡的解决方案,以及天然气现价与石油指数化价格之间的未来关系都将很大程度上取决于未来亚洲液化天然气市场的变迁。
尽管液化天然气崛起,但管道仍然是天然气行业的骨干。虽然管道运输不如液化天然气储罐那么灵活,但却通常是成本最低的方法,这取决于地理位置。从北溪(Nord Stream)项目开始,欧洲发展了许多新的天然气管道项目,有助于改善天然气管道输送能力并保证供应安全。近来新兴市场达成了新管道协议,尤其是俄罗斯与中国之间的天然气管道协议,凸显了在21世纪能源版图中天然气所处的重要地位。
价格竞争力、供应安全与环境质量不仅是社会目标,也是全球能源行业所面临的挑战。然而,这些目标并不总是相容的。对环境有利的解决方案,如光伏太阳能(photovoltaic solar energy),却可能对价格竞争力产生很大的影响。其他有利于供应安全的解决方案,如使用本地煤炭,却可能对环境不利。能源安全与环境也可能产生冲突,比如当电力系统过于依赖间歇性可再生能源时。
虽然目前并没有一个理想的解决方案能够同时实现上述三个能源政策目标,但最好的情况是实现解决方案的最佳组合。能源效率将发挥关键性作用,但即使是能源效率也有很高的代价。显然,不消费能源是成本最低的选择,但降低能源消费通常需要投资,而投资成本仍然是许多节能措施的瓶颈。
煤炭、石油和天然气都将继续发挥重要作用,尤其是天然气。储量丰富、价格合适以及可接受——天然气是绝佳的能源。天然气比煤炭清洁,天然气发电相对较快且建设成本较低;而北美“页岩气”革命点燃了希望——即全球的地质构造中富含天然气。对每吨二氧化碳征收数十欧元的碳税而言,用天然气替代煤或燃料看似一个非常“生态”的解决方案。
这些内容是今年《能源展望》报告将讨论的话题。我们希望,对全球天然气市场的分析以及领袖的观点,将有助于澄清复杂且重要的全球能源行业及其所服务的市场的不确定性。
执行摘要
几年时间就能让全球主要能源市场之一发生巨变。非常规天然气生产的进步——页岩气、致密地层天然气(以下简称“致密气”,tight gas)和煤层气(CBM)——加上日益增加的液化天然气产能,改变了人们对全球天然气市场根深蒂固的看法。长期以来,从环境的角度来看天然气一直被视为首选的化石燃料,因为天然气的温室气体和其他污染物排放都低于煤炭或石油。近来天然气生产技术的进步意味着与几年前的预测相比,天然气也可能更容易获取,甚至价格可能更低。
丰富的天然气资源
如今,天然气满足了全球24%的一次能源(primary energy)需求。虽然超过半数的常规天然气储量位于俄罗斯和中东,但非常规天然气的出现正快速增加了全球可采天然气储量。当包括非常规天然气资源时,全球可采天然气储量预计将翻一番——这使全球可采天然气总储量以当前的生产率来计算可供开采大约250年。
2007-2008年北美的非常规天然气潜能显现了出来,北美仍然是非常规天然气革命的中心。有两种技术是释放页岩气潜能的关键。一是水平钻井(horizontal drilling)技术,指垂直钻孔进入烃源岩(source rock),然后水平钻孔以获取更多的储量。二是水力压裂(hydraulic fracturing)技术,指向地下岩层注水使烃源岩破裂,并让天然气能够到达井眼。这两种技术都经过验证并沿用已久。但关键性突破还在于这两种技术的结合。
在北美,页岩是非常规天然气最丰富的来源。“页岩气之风(shale gale)”完全改变了北美天然气市场。页岩气生产的进步使北美可开采天然气储量的估计量增加了一倍多。就在几年前,人们普遍预期北美需要大规模进口液化天然气来替代国内日益下滑的天然气生产。相反,2008-2010年页岩气产量翻了一番,而今其产量占北美天然气产量的1/4,而在2000年该比例只有2%。大多数页岩气的生产成本也低于常规天然气,至少在北美是如此,这主要是得益于页岩气生产工艺的高效。
当企业与政府开始探讨如何将北美的经验带到世界其他国家时,“页岩气之风”开始吹向全球。欧洲正在对非常规天然气资源进行评估,初步结果显示,欧洲的非常规天然气资源可与北美媲美。然而,这并不意味着欧洲的非常规天然气资源能够达到北美的规模。
在欧洲,非常规天然气的开发(包括页岩气和煤层气)面临多个挑战,包括地下矿权归政府所有、人们不熟悉陆地钻井技术(onshore drilling)、生产成本较高以及需要新建基础设施。虽然如此,陆上天然气生产前景仍具吸引力,尤其是就替代欧洲日益下滑的常规天然气生产和提供额外供应选项而言更是如此。
亚洲也拥有页岩气和煤层气资源潜力,尤其是在中国。对亚洲非常规天然气资源的可靠预估还需要一段时间。煤层气仍处于开发周期,澳大利亚在这方面处于领先地位。2010年,澳大利亚批准了世界上首个基于煤层气的液化天然气项目,未来还将有更多这样的项目。
即使在注意力转向本地生产的非常规天然气,液化天然气仍然是天然气供应的重要来源,且重要性日益上升。2000-2010年的十年间,全球液化天然气贸易翻了一番,预计到2020年将再增加50%。卡塔尔在液化能力方面仍将处于领先地位——其液化能力达到了7700万吨。未来澳大利亚有望成为液化能力提高最快的国家。日本和韩国仍然是液化天然气最大的市场,但亚洲其他国家正迅速地增加再气化能力(regasification capacity)。
中国已签署了许多供应合同。目前中国有3个正在运营的液化天然气进口接收站(LNG import terminals),另外5个将在2013年前试运行,以满足日益增加的供给。同样,印度也增加了其液化天然气进口能力。预计泰国2011年开始进口液化天然气,而印度尼西亚、巴基斯坦和新加坡将在2013年前开始进口液化天然气。浮式再气化(Floating regasification)技术为液化天然气打开了较小的市场。通过浮式进口终端和陆上再气化(onboard regasification),中东和南美洲已成为液化天然气供应的新目标市场。
与此同时,洲际管道(intercontinental pipeline)仍将是全球天然气业务的主要干线。现有的管道——尤其是从俄罗斯通往西欧绵延数千英里的天然气管道干线——提供了液化天然气和非常规天然气必须配备的不可改变的输送线路。因为俄罗斯和中亚的新增天然气产量寻求市场(朝西进入欧洲,朝东进入亚洲),所以需要继续努力建设新的输气管道。输气管道的建设不仅是天然气这种大宗商品供求关系的结果,而且也是各国政府间关系,产业之间的合作关系以及寻求长期稳定和安全的体现。
不同的需求增速
与天然气供应的革命性变化不同,预计天然气需求的增长是渐进的。天然气的基本用途预计将保持不变——住宅和商业应用中的空间加热和水加热,工业应用中的燃料和原料(feedstock)以及发电。在拥有成熟的天然气输送网络的经合组织国家,天然气需求增长最为强劲的领域预计是发电。
在美国,低成本的页岩气是可再生电力和新核能的强大竞争对手。然而,欧洲天然气能源的增长可能受到寻求零碳发电(而非低碳发电)的环境政策的约束。在发展中国家,预计各行业对天然气的需求将增加,主要是因为经济增长以及天然气输送设施的增加。
运输业是一个可以开发天然气新用途的行业。目前天然气汽车仅占全球汽车总量的1%。在巴基斯坦、阿根廷、伊朗和意大利等国家,政策、税收优惠措施和加气设施都为使用天然气汽车提供支持,因此在这些国家天然气汽车较受欢迎。在一个中心站加气的车队中,天然气汽车也表现良好。
使用天然气动力的电动汽车是提高交通运输行业中天然气使用的另一途径。利用天然气为交通运输发电是高效的,因为更为高效的电动机——相对于内燃机而言——不仅仅弥补了发电站转换效率和输电损耗。气变油技术(Gas-to-liquids (GTL) processes)和天然气蒸汽转化制氢是提高交通运输行业中天然气使用比例的另外两条途径,但它们却面临着巨大的成本挑战。
市场结构挑战
全球经济衰退过程中天然气供应的增加对天然气市场的某些长期信条形成了挑战。尤其是,价格较低的大量现货天然气对长期合同的结构——交付条款(delivery provisions)相对不灵活——形成了挑战,这在欧洲和亚洲普遍存在。虽然现货市场日渐活跃,但长期合同仍是首要策略,可以为供应商提供有保障的需求、为客户提供有保障的供应,以及为基础设施建设和能源安全提供资金。然而,在过去两年中,市场则通过在合同中增加灵活性的谈判来应对不断变化的市场形势。
与石油挂钩的天然气价格是天然气市场的一个特色。在北美以外地区,长期合约的天然气价格长期与石油价格挂钩。然而,当石油和天然气市场的基本面出现分歧时(就如过去三年所发生的),价格联动机制就会被破坏。尽管石油与天然气价格的联系可能被大家普遍接受,但这种联动机制的性质却不断发生变化。增加灵活性可能是未来合同所必须的,因为新开采的大量天然气能够在市场中反映出来。
第一章 天然气新时代
引言
迄今为止,21世纪最大的能源创新是一种燃料,这种燃料成为能源结构的一部分已有数十年的历史——它就是天然气。近来,非常规天然气生产的进步——包括致密气、煤层气,以及尤其是页岩气——是革命性的。“页岩之风”正吹遍北美大陆。由此带来的供应前景和天然气的基本经济要素(fundamental economics of natural gas)的变化正影响欧亚液化天然气和管道市场。此外,它们还对整个能源格局(energy spectrum)产生了影响,影响了从风能到核能的竞争性技术的前景。欧洲和亚洲的非常规能源生产潜能改善了天然气的未来前景,发展定位为相比几年前所预测的更加丰富和相对便宜的能源。
非常规天然气生产的创新是以界定现代天然气产业的其他两种技术为基础的。当前长输管道(Long-distance pipeline)让全球的天然气生产商跨越远距离进入天然气市场——的确长输管道使这些市场成为可能。液化天然气已进一步拓宽,并使天然气运输和贸易多元化,使形式上分割的大陆市场连接成为一个相互联系的全球市场。
天然气供应与输送方面的进步与人们对气候变化及其他环境问题的担忧是一致的。在化石燃料中,天然气产生的温室气体排放量最少。此外,天然气导致更少的本地污染,所排放的二氧化硫、氧化氮、颗粒物和金属都比煤炭或石油少。当天然气用于现代联合循环电厂(combined-cycle power plant)发电时,天然气发电效率要高于其他化石燃料,进一步减少发电过程中的温室气体排放量。总而言之,现代燃气发电的温室气体排放要比燃煤电站每兆瓦小时发电量所排放的温室气体减少一半还多。这些特点使天然气成为减少温室气体排放的一个理想选择,尤其是在电力行业。亚历山大·梅德韦杰夫(Alexander Medvedev)在其论文《天然气在气候变化和降低二氧化碳排放中的作用》中将天然气描述为“解决气候变化问题的成本适中的解决方案”。
考虑到天然气的环境效益、不断增加的可得性(increasing availability)以及成本优势,它将如何适应低碳未来?目前多数针对低碳的讨论都集中在零排放技术上,如风能、太阳能和核能。天然气通常已经成为在全球政策讨论中没有发言权的燃料。本期《能源展望》着重分析天然气在变化世界中的机会,以及近来天然气生产的进步将如何改变全球买卖和使用天然气的方式。
本报告分为五章:
• 第一章介绍了天然气市场和贸易的基本情况。
• 第二章论述了目前非常规天然气供应革命以及液化天然气在供应不断变化的环境中所发挥的作用。
• 第三章从地区和行业视角分析了天然气需求的发展趋势。
• 第四章论述了不断变迁的供需模式如何改变全球天然气买卖方式的性质。
• 最后一章得出了结论,并向政策制定者和天然气行业提出了问题。
天然气的供求
天然气是全球经济的支柱,为全球提供了24%的一次能源。但各国的能源结构有很大的差异——天然气在中东的比重高达47%,而在亚太地区的比重仅为11%。其他市场则介于两者之间,欧洲和欧亚大陆的天然气比重为34%,北美为28%,而拉丁美洲为21%。
大多数常规天然气资源都位于前苏联和中东。实际上,俄罗斯、伊朗和卡塔尔等三个国家的储量占世界探明常规天然气储量的54%。[1] 其他天然气生产大国包括美国、加拿大、挪威、英国、印度尼西亚和阿尔及利亚。直到最近,关注的焦点一直都在这些常规天然气资源上。
非常规天然气生产的进步意味着需要对传统的“已探明储量”的估计值进行重新审视。直到最近,已探明储量并不包括非常规天然气资源。国际能源署估计,可开采的非常规天然气资源与已探明储量的估计量合计可能使全球天然气总储量几近翻番,使全球天然气总储量估计量提高到相当于250年的产量(按照当前产量)。1 “天然气高峰(peak gas)”是目前行业讨论中闻所未闻的提法。与常规天然气相比,我们认为,非常规天然气资源的地理分布更分散。
天然气的运输一直是挑战。许多重要的天然气产地并不临近主要的需求中心(见图1)。大部分天然气都是通过绵延数千公里的管道运输。通过将天然气冷却到约
图1:2010年天然气产量(按地区划分)
(单位:10亿立方米)
来源:IHS剑桥能源研究协会
[1] 国际能源署,2010年世界能源展望,第187页。
(未完待续…)
英文链接:http://www.weforum.org/reports/energy-vision-update-2011-new-era-gas?fo=1
责任编辑:夏雨