美国能源生产状况和原因分析(1949年—2014年)
2016-05-14钟红英徐玉立
钟红英 徐玉立
摘要:近几年美国的能源产量快速增长,作为世界头号经济大国,其能源的生产状况对全球能源市场有着举足轻重的影响,所以有必要从历史的视角对其进行研究。文章对美国1949年~2014年这65年期间的能源生产情况进行整理,总结美国能源生产的特点,并从美国能源立法的角度分析其中原因,希望能对中国的能源能发展提供启示。
关键词:美国能源;能源立法
一、 2014年美国能源的生产情况
美国是世界上主要的能源生产大国之一,而且一次能源总产量稳步增加。2014年,美国一次能源总产量为87.15千兆英热单位(Quadrillion Btu),国内生产的能源大约满足了89%的美国能源需求,剩余的11%主要靠石油进口来解决。
如图1所示,2014年,化石燃料仍然是美国的主要能源,占一次能源总量的近80%,其次为可再生能源和核能,可再生能源主要包括生物能、水电、风能、太阳能、地热能等等。
美国各种能源探明储量丰富,大部分能源均在全球位居前列。其中,原油探明储量以365.2亿桶,全球排第八;天然气为338.264兆立方英尺,全球排名第三;煤炭储量更是以2 586.19亿短吨遥遥领先。 按照世界能源理事会的统计,美国国内经济可开发的水能为3 760亿千瓦时/年,排名居世界第6位 。从太阳能来看,美国是世界上太阳辐射能最丰富的国家之一。美国的西南部被称为“太阳能资源方面的沙特阿拉伯”,仅美国西南部适合修建太阳能发电厂的土地就有至少25万平方英里,这些土地每年接受的太阳辐射能量超过了4 500千兆英热单位。从地热资源来看,美国的可用地热资源为60至375夸特,相当于100亿至670亿桶标准油,可开发资源为24.5至56夸特,相当于42亿至95亿桶标准油。以美国当前能源消耗的速度,地热资源可供美国使用3万年。美国陆地风力潜能估计为80亿干瓦时,美国能源部估计美国风能潜力总计可超过每年10万亿千瓦时,是近年来美国各种能源发电总量的两倍还多。美国2014年的可再生能源总产量为9.655 946千兆英热单位,其中发电总量居世界第二。
1. 化石能源。由于美国的原油、天然气和煤炭资源储量丰富,而且原油、天然气是主要的消费能源,所以美国化石能源的产量也很大,尤其是经历了近40年的平稳发展,从2007年起由于页岩油气的开采取得突破,美国的油气产量迅猛增长,到2014年底达到69.169 305千兆英热单位。其中,天然气占38.33%,煤炭占29.33%,原油为26.51%,天然气厂液体燃料为 5.83%。
下面逐一分析每种化石能源的具体情况。
(1)干法生产天然气。美国使用干法生产的天然气从1949年开始经历了快速增长、减少、平稳、快速增长的过程。1973年达到峰值,后面开始急剧下降,直到20世纪80年代中期才逐渐稳定。1986年开始又逐渐增加,2007年开始迅速增长。美国天然气资源极其丰富,主要有新德克萨斯油气区、新墨西哥州东南部油气区、墨西哥湾油气区、加利福尼亚油气区以及阿拉斯加油气区等天然气产区。
美国已探明页岩气储量达199.684万亿立方英尺(2014年12月底的数据),目前年开采量不到十分之一。由于水平钻井和水力压裂技术开采页岩气技术取得突破,美国的页岩气产量突飞猛进,自2007年为1.293万亿立方英尺,2008年为2.116万亿立方英尺,到2014年产量为13.447万亿立方英尺,年均增长速度超过100%。
(2)煤炭。美国拥有全球最丰富的煤炭资源,煤炭一直是美国的重要能源,2011年美国的探明煤炭储量为2586.19亿短吨。美国的煤炭产量从1949年的11.97千兆英热单位,发展到2014年为20.29千兆英热单位,2008年产量高达23.85千兆英热单位。美国的煤炭产量时而增长时而下降,不过65年间的大趋势是逐渐增长的,只是二战后至1973年石油危机之前是先下降后增长,1973年石油危机之后才快速增长,而2009年开始又有所下降。二战结束之后的产量下降是因为美国水陆运和铁路运输以及供暖所消耗的煤炭量大幅减少,而20世纪60年代开始美国工业发展用煤及发电用煤均有较大增加,所以煤炭产量也开始增长。1973年石油禁运更是让美国政府意识到充分利用国内丰富的煤炭资源的重要性,开始鼓励煤炭生产来实现能源独立。《1978年电厂和工业燃料使用法案》鼓励现存燃油电厂使用煤或者天然气做燃料。
(3)石油。美国是石油消费大国,也是生产大国。截至2014年底,美国石油探明储量为365.2亿桶,在全球排名第九。美国2014年平均每天产油871.1万桶。美国主要的产油气区为阿拉斯加、加利福尼亚和墨西哥湾等地。但出于保护环境和长远能源战略考虑,许多富含石油地区禁止开采油气。美国的石油生产大体呈现增长、稳定、下降、增长四个阶段(如图2所示)。尤其是2007年~2008年经历降到历史最低点之后开始迅速稳定增长,到2014年达到28年来的最高产量,而且每日产量增幅高达120万桶,是美国自1900年以来的最大增幅。美国在这过去六年来油气产量连续呈“井喷”式增长,其主要原因是水平钻井和水力压裂技术的进步,从而可以对页岩油气资源进行开采。北达科他州、德克萨斯州以及新墨西哥州这三个产油区是美国原油产量增长最显著的地区,油气勘探企业主要是采用水力压裂法采挖页岩油和页岩气。
(4)天然气工厂液体燃料(NGPL)。一方面是海上油田开采石油的过程中天然气难以开采,造成大量天然气的浪费,另一方面是天然气长途输送的成本昂贵与不变,所以国内外近些年在加大研究和实验将天然气转换成液体燃料。美国天然气工厂液体燃料的产量从2009年开始迅速增长。
鉴于美国页岩油气产量强势增长,加上经济放缓美国总体能源消费量减少,美国石油和天然气进口有下降趋势,能源自给率不断提高。据EIA预测,在低经济增长情况下,到2022年美国将成为能源净出口国,能源出口占国内能源总产量的4%,在高经济增长情况下,到2040年美国仍然是能源进口国、能源进口占国内能源总消费量的约3%。
2. 可再生能源。美国2014年生产的可再生能源在一次能源总产量中所占比例稳步上升,到2014年达到11.08%,而且产量从2008年开始以6%的增速快速增加,2014年可再生能源总产量达到9.655 946千兆英热单位。
生物能是产量最高的可再生能源,可谓占半壁江山,其次为水电、风能、太阳能和地热能。美国2014年可再生能源构成如图3所示。
美国各种可再生能源经过1949年~1973年的平稳发展,在经历石油危机之后,受到美国能源管理部门及民众舆论的重视,开始迅速发展,尤其是生物能和风能、核电更是迅猛发展。生物能作为美国产量最高的可再生能源,生物质能也是从1976年开始实现快速增长,在这之前一直处于缓慢增长的状态。这主要是得益于美国在1970年代的石油危机之后对生物质能的大力支持。二战后,美国开始将原子能转向民用发电,但一直到1973年石油危机之前,美国核电发展都很慢,主要原因是受制于资金紧张、当时原油价格不高、能源供给充足。到1973年石油危机爆发之后,美国才开始重视核电的发展,给核电研发及核电站的投资建设拨付了大量资金,美国核电产量从此迅猛发展,一直延续到21世纪初,开始平稳发展。太阳能是新能源中的后起之秀,20世纪八九十年代才开始,到2008年金融危机之后才开始迅猛发展。水电是最先开发的可再生能源,从1949年开始迅速发展,到20世纪七八十年代达到高峰期开始稳定。
二、 美国能源生产特点及原因分析
美国能源生产的主要特点是总产量稳步提高,所有一次能源均有所增长,石油天然气产量近几年迅速增加,新能源发展日新月异。
美国能源产量稳步增加得益于美国1973年石油危机之后历届政府重视能源安全,制定能源战略并根据国内外政治经济形势进行及时调整,用政府和市场的多种手段保障能源供给,并颁布了一系列能源法案,实施了诸多配套措施,促进了新能源的发展,页岩油气开发技术取得突破,为美国实现能源独立的目标保驾护航。
1. 美国历史上主要的能源立法。美国能源的生产稳步增长的原因有很多,我认为美国联邦政府对能源领域实施的能源战略是关键因素,而其中最重要的是能源立法。美国政府对能源领域的支持都是通过能源立法给予保障的。
自美国1920年颁布《联邦水电力法案》至今,美国能源立法及实施已有近百年的历史,期间出现不少新的问题,陆续通过相关修正案,并涌出许多新的能源法案。主要的能源法律法规有:1920年《联邦水电力法案》、1935年《公用事业控股公司法》、1936年《农村电气化法案》、1938年《天然气法案》、1946年《原子能法案》、1954年《原子能法案》、1973年《紧急石油分配法案》、《美国能源独立计划》、1974年《联邦行政法》、《能源重组法案》、1975年《能源政策和节能法案》、1976年《节能与能源生产法》、1977年《能源部组织法案》、1978年《国家能源法案》(包括《能源税收法案》、《天然气政策法案》、《国家节能法案》、《发电厂和工业燃料使用法案》、《公共事业规管政策法案》)、《能源安全法案》(包括《美国合成燃料公司法案》、《生物能源和乙醇燃料法案》、《能源指标》、《可再生能源法案》、《太阳能和节能法案》、《地热能源法案》、《酸雨计划》、《战略性石油储备法案》、《海洋地热能转换法案》)、《能源紧急状态下准备法》、1982年《核废料政策法案》、1992年《能源政策法案》、1993年《国内天然气和石油倡议》、2002年《农场安全与农村投资法案》、2005年《能源政策法案》、2007年《能源独立与安全法案》、2008年《食品、节能和能源法案》、2009年《美国复兴与再投资法案》、2013年《能源节约与工业竞争力法案》等。
2. 美国能源法的立法目标。美国能源法关注的重点主要是美国的能源供给、环境保护、全球能源战略等等。美国能源立法的目标有许多,但主要包括:一是保障美国的能源安全和能源供应,提高美国本土能源的产量,石油进口来源多元化,减少对中东地区的石油的依赖,抵御能源价格暴涨给经济发展和民众生活带来的冲击,提高美国的战略石油储备;二是促进新能源技术的研发,推广太阳能、风电、潮汐能、生物能、地热能、水利能源和天然气等清洁能源,加大政府对新能源技术的支持力度,促进页岩油气开采技术的突破;三是研究和出台促进能源科学研究的法律措施,特别是加大对洁净煤技术、氢燃料电池技术和核电技术的开发研究;四是提出提高能源利用效率的措施,包括制定强制性耗能标准、为能源效率改进计划提供资金支持、扩大节能项目等;五是改进汽车等消耗燃油的利用状况、促进非燃油动力车的研发及推广等。 这些目标在美国《2005年能源政策法》、《2007年能源独立与安全法案》和《2013年能源节约与工业竞争力法案》中得到了体现。
三、 给中国能源的启示
中国和美国的能源状况既有不少相似之处,又有许多不同之处。由于地理条件相似,中美两国都是煤炭资源、太阳能、风能、潮汐能资源丰富,又都是经济大国、能源需求量大,都是能源消费大国、原油进口大国。但中国的原油、天然气的探明储量比美国少,比美国更依赖外国进口石油天然气,而且美国近年来大量开采页岩油气,中国虽然拥有丰富的页岩油气,但由于中国水资源匮乏,并不适合大规模开采页岩油气。所以我们可以求同存异,借鉴美国能源发展中的经验,学习其中的教训。
中国自20世纪80年代开始重视能源立法,如今也在能源立法领域取得了一些成果,出台了《煤炭法》、《电力法》、《节约能源法》、《可再生能源法》《能源法》、《石油天然气法》、《国家石油储备管理条例》、《中国的能源政策》等一系列法律法规和政府文件。但这些法律大部分是单行法,缺乏一部类似于美国2005年《能源法案》的综合性的能统筹全局的能源基本法,当然目前已经在国内能源法专家中讨论和征集意见,相信中国的《能源法》很快就要面世。在能源法统筹指导下,结合各部能源法规,解决我国能源发展中遇到的新问题,促进我国能源市场的健康发展,为我国经济发展提供稳定的能源。
另外,目前我们的能源补贴还主要较多的停留在生产侧补贴,尤其是存在政府直接给予石油企业财政补贴、许多补贴明显针对新能源设备生产侧等问题,导致欧盟美国对我国的光伏产品实施“双反”措施,这就要求我们在制定能源补贴促进新能源产业发展的同时,继续研究和学习欧美等国对新能源领域的补贴,要注意符合WTO的相关规则,尽量在新能源技术的研发阶段及消费者购买阶段实施补贴或者退税;对新能源电价进行补贴的话,要考虑火电的环境成本,根据新能源发电成本与火电成本的差额,实行逐年递减的差价补贴;合理引导新能源产业的发展,防止一哄而上导致产能过剩,引起低价竞争致亏。
参考文献:
[1] 美国能源信息署官网,www.eia.gov.
[2] 杜群,王利,等著.能源政策与法律——国别和制度比较[M].武汉:武汉大学出版社,2014.
[3] 史丹,等著.新能源定价机制、补贴与成本研究[M].北京:经济管理出版社,2015.
[4] “Global Challenges, The Shale Gas Revolution,” January 2012, http://www.albazie.com/global-challenges/shale-gas-revo-jan-2012.
[5] “United States Powerplant and Industrial Fuel Use Act of 1978,”http://www.eoearth.org/article/powerplant_ and _ Industrial_Fuel_ Use_ Act_ of_ 1978, _ United _ States.
作者简介:钟红英(1983-),女,汉族,福建省龙岩市人,中国人民大学经济学院博士生,研究方向为美国经济史、能源经济学;徐玉立(1985—),女,汉族,江西省武宁市人,中国人民银行南昌中心支行经济师、主任科员,中国人民大学经济学博士,研究方向为马克思主义政治经济学与区域经济金融问题。
收稿日期:2016-02-11。