能源新政下的美国页岩气产业新动向及中美合作前景

魏 静，段红梅，闫 强，汪莉丽

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京100083；2．中国地质大学(北京)研究生院，北京 100083；3．中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，北京 100037；4．中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037)

美国总统特朗普上任后推出一系列能源新政，政策的实施必定会在一定程度上推动美国页岩油气发展，这会对全球天然气供应及能源供需格局产生深刻影响。本文通过对能源新政下的美国页岩气产业发展新动向分析以及对中美页岩气对比与合作前景研究得出，能源新政对于美国页岩气产业来说既是资源机遇也是环境挑战，中国页岩气发展虽落后于美国，但开发前景可观，中美两国能源互利合作前景广阔。建议中国页岩气产业发展要强化页岩气开采技术研发，降低开采成本，落实既定激励政策和措施，完善管网基础设施建设，加强与美国沟通合作，推动我国页岩气产业经济、健康、绿色发展。

能源新政；页岩气；产业竞争力；合作前景；美国

特朗普上任伊始抛出了“美国优先能源计划”，之后废除“清洁能源计划”、宣布退出《巴黎协定》等一系列能源新政的出台，旨在最大化利用美国本土能源，摆脱进口依赖，促进国内实体经济发展，实现能源独立。2017年11月，特朗普访华期间，中美两国签2 535亿美元的“世纪大单”，其中国家能源投资集团与美国西弗吉尼亚州签署了《页岩气全产业链开发示范项目战略合作框架协议》，项目投资金额837亿美元[1]，该协议符合特朗普能源新政的中心思想，新政将石油和天然气作为美国能源独立的核心，必然会给世界油气市场带来一定冲击，推动天然气产业发展，改变全球天然气供应和能源供需格局，而其所体现出的重能源轻环保思想也会对包括中国在内的全球国家在气候环境方面增加不确定因素，并可能在一定程度上改变全球应对气候变化治理的格局。

作为以煤炭为主的能源结构国家，页岩气已成为中国开发清洁能源的重要能源战略，相比于美国，我国页岩气产业还处在快速发展的初期阶段，存在开采成本高，技术手段有限，管网基础设施不完善等亟需解决的问题，因此在当前页岩气产业国际环境和国内环境都在发生重大变化的情况下，如何在借鉴美国页岩气发展经验和加强与美合作交流的基础上，结合中国地质环境和国情发展具有中国特色的页岩气道路，是我们需要认真思考并解决的难题。

1 美国页岩气产业发展历程

1.1 美国页岩气产业发展阶段

美国是世界上最早从事页岩气勘探开发的国家，也是全球页岩气利用最成功的国家，发展历程大致可分为四个阶段。

勘探开发阶段：早在1821年，美国就在东部泥盆系页岩中成功钻探出全球第一口页岩气井；1914年，在阿巴拉契亚盆地泥盆系Ohio页岩中发现世界第一个页岩气田；1926年，在阿巴拉契亚盆地成功实现了页岩气商业化开发[2]，开始了页岩气的大规模开发利用。

开采探索与技术研发阶段：1976年美国能源部正式启动“东部页岩气工程”，该项目认清了页岩气吸附机理，对页岩气的开采具有里程碑式的意义[3]；1998年Mitchell能源公司在Barnett区带水力压裂技术取得突破，再加上期间政府推行的联邦退税法案有效地激励了企业开展创新活动，促进了页岩气产量的快速增长[4]。

技术推广与应用阶段：2002年，Devon能源公司并购了Mitchell能源公司，并增加了水平钻孔技术的使用，使页岩气产量大幅增长[4]，此后，水平井压裂技术得到广泛应用；2004年，水平井分段压裂技术和清水压裂技术取得突破，2005年水力喷射压裂技术、多井同步压裂技术试验成功，这些技术的广泛应用一方面提高了页岩气产量，另一方面还降低了开采成本，为页岩气大规模的商业化开发奠定了基础[3]。

快速发展阶段：据美国能源信息署(EIA)数据，计算可知，2007年至2016年，页岩气供应占美国干气供应的比例由10.3%上升到了62.2%[5]，开采技术的不断创新和广泛应用，政府一系列税收激励和财政补贴政策的出台，优化的市场机制和完善的管网运输基础设施等都推动着美国页岩气产业的飞速发展。

1.2 美国页岩气革命驱动因素

在能源需求日益增长，气候环境问题日益突出的大背景下，美国政府对能源独立的不懈追求，使得页岩气革命意义尤为重要。美国页岩气资源丰富且有着天然有利的开采基础条件，埋深浅，蕴藏区域大多为平原，有利于钻井和油气运输[4]；美国的天然气管网输送分布广泛，几乎遍布全国，发达的管道基础设施为美国成功实现页岩气革命提供了硬件支撑；关键性技术的突破与推广对页岩气革命起到了决定性作用，以水平钻井法和水力压裂法为代表的技术应用，降低了页岩气开采成本，大幅度提高了美国页岩气产量，使页岩气的经济性价值被发掘；美国政府对页岩气产业的财政补贴、研发与市场支持的政策出台为页岩气革命提供了保障；此外，经历石油危机后的美国加快了对油气资源的开发，巨大的市场需求和独有的美式市场化运作模式也为页岩气革命注入了新的动力(图1)。

2 中美页岩气资源禀赋与产业政策对比

2.1 资源条件及主要特点研究

通过对比研究中美页岩气资源条件及主要特点，相比于美国，中国页岩气所处地区的构造特点复杂，构造运动频繁且断裂发育，不利于页岩气成藏；中国页岩气埋藏较深，含气量偏低，所处地表条件多为山地与丘陵且管网基础设施不完善，分布少，部分地区无管网，不利于页岩气的开采和运输；美国拥有成熟的页岩气勘探开发技术，而中国的开发技术大多从国外引进，引入成本高，使用过程中存在不确定性因素，再加上我国水资源匮乏，不少地区无法满足水力压裂所需的充足水源，这些都使得我国的页岩气开发成本居高不下。但我国页岩气的商业化开发前景广阔，中国页岩气虽与美国有很多相似之处，但我国的地质条件更为多变与复杂，页岩气的发育类型多样化，资源基础较好，潜力大，技术的国有化进程使得勘探更具有中国特色(表1)。

图1 美国页岩气革命背景及主要驱动因素

对比条件美国中国构造特点简单,一次抬升,断裂较少复杂,多次改造,断裂发育沉积类型较为单一,主要为海相页岩发育三大类,海相有效范围保存少含气量高(平均3～6m3/t)偏低(平均1～3m3/t)埋深较浅,以1500～3500m为主较深,以>3500m埋深为主储层地表条件以平原为主多分布在丘陵地带或山区油气管网发达,遍布全国分布少,总体不够匹配,部分地区无管网水源条件水资源丰富,足以满足页岩气开发的水资源需求水资源匮乏,不少储藏地区缺少水力压裂需要的充足水源页岩气分布特征绝大多数为海相,呈“U”型分布,横向上大面积厚层连续展布海相页岩主要分布于华北、南方、塔里木和青藏4个地区,纵向上位于各层系的中下部开发成本较低较高开发技术水平井钻井、水力压裂、微地震监测、地震储层预测、平台式“工厂化”作业模式等技术手段发展成熟已初步掌握地球物理、钻井、压裂和试气等勘探开发技术,正在逐步实现技术国有化

数据来源：由文献[6]～[10]整理而得。

2.2 产业激励政策研究

激励政策和措施是刺激页岩气产业快速发展的必要手段。美国页岩气产业的蓬勃发展，很大程度上得益于美国政府的政策支持。美国的页岩气激励政策发展相对成熟，从20世纪70年代开始鼓励非常规能源的开发，1980年出台的《能源意外获利法》中的第29条税收优惠政策被多次延长优惠期限，且不同年份的补贴额度不同，极大地提高了页岩气企业的生产积极性，推动了美国页岩气的勘探与开发[3]。2004年的《美国能源法案》规定，政府将在未来十年内，每年投资4 500万美元用于页岩气等非常规天然气研发；2005年《能源政策法案》解放了水力压裂技术，使其成为高效开采页岩气的重要手段并被广泛应用；而在市场机制方面，颁布的《FERC436号法令》、《FERC637号法令》[11]规定清除管道公司垄断现象，鼓励不受歧视地进行天然气管道输送，提高油气运输市场的效率，保护市场参与者的利益，这在一定程度上降低了非常规天然气的运输成本。相比于美国，中国虽然也出台了许多加快页岩气产业发展的政策，但是激励政策的实施效果仍有待提高，对于页岩气产业的扶持力度仍需加大，市场政策仍需完善，根据当地的实际情况进行政策调整，不能盲目引进和复制不符合中国国情的页岩气发展政策(表2)。

表2 中美页岩气产业主要激励政策对比

数据来源：由文献[11]及公开资料整理。

2.3 产业发展基金

美国页岩气产业发展以来，国家能源部设立了许多专项基金用以支持研究机构和中小型技术公司开展新技术研究。美国政府设立了专门的非常规油气资源研究基金，开展了针对页岩气研发的“东部页岩气工程”，投入大量资金用于页岩气的地球化学、地质状况及开发技术研究；美国天然气研究所实施的“东部含气页岩研究计划”，促进了美国页岩气的基础研究和技术创新[3]。在页岩气开发的30多年内，美国政府先后投入60多亿美元用于非常规天然气的勘探开发，其中用于培训和研发的费用就将近20亿美元，后来诸多页岩气开发技术的突破都得益于这些研究，这些先进技术的规模化应用提高了页岩气井产量，降低了开采成本，使页岩气生产进入了工厂化、规模化开发阶段，对页岩气的生产起到了至关重要的推动作用[12]。中国的页岩气产业起步晚，目前处于快速发展的初期阶段，所以专项产业基金对于我国页岩气的发展尤为关键，然而相对于美国，中国的页岩气产业基金并未发展至全国各地，只在部分省市开展，如2015年中国首支专业页岩气产业股权投资基金在重庆市成立[13]，我国的产业基金发展并不健全，还需进一步完善，政府对于页岩气产业的投资力度仍需加强。

3 能源新政下的美国页岩气产业发展新动向

3.1 能源新政的出台及各方反应

特朗普上任伊始，全新升级的白宫网站就列出了美国政府将要优先处理的六大“头号问题”，而第一条就是“美国优先能源计划”，该计划旨在降低美国能源成本，最大限度利用本国资源，减少对国外原油的依赖，取消“气候行动计划”，推进页岩油气革命，为数百万美国人带来就业机会和经济繁荣，加速美国能源独立[14]。2017年3月，特朗普在环境保护局，签署了“能源独立”行政令，旨在推翻前任总统颁布的《清洁能源计划》，取消了对天然气和页岩气能源的限制，同时以能源产业为美国创造就业[15]；4月，特朗普签署名为“执行美国优先离岸能源战略”行政令，旨在扩大美国在北冰洋和大西洋的油气开采规模，推翻前任总统颁布的相关环保禁令[16]；6月1日，特朗普宣布美国退出促进国际社会应对气候变化的《巴黎协定》等[17]。这一系列政策的出台不仅会影响美国本土，还将影响中美能源领域合作以及全世界的能源发展走向。

能源新政的出台给全世界能源发展和气候治理增加了许多不确定性因素，由此也引来各方争议。美国企业界人士对特朗普的政策表示欢迎，称该项政策“是对奥巴马政府过于严苛的能源政策的重要纠正”[16]。陈腾瀚等[18]认为这些政策目前在美国的实体经济和国内就业方面的确产生了一定的积极却有限的作用，未来仍存在不确定性。黄晓勇认为，特朗普对化石能源、环境管制和气候政策的立场并未得到地方政府和社会的广泛认可，而当下非常规油气开采成本下降、产业政策对能源结构调整所产生的影响趋弱，能源新政对美国和全球能源市场的影响可能不会太强[19]。而对于退出《巴黎协定》，世界资源研究所主席兼CEO安德鲁·斯蒂尔在一份声明中表示，全球各国都在致力于向低碳经济转型等[20]。

特朗普上任至今，“能源优先”一直被强调，而加速美国能源独立，必定会在较长一段时间内对美国煤炭、石油、天然气等行业以及美国的能源供需产生深刻影响。从出台的一系列政策可以看出，美国政府将石油和天然气作为美国能源独立的核心，政策的实施会在一定程度上提升美国油气的产量，推动天然气产业发展，天然气的大量出口使美国更容易获得全球天然气的定价权，增强对全球天然气价格的掌控力。客观上，加强天然气的出口可能会使美国成为能源出口国，这将会在一定程度上带动包括中国在内的国家能源进口来源多元化发展，但实际上却有可能会影响欧洲、中东以及亚太地区的天然气供应及能源供需格局，甚至还可能会产生一些地缘政治变化。此外，美国作为温室气体排放大国，“去气候化”的能源新政，可能使美国成为全球碳排放量绝对增加的国家，对美国的环境产生负面影响，给包括中国在内的全球国家在应对气候变化方面增加不确定因素，还可能在一定程度上改变全球应对气候变化治理的格局。

3.2 能源新政出台后的美国页岩气产业新变化

能源新政可以看作是美国页岩油气革命的“加强版”，对美国页岩气产业影响深远。“美国优先能源计划”公布美国拥有大量未开发的能源储备，如页岩气、石油和天然气，预计总价值达50万亿美元，再加上特朗普政府积极支持水力压裂法开采页岩气，这就为美国大力发展页岩气产业提供了动力和技术支持。根据美国能源信息署(EIA)最新公布的信息显示，美国在2017年4月之后的几个月中已经成为天然气净出口国，预计未来将会出口更多的天然气[21]，页岩气是天然气供应的重要来源，天然气的大量出口必然会推动页岩气产业的快速发展；2017年10月，联邦管理委员会(FERC)批准了美国东北部的5个新建管道项目，以支持国内天然气生产地理位置的变化，其中东北部的Marcellus和Utica页岩区带页岩气资源丰富且产量大幅增加，是管网开发的主要驱动力[22]；近期Haynesville地区页岩气由于钻井活动和油井产量的增长使其产量增加至2013年以来的最高水平[23]等。

中美签订的837亿美元页岩气合作项目创造了中国公司投资美国能源项目数字之最和西弗吉尼亚州有史以来吸引投资体量之最[24]。西弗吉尼亚州不仅是目前美国重要的能源生产地区，也是全球最大的页岩气储藏地之一，其中Marcellus和Utica页岩区带页岩气资源毋庸置疑，而且合作涉及页岩气生产的全产业链，项目盈利的保障性更大[25]。这一协议的签订与中美两国能源领域的特点和现实需求相关。中国作为全球第二大经济体，近年来天然气消费增长迅速。美国把市场投向中国，不仅有利于推动美国能源出口、促进就业，还能为中国带来更多清洁能源、推动页岩气产业发展与进口渠道多元化，互利共赢。

4 中美页岩气产业合作前景

随着我国工业化和城市化的推进，在环境保护因素和煤改气等政策因素的影响下，近几年我国天然气消费量持续攀升，但天然气产量增长却赶不上需求增长，市场依然处在供不应求的状态，预计在2030年我国天然气需求量将达6 000亿m3，占一次能源需求总量的13.5%(图2)，这也使得我国天然气对外依存度逐年增加。而美国页岩气的成功开发，大大提高了本国的能源自给率，降低了对外依存度，中国页岩气资源虽丰富但却处在发展初期阶段，因此中美页岩气领域合作是未来发展必然趋势，合作前景可期。

图2 2020～2030年我国天然气供需情况预测

(数据来源：中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心《把能源安全主动权掌握在自己手里》报告)

中国页岩气勘探开采技术落后，而美国拥有成熟的勘探技术手段，先进技术使其页岩气开采规模又经济，加强中美页岩气在技术层面的合作互利共赢，中国企业可在与美合作项目中学习页岩气开发技术经验，在合作中加强技术研发，推动我国页岩气产业发展。中国天然气管网基础设施薄弱，而美国管网发达，几乎遍布全国，加强两国天然气管道运输合作，完善页岩气市场准入机制，既有利于美国天然气出口，又有利于中国提高油气运输效率。产业激励政策和专项基金方面也可形成两国相互依赖、相互监督的互利互惠合作局面，依据地方特点实行优惠政策，推动产业基金多元化发展，实现两国页岩气产业共同繁荣。

中美2 535亿美元大单受到世界关注，其中天然气相关项目占比超过90%[26]，说明中美双方对天然气领域合作的重视以及该领域的巨大市场空间。未来，页岩气也将会是美国天然气的重要质量保障，我国应积极参与美国油气投资，与美国加快页岩气合作步伐，这将会在一定程度上优化我国以煤为主的能源结构，缓解能源供需矛盾，促进生态环境建设，更加有利于推动我国供给侧改革的开展。因此，中美能源互利合作不仅是两国经贸合作的新亮点，同时还开启了中美能源领域合作的新篇章。未来，两国能源领域的合作也将从天然气、页岩气向各个方向延展，贸易合作潜力与深度巨大，这也必将为全球能源安全与可持续发展作出重大贡献。

5 结论与建议

本文通过对能源新政下的美国页岩气产业发展新动向分析以及中美页岩气对比与合作前景研究，得出以下结论。

1) 能源新政对于美国的页岩气产业来说既是资源机遇也是环境挑战，美国拥有大量未开发的页岩气，政策的实施会加速美国页岩油气革命，促进页岩气产业快速发展；而“去气候化”的能源新政会对美国环境产生负面影响，不利于美国能源低碳清洁化发展。

2) 虽然中国页岩气资源丰富，资源潜力与美国相仿，但是在开发成本、财税政策、管网和产业基金的支持力度方面，都落后于美国，我国页岩气产业虽处在发展初期阶段，但开发前景可观。

3) 中美两国能源领域可在页岩气勘探技术研发、运输管网、市场以及产业政策与基金等方面开展合作，合作潜力与深度巨大，前景可期。

综上所述，建议制定符合中国国情的页岩气发展战略目标，坚持节能优先，综合利用政府和市场力量推动能源结构转型；加强国家政策引导、扶持和监管，落实既定激励政策和措施，建立多元化的产业发展基金；可引入一些民营资本和非油气企业等开展页岩气勘探开发，推动市场体制机制创新；完善天然气管网基础设施建设和准入机制，加强页岩气开采核心技术开发和推广，降低开采成本，实现经济利用；应充分认清美国若实现能源独立将给我国能源安全带来的风险和挑战，提前做好准备；积极利用特朗普能源政策的新变化，加强与美国沟通合作，推动我国页岩气产业实现大规模经济、健康、绿色发展。

[1] 众财富订阅号.详解中美2535亿美元经贸大单明细[EB/OL].(2017-11-13)[2017-12-06].http:∥www.sohu.com/a/204081529_616022.

[2] 中国军网.页岩气开采:重塑世界能源结构版图[EB/OL].(2013-12-24)[2017-11-06].http:∥www.81.cn/jkhc/2013-12/24/content_5703952_2.htm.

[3] 田书超.美国页岩气开发技术及政策研究(1970-2015)[D].北京:中共中央党校,2016.

[4] 刘猛.美国页岩气革命及其影响研究[D].长春:吉林大学,2017.

[5] EIA.Natural gas gross withdrawals and production [EB/OL].(2017-10-31)[2017-11-05].https:∥www.eia.gov/dnav/ng/ng_prod_sum_a_EPG0_FPD_mmcf_a.htm.

[6] 关小旭,伊向艺,杨火海.中美页岩气储层条件对比[J].西南石油大学学报：自然科学版,2014,36(5):33-39.

[7] 李建忠,李登华,董大忠,等.中美页岩气成藏条件、分布特征差异研究与启示[J].中国工程科学,2012,14(6):56-63.

[8] 王淑芳,董大忠,王玉满,等.中美海相页岩气地质特征对比研究[J].天然气地球科学,2015,26(9):1666-1678.

[9] 王莉,于荣泽,张晓伟,等.中、美页岩气开发现状的对比与思考[J].科技导报,2016,34(23):28-31.

[10] 殷建平,沈梦姣.“页岩气革命”带来的影响及我国发展策略研究——基于中美页岩气开发成本对比分析[J].价格理论与实践,2014 (12):38-40.

[11] Ning L Y,Liu J Y,Wu X F.Research on the Incentive policy of Shale Gas in China and America[C].International Conference on Economics,Social Science,Arts,Education and Management Engineering,2015：789-793.

[12] 董书礼,宋振华.美国页岩气产业发展的经验与启示[J].高科技与产业化,2013(5):94-97.

[13] 全国首支页岩气产业投资基金在渝成立[J].中国矿业,2015,24(S1):115.

[14] The White House.An America First Plan [EB/OL].(2017-01-20)[2017-10-28].https:∥www.whitehouse.gov/america-first-energy.

[15] The White House.President Trump’s Energy Independence Policy[EB/OL].(2017-03-28)[2017-11-04].https:∥www.whitehouse.gov/the-press-office/2017/03/28/president-trumps-energy-independence-policy.

[16] 天津市海洋局.美国将加大海洋油气开采[EB/OL].(2017-06-30)[2017-11-04].http:∥www.tjoa.gov.cn/content.aspx?id=041892232947.

[17] The White House.President Trump Announces U.S.Withdrawal From the Paris Climate Accord [EB/OL].(2017-06-01)[2017-11-04].https:∥www.whitehouse.gov/blog/2017/06/01/president-donald-j-trump-announces-us-withdrawal-paris-climate-accord.

[18] 陈腾瀚,姜蕾.特朗普政府“美国优先能源计划”探析[J].国际研究参考,2017(8):31-37.

[19] 环球网.黄晓勇:特朗普能源政策不会显著改变美国和全球能源格局[EB/OL].(2017-06-26)[2017-11-05].http:∥finance.huanqiu.com/roll/2017-06/10899152.html.

[20] 环球网.特朗普能源政策喜“旧”厌“新”联合国表示反对[EB/OL].(2017-03-30)[2017-11-05].http:∥world.huanqiu.com/hot/2017-03/10400364.html.

[21] EIA.United States expected to become a net exporter of natural gas this year[EB/OL].(2017-08-09)[2017-11-05].https:∥www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=32412.

[22] EIA.FERC certificates several new natural gas pipelines in 2017[EB/OL].(2017-03-07)[2017-11-06].https:∥www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=30232.

[23] EIA.Haynesville shale gas production increases to highest levels since end of 2013[EB/OL].(2017-10-27)[2017-11-10].https:∥www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=33512.

[24] 中国产业经济信息网.中美签署能源经贸大单，国内油价进入连涨模式[EB/OL].(2017-11-17)[2017-12-08].http:∥www.cinic.org.cn/yq/nyyq/409559.html.

[25] 天然气工业.新形势带来中美能源合作新机会[EB/OL].(2017-11-27)[2017-12-08].http:∥www.trqgy.cn/homeNews/201711/31463.html.

[26] 太平洋证券研究院.签订油气领域巨额合作协议,中美能源合作再进一步[EB/OL].(2017-11-27)[2017-12-08].http:∥www.sohu.com/a/204355321_810456.

[27] 安润颖,余碧莹.中美页岩气发展现状比较及其启示[J].中国能源,2017(1):15-19.

[28] 董大忠,邹才能,戴金星,等.中国页岩气发展战略对策建议[J].天然气地球科学,2016,27(3):397-406.

[29] 崔成.特朗普美国优先政策冲击全球贸易、投资与产业格局[J].中国经贸导刊,2017(24):39-42.

[30] 董大忠,王玉满,李新景,等.中国页岩气勘探开发新突破及发展前景思考[J].天然气工业,2016,36(1):19-32.