过去70年美国石油供需演变
2019-11-07何金祥
何金祥
(自然资源部信息中心,北京100830)
石油关系到国家安全和经济安全[1]。美国是世界第一大经济体,过去数十年来,美国一直是世界头号石油消费国,其对保障国家石油安全特别敏感和重视,并想方设法提高其国内石油的自给率和保有量。本文在举国上下庆祝中华人民共和国成立70周年之际,在前人工作和研究基础上,试图通过对美国同时期石油储量、产量和消费量变化特点和原因进行初步分析和研究,总结和讨论美国在保障国家石油安全过程中的一些重要节点、基本规律和主要举措,供大家参考,同时也希望引发进一步的思考。
图1 美国石油储量变化
1 石油储量
自1949年以来,美国探明石油储量(石油储量,这里指剩余可采石油储量。笔者注)的变化见图1,其可大致划分出以下五个阶段。
1949年到1959年为第一阶段。这时期,由于持续的勘探活动,美国石油探明(剩余可采)储量延续了自1933年以来的逐年增长的势头,但增长速度已放缓。在1939年到1949年的10年中,美国探明石油剩余可采储量平均增长率为2.9%;但在1949年到1959年的10年中,探明储量平均增长率只有2.5%。
1960年到1969年为第二阶段。这时期,美国探明石油储量呈缓慢下行态势。从1959年的31719百万桶缓慢下降到1969年的29632百万桶,平均每年下降率为0.7%。这表明:经过百余年的勘探活动,在美国本土,用传统方法,已难以有新的大油田发现。
1970年到1998年为第三阶段。1970年是美国石油发展史上一个重要的节点和转折点。这年,美国石油储量有一个突然的、巨大的跃升。即从1969年的石油储量29632百万桶突然上升至1970年的39001百万桶,增幅高达31.6%,大大改善了美国的石油资源安全环境。其主要原因是:在冷战背景下,美国剩余石油探明储量日益减少,已不能满足国内石油生产要求和达到保障国家安全的目的和需要,在此背景下,必须要想方设法对已发现的、位于边远地区的石油资源进行开发利用,以有计划保障国家安全。1970年,美国政府正式宣布修建跨阿拉斯加石油管线,以使早先在阿拉斯加北坡地区发现的石油资源能有效进入美国市场进行利用。这就使位于阿拉斯加北坡地区的潜在石油资源成为了可统计和计算储量的石油资源。尽管阿拉斯加石油管线在1975年才建成,但在该管线建设期间,美国管理当局允许运营商将在阿拉斯加北坡已发现的石油资源登记为石油储量,从而使美国石油储量有了一个大幅跃升。
在1970年石油储量达到顶峰后,从1971年起,美国石油储量开始不断下降,至1998年,下降到周期性低点,为21034百万桶,是美国自1949年以来的最低点,平均每年下降速度为2.5%。其主要原因是:长期的快速石油生产消耗了大量的石油储量;而同期新发现油田仅有3个,且主要是小油田,新发现石油储量不足以弥补因石油生产而消耗的石油储量。如据美国EIA资料,1977~1998年间,美国平均每年新发现的石油储量为302.9百万桶,大大低于美国同时期石油产量的平均值(2852.4百万桶)。1977~1998年,美国新发现的石油储量见表1。
表1 美国新发现石油储量(百万桶)
这时期,为鼓励石油投资和寻找新石油,美国政府出台了一系列政策措施,包括加速资产折旧、投资税收抵扣和减免、对企业的亏损采取“转回”和“结转”等[2],但未能实质性改变石油(剩余可采)储量不断下滑的大趋势。
1999年到2008年为第四阶段。1998年后,由于页岩油开发技术的发展,探明页岩油储量在缓慢增加,同时,也由于在墨西哥湾和东部地区海上石油勘探的新发现,弥补了因石油生产而不断消耗的石油储量,美国石油储量开始止跌保稳。1999~2007年,美国石油储量基本维持在21000百万~22500百万桶之间。但在2008年下半年,由于美国遭遇全面金融危机,资金流动困难,石油储量跌入1949年以来的最低点,仅为19121百万桶。
2009年至目前为第五阶段。2009年后,美国逐渐摆脱危机。由于页岩油开发技术日趋成熟和进一步发展,探明页岩油储量不断上升。在2008~2017年的10年中,美国探明石油储量增加了一倍。在2017年,美国的石油储量首次超越1970年的历史高位,达到39160百万桶,是1949年以来的最高值。在2009~2018的10年中,平均年增长率达到8.3%,是过去多年来的最高平均年增长率(2018年的美国石油储量数据采用的是“BP世界能源统计回顾2019”中的数据,笔者注)。
2 美国石油产量的变化
自1949年以来,美国石油产量的变化见图2,其也可大致划分出五个阶段。
图2 美国石油产量变化
1949年到1970年为第一阶段。这期间,美国经济快速发展,石油消费快速增加,在此背景下,美国石油生产不断攀高。产量从1949年的1841.9百万桶上升至1970年的3517.5百万桶,年均增长3.1%。1970年产量达到历史高位。这一时期产量的增长,主要是美国国内消费需求驱动所致。
1971年到1976年为第二阶段。由于过去20年(1950~1970年)产量的过度增长和储量的严重消耗,从1971年开始,美国石油生产开始走向下坡阶段,至1976年,滑入谷底。1976年美国石油产量比1970年产量下降了15.4%。这时期,世界发生第一次石油危机,国际油价飞涨,美国石油产量不仅没有因为高油价而升高,相反却连续发生下降,说明油价不是影响美国石油生产的主要因素。
1977年到1984年为第三阶段。在这期间,由于新油田投入生产,美国石油产量开始缓慢爬升,1984年达到波峰,为3249.7百万桶。
1985年到2008年为第四阶段。从1985年开始,一直到2008年,在长达24年中,主要因资源瓶颈等原因,导致美国石油产量不断下降。特别是在2008年,金融危机爆发,资金链断裂,石油产业遭重创,美国石油生产也创1949年以来的最低,仅为1829.9百万桶。需要说明的是,1990年8月初伊拉克攻占科威特之后,遭受国际经济制裁,伊拉克的原油供应中断,国际市场油价由每桶13美元急升至42美元/桶[3]的高点。美国石油产量没有因1991年的高油价而增高,相反却不断下降,这再次说明价格不是主导美国石油生产的主要因素。
2009年到目前为第五阶段。2008年后,由于页岩油技术的不断成熟和发展,从2009年开始,美国石油产量开始缓慢爬升,特别是从2011年起,生产快速上升,尽管其中仍有小的曲折和反复,但大势已定,在国际市场高油价的激发下,到2018年,美国石油产量达到4011.5百万桶,超过1949年以来的最高值。这时期,石油产量的增加主要是来自页岩油产量的增加。据美国能源信息管理署(EIA)估计,2018年,美国每天有644万桶的石油产量来自致密油资源( tight oil resources),超过美国石油总产量的一半以上,约占美国石油总产量的59%[4]。
3 石油消费量的变化
由于没有1965年前美国石油相关的消费数据,故讨论从1965年开始。自1965年以来,美国石油消费变化情况见图3,其也可大致划分出以下五个阶段。
图3 美国石油消费量变化
1965年到1977年为第一阶段。这时期,美国石油消费总体不断上升,从1965年的551.3百万吨上升至1977年的888.3百万吨。这期间,尽管受第一次石油危机(1973~1974年)影响,美国经济在1974年和1975年出现负增长,导致石油消费在1974年和1975年短暂下降,但未改变美国这一时期石油消费总量总体不断攀升的大势。
1978年到1983年为第二阶段。自1978年起,直到1983年,美国石油消费(快速)下降。原因是:1978年伊朗发生伊斯兰革命。从1978年底至1979年3月初,伊朗停止输出石油60天[4]。1980年伊朗又和伊拉克爆发战争。两国石油生产完全停止,导致世界经济严重动荡,引发全球性的经济危机。美国经济受此次全球性经济危机影响,出现负增长,同时失业率创1949年以来最高水平。在1979年至1983年的5年间,平均失业率达到8.2%,1982年的失业率高达10.8%。受经济下滑影响,石油消费也不断走低。
1984年到2007年为第三阶段。自1984年起,美国经济又步入快速增长期,且势头较强劲,石油消费不断上升,到2007年年底,石油消费达到930.3百万吨。这期间,虽有一小规模经济危机发生,即1990年8月初伊拉克攻占科威特之后,遭受国际经济制裁,伊拉克的原油供应中断,国际油价急剧攀升,达到42美元/桶的高点。受高油价影响,美国经济在1990年第三季度开始衰退,在1991年出现经济负增长,同时也使石油消费短暂下滑,但这只是大势中的小插曲,没有改变美国经济不断增长、石油消费连续上升的大格局。
2008年到2012年为第四阶段。2008年下半年,美国发生严重金融危机,2009年危机加重,大量企业倒闭,失业率高达9.9%。2010年和2011年,美国经济度过难关,进入恢复调整期,但失业率仍保持在8.5%以上的高位。在此背景下,2008年,美国石油消费比2007年下降了5.7%,为877.5百万吨,但更主要的是,在2009~2012年间,美国石油消费处在低位运行,4年平均每年的石油消费量仅为836.55百万吨,比2008年低约4100万吨。
2013年到现在为第五阶段。从2013年起,美国经济再次进入正轨,石油消费量又稳步上升。到2018年,美国石油消费量已达到892.8百万吨[6]。
4 讨论和启示
4.1 小结和讨论
(1)过去70年,即从1949年起,美国石油储量有两次大的跃升,一次是在1970年,一次是现在。1970年石油储量的创记录跃升与美国政府宣布修建南北走向的跨阿拉斯加石油管线有关(据美国能源信息管理署国内储量项目负责人Steven Grape,笔者注),这使阿拉斯加北坡地区的潜在石油资源成为可利用、有效益、现实的石油储量。而最近一次是与页岩油新技术发展有关。新技术的发展和利用使原来不能被利用的资源成为可利用的资源,使原来不被计算储量的资源变成了可计算储量的资源。
美国页岩油开发技术研究已有40多年历史(页岩气提取实验研究早在19世纪就已开展,笔者注),是美国解决石油问题的重大举措之一。20世纪80年代和90年代,米切尔能源和开发公司(Mitchell Energy and Development Corporation)在美国能源部项目支持下,在得克萨斯州中北部的巴奈特页岩(Barnett Shale)区进行了试验性深部页岩气开采,并在商业上取得成功。之后许多其他公司纷纷效仿和进入,到2005年,仅巴奈特页岩地区每年就生产了近5000亿立方英尺天然气。 由于页岩气与页岩油生产原理和方法相似,因此,从页岩层中成功生产天然气也自然而然地激发了人们从页岩中(shale plays)回收石油,并取得成功。
新技术利用,如目前的水力压裂技术等,尽管仍有争议,包括相关的环境问题、污染问题和地下含水层破坏等问题,但它的优势是:根本改变了美国的能源安全状况,使美国不会因石油问题再受制于人。而相伴的环境和污染问题,只要认真研究,不断探索,终会找到理想、科学的解决方案。凡事都存在利与弊,新技术也不例外。关键是对利与弊孰轻孰重的分析和权衡以及相关问题的科学解决方法。
(2)过去70年,美国石油产量和储量一样,也呈现了波状起伏变化。同样,美国石油生产也有两次大的顶峰期。一次是在1970年,石油产量达到3517.5百万桶,占世界石油总产量的22.6%。另一次则就是在当前,2018年石油产量达到创记录的4011.5百万桶。1970年,美国石油产量达到创记录水平主要依靠的是采油技术的创新和发展。而最近一次石油产量的连创新高,则是页岩油开发新技术日益成熟和发展的结果。可以说,这两次都是技术发展和创新的必然结果,但其意义有所不同。在笔者看来,经过过去多年的开发利用后,非传统资源的利用与开发技术的创新发展似比传统资源的开发创新显得更为重要。
过去,美国一直是石油净进口国,且自1985年起直至2007年,随石油产量的不断减少和消费量的不断增加,石油供需缺口逐年扩大,最高时石油供需缺口达6.3亿t,占美国石油消费量的67%。然而,自2007年起,主要因页岩油生产技术的不断成熟和页岩油产量的不断提高,美国石油供需缺口在逐年缩小,在2008~2018年的11年中,美国石油供需缺口平均年下降率达到9.0%。美国能源署分析认为,到2020年,美国将成为净石油出口国。笔者根据BP公司2019年6月提供的过去10年(2009~2018)美国石油生产和消费数据,采用普通的平均增长率分析法进行计算,结果表明,在2022年,美国石油产量将会大于消费量,成为石油净出口国。无论是2020年,还是2022年,美国成为世界石油净出口国都将明显改变世界石油贸易格局和安全格局。
(3)由于页岩油新技术革命,2008年后,美国石油储量和产量增长均十分迅速,储量平均每年增长率达到8.3%,产量平均年增长率为8.2%,超过以往任何时期。我们认为,该新技术可与20世纪50~70年代以来世界广泛发展的堆浸淋滤技术相媲美。堆浸淋滤技术的快速发展,使世界各地许多低品位金属矿床如金、钼、铀、铜、锌、钒、镍等都得到有效利用[7]。
(4)由于新技术革命,美国剩余探明石油可采储量自2009年以来没有因产量的快速提高而减少。相反,储量却在快速增加,实现了储量与产量的双丰收,有力增强了美国经济的发展后劲和安全性。这也颠覆了美国在20世纪后半叶石油业的发展历史。可以说,新技术或曰技术创新,事实已成为美国石油安全问题的根本解决之道。我们认为:石油仍然是经济发展和国家安全的命脉。没有相应增长的石油储量作保证,就不会有可持续的石油产量增长。
(5)根据图3与图1和图2数据,采用皮尔逊相关系数分析法,可以算出:1965~2017年间,美国石油消费量与石油储量间的相关系数R值为-0.37;1965~2018年,美国石油消费量与石油产量间的相关系数R值为-0.49。据此,再结合其他分析,可以认为:美国石油消费量与储量和产量的增减变化没有明显相关性,即消费量的高低不受或不明显受国内储量与产量规模的影响。相反,美国石油消费量的增减变化却与经济发展状况有明显正相关关系。即:美国每次经济的负增长,都伴随石油消费量的下降;而经济的正增长都伴随石油消费量的明显上升。尽管不同时期,其增减规模和幅度有所不同,有时可能还会出现滞后现象,但其明显正相关的规律性是十分突出的。限于篇幅,这里不作进一步讨论,只作结论性的说明。
4.2 启示
我国是石油紧缺国,2018年消费石油6.41亿t[6]。石油对外依存度已达到70.5%,国家面临石油方面的严重安全风险。历史和实践都严肃告诉我们不能过度依赖外部供给,必须要独立自主地发展我们的石油勘查技术、开采技术、加工技术、输送技术和替代技术等。美国自1949年以来的石油安全实践给我们的重要启示是:要保障经济健康与稳定发展,就要高度重视石油自给率,就要提前规划和科学安排,就要大力发展自己的创新技术。我们一定要根据本国国情和地质禀赋特点,坚持不懈、百折不饶地研发自己的专有技术、开发技术或成本有效的替代技术。尽管在走向成功的过程中,会有失败和曲折,会有许多问题产生,但只要掌握好辩证思维方法和合理取舍,并牢记国家安全的大局和核心,就定能取得成功。美国跨阿拉斯加输油管线的建造,特别是页岩油的成功开发就是典型范例。
本文的分析和讨论仅是初步和不成熟的,目的是:在当今复杂的国际形势下,对我国石油安全必须要有充分的、足够的重视、思考和措施,以确保国家可持续发展和长治久安。