頁(yè)巖氣革命如何改變電力市場(chǎng)

一年多來(lái)，能源界最火熱的話(huà)題莫過(guò)于頁(yè)巖氣革命“成功”對世界能源結構和國際能源格局帶來(lái)的變化。由于可控水裂技術(shù)的進(jìn)步和橫井鉆探精度的顯著(zhù)提高，美國頁(yè)巖氣的開(kāi)采成本大幅下降。

在補貼和成本下降的雙重作用下，美國天然氣價(jià)格趨降。這不僅使美國電力市場(chǎng)中天然氣機組的競爭力前景看好，較之前更能吸引投資人目光；更有甚者，許多預測和討論已經(jīng)認為頁(yè)巖氣能夠幫助美國實(shí)現能源獨立，改變世界能源市場(chǎng)的結構甚至翻新全球戰略格局。

對頁(yè)巖氣等非傳統油氣資源的關(guān)注，也隨著(zhù)美國頁(yè)巖氣革命的“成功”成為了各國能源界熱切討論的議題。美國頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)的長(cháng)足進(jìn)步是和該國長(cháng)期補貼頁(yè)巖氣技術(shù)研發(fā)和使用分不開(kāi)的。因此，許多有著(zhù)潛在頁(yè)巖氣資源的國家也開(kāi)始對補貼頁(yè)巖氣等非常規油氣開(kāi)采產(chǎn)生了興趣。

然而，在這一片樂(lè )觀(guān)的喧騰外，一系列關(guān)鍵問(wèn)題等待政策制定者和研究者回答，這些問(wèn)題包括：美國頁(yè)巖氣補貼政策是好的政策么？頁(yè)巖氣革命對能源市場(chǎng)的影響為何？頁(yè)巖氣革命“成功”對能源產(chǎn)業(yè)的污染減排短中長(cháng)期影響是什么？

只有回答了這些問(wèn)題，才能對其他國家是否應借鑒美國的補貼頁(yè)巖氣技術(shù)政策有較為清晰的認識。

怎么看頁(yè)巖氣政府補貼？

對美國頁(yè)巖氣補貼的回顧性評價(jià)，需要依據兩條準則：一是對新技術(shù)該不該補貼；二是是否該選擇頁(yè)巖氣這種技術(shù)進(jìn)行補貼。

理論上，由于新技術(shù)研發(fā)存在知識外溢性等外部性，又因為在研發(fā)早期成本高、市場(chǎng)份額和投資不足等，應該對新技術(shù)的研發(fā)在初期都需要補貼。與此同時(shí)，頁(yè)巖氣等非傳統油氣資源開(kāi)采技術(shù)的進(jìn)步，對降低能源價(jià)格、維持世界可持續發(fā)展，有著(zhù)重要而積極的意義。

從環(huán)境保護的角度，頁(yè)巖氣革命帶來(lái)的天然氣價(jià)格下降可以使燃氣機組在電力市場(chǎng)中的競爭力增強，降低電力市場(chǎng)氣電代替煤電的成本，吸引更多投資集中到清潔、高效的天然氣機組投資中。與此同時(shí)，由于其快速爬坡和調峰調頻能力，燃氣機組較煤電更能輔助新能源的入網(wǎng)。

因此，頁(yè)巖氣補貼看起來(lái)無(wú)論從經(jīng)濟性上，還是環(huán)保性上，都是一個(gè)好的政策選擇。

然而，上述討論中忽略了一個(gè)最重要問(wèn)題：如何審視和評估美國對頁(yè)巖氣補貼的機會(huì )成本。在一定的財政預算下，對能源領(lǐng)域新技術(shù)的補貼是有限的。選擇對頁(yè)巖氣進(jìn)行補貼，就意味著(zhù)對其他新技術(shù)的補貼額度受到削減；與此同時(shí)，頁(yè)巖氣革命也會(huì )對其他與天然氣有競爭關(guān)系的新技術(shù)產(chǎn)生影響。那么，審視能源市場(chǎng)，頁(yè)巖氣補貼政策的機會(huì )成本具體表現為什么呢？

讓我們再次審視頁(yè)巖氣革命的兩大作用：緩解能源市場(chǎng)的供求緊張和為新能源接入創(chuàng )造更有彈性的發(fā)電結構。一些其他的技術(shù)選擇或組合，也能實(shí)現，例如儲能技術(shù)、分布式調度技術(shù)、消費側管理技術(shù)和電動(dòng)車(chē)技術(shù)。這些技術(shù)的發(fā)展，能夠更加廉價(jià)和大規模的接入風(fēng)電、太陽(yáng)能的清潔能源；也能降低交通能源消費對化石燃料的依賴(lài)；更能避免從2009年以來(lái)各國新能源供求兩旺但接入能力有限等結構性問(wèn)題。

回顧過(guò)去二十年，美國財政對頁(yè)巖氣的補貼，如果用于上述技術(shù)并成功促成這些技術(shù)的進(jìn)步，那么美國的能源獨立或許能更綠色和更廉價(jià)的實(shí)現。因此，頁(yè)巖氣補貼政策的比較成本并不低廉，各國在選擇政策工具時(shí)，不可忽略這一問(wèn)題。

政府補貼促進(jìn)了頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但也延緩了新能源產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。

頁(yè)巖氣革命對能源市場(chǎng)最直接的影響就是增加了天然氣的供給、降低了天然氣的稀缺性。對美國的電力市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，這使得一直被推動(dòng)的氣代煤政策成本更低、政治接受度更高。由于燃氣機組的二氧化碳排放是煤電機組的大約二分之一，氮氧化物和二氧化硫排放更是遠遠低于煤電機組；因此頁(yè)巖氣革命使得美國能夠通過(guò)氣代煤在近期內、以較低成本實(shí)現碳減排。

事實(shí)上，在過(guò)去一兩年內，美國的碳排放下降一是因為經(jīng)濟復蘇緩慢，二是歸功于電力市場(chǎng)天然氣對煤電的替代。因此，頁(yè)巖氣革命在短期內對能源市場(chǎng)的減排有較明顯的貢獻。

然而，頁(yè)巖氣革命沖擊的并非只有煤電。頁(yè)巖氣革命可能對儲能等清潔能源技術(shù)造成沖擊、降低資本對這些領(lǐng)域的研發(fā)投入熱情。電力市場(chǎng)對儲能、分布式調度等技術(shù)的需求，主要來(lái)自于輔助風(fēng)電和太陽(yáng)能等不穩定新能源、平滑它們的出力曲線(xiàn)。擁有快速爬坡和調頻調峰能力的天然氣機組，正是這些技術(shù)有力的競爭者。

對中國的啟示

由于燃氣發(fā)電的二氧化硫和氮氧化物排放量非常小，因此在現有的大氣污染管制條件下，儲能等清潔輔助技術(shù)并不具備優(yōu)勢。因此，由于缺乏有執行力的碳排放管制，天然氣價(jià)格下跌只會(huì )讓儲能等清潔調峰技術(shù)吸引投資的能力大為下降、進(jìn)步速度更加緩慢；這使得從長(cháng)期角度看，頁(yè)巖氣革命對能源市場(chǎng)的減排作用仍不明朗。

與此同時(shí)，天然氣價(jià)格下降刺激的能源消費上升等反彈效應，也會(huì )降低頁(yè)巖氣革命在短期內的減排效果。

美國對頁(yè)巖氣技術(shù)強有力的補貼，政治上是因為頁(yè)巖氣屬于傳統能源，產(chǎn)業(yè)擁有強有力的影響力和游說(shuō)能力，所以頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)比儲能等更易獲得補貼?？紤]頁(yè)巖氣補貼的機會(huì )成本和能源環(huán)境影響，對中國來(lái)說(shuō)，應該跟進(jìn)對頁(yè)巖氣進(jìn)行補貼和鼓勵么？

中國現在的決策環(huán)境和美國開(kāi)始對頁(yè)巖氣進(jìn)行補貼時(shí)所面對的政策環(huán)境有了較大差異。首先，由于頁(yè)巖氣的探測和開(kāi)采技術(shù)已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，由于知識的外溢性，作為后發(fā)國家，中國相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步所需要的總財政投入可以比美國小得多。但具體到頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)的不同層面，情況卻各有不同。

一些建立在理論進(jìn)展和設備創(chuàng )新的技術(shù)，如可控水裂技術(shù)和橫井鉆探技術(shù)的研發(fā)和進(jìn)步，因其較易學(xué)習和引進(jìn)，因此可以使后發(fā)國家通過(guò)較少的財政投入獲得較大進(jìn)步。一些基于開(kāi)采經(jīng)驗積累實(shí)現的技術(shù)進(jìn)步，比如針對實(shí)際開(kāi)采操作中的參數設定，后發(fā)國家卻無(wú)法直接復制，仍需要通過(guò)大量的經(jīng)驗積累獲得一定的進(jìn)步。對于這類(lèi)技術(shù)，后發(fā)國家要取得相應進(jìn)展所需要的財政投入很難顯著(zhù)的低于美國。

中國的頁(yè)巖氣儲量豐富。同時(shí)，發(fā)電、供暖結構高度依賴(lài)污染影響大的煤電，在日益加劇的環(huán)境壓力下，電力和供暖行業(yè)的氣代煤需求迫切。在世界儲能等技術(shù)尚離突破性進(jìn)展有一定距離、美國頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)已經(jīng)取得突破性進(jìn)展的背景下，中國有必要鼓勵頁(yè)巖氣開(kāi)采的本土技術(shù)進(jìn)步。

但需要指出的是，中國不應照搬美國的技術(shù)補貼政策。首先，作為后發(fā)國家，中國頁(yè)巖氣技術(shù)的政策投入應低于美國的總投入。其次，中國的頁(yè)巖氣技術(shù)投入應在機制上確保經(jīng)驗積累性技術(shù)得到更多投入。與此同時(shí)，還應兼顧對其他更清潔的替代技術(shù)，如儲能等的補貼和鼓勵。

（作者系美國斯坦福大學(xué)博士，卡爾加里大學(xué)石油工程系博士、CMG公司數值模擬研究員魏義對此文亦有貢獻）