习近平宣布要带领中国人民走向“中国梦”,这个梦想,我曾于1985年在四川待了3个月清晰地看到,邓小平主席的改革政策正在发生。当时我说,“钟摆已经开始摆向另一端,将带动中国在21世纪全面发展,充分发挥其潜力……中国崛起对我们的子孙后代来说,将比任何一件事都更有深远影响。”因为我自身就坚信“中国梦”,所以在1994年年初,我就曾告诉克林顿总统:“美国和中国将成为未来一个世纪最大的两个经济体。”
GHK公司作为天然气勘探和生产的专家,长期致力于深层高压天然气的钻探和生产,这和四川省的地质状况相似。时任石油工业部部长唐克先生邀请我们研究中国的天然气潜力,我和GHK公司团队一起来到四川,随后他也成为我多年的好朋友。
我们对四川、鄂尔多斯、塔里木和其他盆地做了深入研究,研究结果令我们震惊,这和美国陆上盆地和天然气潜力是如此的相似。我们向石油工业部、地质部和其他科学组织上报,中国的天然气资源应该约等于美国,当时我估计的结果是至少1100至1400万亿立方英尺(或30到40万亿立方米),1993年,我的估计上升到约3000万亿立方英尺(或84万亿立方米)。因此,我对中国的建议和我长期以来对美国的建议一样:我们这两个国家经济体应该快速转型到使用国产天然气为主要的能源来源,在美国,我们应该立即开始逐步用于火电的煤炭和交通运输领域的石油,中国也应使用清洁的天然气以满足其巨大的发电和交通领域的能源需求,而非煤炭和石油。我建议中国不应跟随美国工业和城市的发展步伐,使用19世纪、20世纪的能源技术和来源,应该向前看,使用一种清洁高效、国内丰富的21世纪的燃料——天然气,发展中国的未来。
不幸的是,在美国,很少人相信我对天然气资源量的估算,特别是那些国际石油公司和美国政府。事实上,中国的领导人也一样。随后,人们对天然气理解的发生巨大转变,使现在大多数负责任的专家都同意1993年我做的3000万亿立方英尺的估算。过去十年,美国的水平钻井已经证明了陆上天然气的广泛存在,其巨大的发展也为美国带来相当于25美元每桶油水平的国内天然气价格,随之而来的是,已给美国带来超过其贸易伙伴的一项长期的宏观经济优势,因为他们必须支付更高的平均能源价格。此外,天然气开发和后续的陆上石油开发显著地提升了美国经济和劳动力市场。美国的二氧化碳排放量下降到90年代初水平的主要原因就是天然气发电替代了燃煤发电。事实上,自2006年以来,美国的二氧化碳排放量一直在减少。
现在,如我之前的预测,中国拥有庞大的陆上天然气资源已被公认,而中国的大部区仍在遭受着难以忍受的污染。中国快速的经济增长和城市化进程,需要使用大量的煤炭和石油作为其发展的主要能源来源,其结果是,中国大多数主要城市现在都笼罩在煤和汽油使用造成的碳灰尘、微小颗粒物、汞、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳等空气污染中。中国当前的污染,不仅使人们遭受身体和精神上的痛苦,同时至关重要的是污染阻碍可国家的经济增长。
今天,石油和煤炭污染危害着“中国梦”成为现实。天然气是唯一清洁灵活、储量丰富的能源,可以在未来十几年内大规模取代煤炭发电和交通运输领域石油使用,从而消除这些污染。出于这一原因,我相信中国的天然气发展必须成为当前和下一个五年计划大规模经济和环境发展的首要任务,可以使中国成功实现了“中国梦”——这个梦想不仅对中国人民,同时对我们所有的人都至关重要,因为我们都是“中国梦”成功实现的利益相关者。
序2
2006年12月的一天,中国企业投资协会副会长、高盛高华证券公司董事长、著名投资家方风雷先生把我叫到他办公室,给我一本小册子,同时交给我一项任务——将这本小册子作者的观点推荐给中国能源行业的领导,促进中国天然气产业的大发展。
这本名为《能源的气体时代——发挥全球表率作用的机会》的小册子,作者就是罗伯特•海夫纳三世(RobertA.HefnerIII)。我拿到这本13633字的小册子,一口气连读了三遍,对作者的观点产生了极大的共鸣。从1997年我发表第一篇《关于我国天然气资源概况及使用方向的建议》的论文起,就一直极力鼓励国家应大力开发天然气,积极利用天然气治理环境污染,提高能源效率,改善城市公共设施,并通过天然气促进能源结构的大调整,依靠天然气拉动经济实现可持续发展。海夫纳先生长期从事天然气勘探开发,他具有革命性的天然气成气理论极大地鼓舞了我们,进一步支撑了我们对地球蕴藏极为丰富的天然气资源足以确保人类百年文明的认识。
此后,我们将这本小册子发给了国家发改委、国务院能源领导小组办公室、能源局等各部门主管领导。2007年6月7日,我们有幸邀请海夫纳先生到北京,与包括国家能源领导小组办公室徐锭明副主任,著名油气地质学家、中国工程院翟光明院士,中国石油天然气股份有限公司副总裁胡文瑞(2011年当选为中国工程院院士),中国能源学会副会长、前发改委能源所所长周凤起,国家安全生产监督管理总局办公厅主任兼中国煤炭工业发展研究中心主任郭云涛博士以及新华社世界问题研究中心资深研究员杨元华等专家,在方风雷副会长的主持下进行了深入对话,并将讨论纪要进行了更大范围地传阅,他的观点也被引入多篇文章中得到了广泛地传播。
海夫纳先生的观点极大地影响了中国能源界,越来越多的人开始逐步接受他的观点,此后世界能源发展的大趋势也进一步印证了他的真知灼见。海夫纳先生说,1990到2000年这十年,全球共发现了37个大油田,储量380亿桶;同期发现的40个大气田,储量相当于1200亿桶石油当量,几乎是油的三倍多。进一步研究发现,这些油田储量中有30%至40%是以天然气折合油当量换算而来的,如此一来气几乎是油的6倍。作为一个地质学家和勘探专家,海夫纳坚信未发现的气田要比油田多的多。
他在研究中发现,南美、美国、加拿大等地的地层中都有天然气不停地泄露。他还曾乘坐潜水艇到深海海底,与研究机构一同考查,发现地球5%的海底都有甲烷气体漏出的现象。他认为这可能是海洋深处大量天然气水合物的成因之一。在他看来,石油仅仅是碳氢化合物中很小的一部分,由于天然气可被压缩,所以会大量存储在地壳深处的多种岩层之中。
为此,海夫纳从上世纪70年代后期开始,在美国国会先后18次作证,坚称地球上的天然气资源非常丰富。而埃克森美孚公司却坚称,天然气即将耗尽,到1978或1979年将面临枯竭。这种观点很像石油峰值理论,支持这一理论的专家多半与大石油公司和华尔街密切相关,因为只有让人们信以为石油稀缺,才能推升石油的价值赚更多的钱。埃克森美孚声称美国的天然气储量只有2.8到8.5万亿立方米,而海夫纳先生的估计是他们的5至7倍,如果加上页岩气资源还将增加50%。多数专家支持了海夫纳的观点,后来事实也证明了天然气资源极其丰富。此后美国页岩气、页岩油和致密砂岩油等一系列技术突破,油气产量的迅速增加,不仅使美国摆脱了对中东石油的依赖,有望实现梦寐以求的“能源独立”,并进一步延伸成“再工业化革命”,改变了全球的能源、经济和金融格局。
在2007年的那次交流中,海夫纳先生让我们开始第一次关注到页岩气资源,此时距离德文公司推广米歇尔的页岩气水平井和水力多级压裂技术只有一年时间。在海夫纳先生看来,有油的地方一定有气,有气的地方则不一定有油。大部分气田都在油田之下,而且气田比油田普遍更深。不仅如此,能找到煤的地方也能找到天然气,在美国很多煤矿都能找到天然气,这不仅指煤层气,因为在一些煤田下发现了大型的天然气田,这似乎也预示着天然气和各种碳氢化合物之间复杂的因果关联。
1997年10月15日,由17个国家合作参与的“卡西尼”土星探测器,携带一枚欧洲航天局制造并以“惠更斯”命名的土卫六探测器从地球飞向了35亿公里外的土星。人类为什么对“土卫六”情有独钟?1944年,荷兰裔美国天文学家杰拉德•柯伊伯用光谱分析仪观测,惊奇地发现土卫六上存在甲烷气体。长期以来,人类相信碳氢化合物是化石能源,是生命过程的副产品,但是生命科学家则认为是碳氢化合物创造了生命,出现了“鸡与蛋”式的争执。
2004年7月1日卡西尼经过长达七年的漫长航行终于飞临土星,12月25日圣诞节,卡西尼向土卫六释放了“惠更斯”探测器。“惠更斯”探测器于2005年1月14日进入土卫六大气层探测并登陆。2008年2月13日,美国宇航局的科学家发布了探测成果,土卫六表面湖泊和海洋中的天然气和其它液态碳氢化合物数量惊人,是地球上已探明石油天然气总储量的数百倍。土卫六赤道沿线黑色沙丘中的有机物含量也是地球煤炭储量的数百倍。
美国宇航局将各种探测结果总结后,于2009年12月进一步证实,在-179℃的土卫六地表上存在着液体。液体主要是液烃类(NGLs)形成了海洋或湖泊。土卫六也被认为是太阳系中除地球之外唯一存在液体的天体。土卫六大气中94%是氮气,还有大量不同种类的碳氢化合物,包括:甲烷、乙烷、丁二炔、甲基乙炔、丙炔腈、乙炔、丙烷,以及二氧化碳、氰、氰化氢和氦气。这些碳氢化合物被认为来自于土卫六大气层中的甲烷。美国约翰霍普金斯大学应用物理学实验室的科学家拉尔夫•罗兰兹教授参与了卡西尼计划,他说:“土卫六被丰富的碳氢资源所覆盖,就如同一个巨大的有机化学工厂。”
科学家们相信,现在的土卫六与45亿年前的地球非常相似。那么地球早期是否也曾产生大量的碳氢化合物,今天这些碳氢化合物又将去向何方?人类的天文发现在一定程度上支持了海夫纳先生的观点,天然气资源或取之不尽,用之不竭。
海夫纳先生来自石油世家,他的祖父1903年就在美国勘探石油,他的父亲也继承了石油勘探。他毕业于俄克拉荷马大学地质学和地质物理学系,从1955年大学时代起,他就开始对天然气产生极大的兴趣,并持续研究,积极尝试、不断创新。他是一个世界级的深井钻探专家,深井技术更多地用于天然气的钻探开发。他对于中国的影响并非仅限于此,1984年他第一次来到中国,应邀参加广州的一个国际能源会议,并极力宣传天然气将是人类未来最佳的能源。地质部邀请他到北京会见了石油工业部部长唐克。
唐克部长对他能钻到地表1万米以下,承受一万五千磅/平方英寸的高深度、高压力、高温度技术非常感兴趣。从此他开始了和中国石油界的密切交往。1985年1至2月,他应邀到四川省进行天然气勘探开发的研究,在西南石油的配合下进行了地震和地质研究考查,并进行深井钻探,为后来四川盆地天然气开发提供了支持。他对中国西部、鄂尔多斯盆地、四川省、内蒙等地的地质资源情况进行了研究,得出结论,中国是有巨大天然气藏量的国家。1986和1987两年,他与地质部和石油工业部进行探讨,得出的结论是中国和美国的常规天然气资源基本相当,大约有20到30万亿立方米。
他不遗余力地宣传和推动中国发展天然气,建议中国用天然气替代煤炭和石油,通过天然气的灵活性容纳更多不稳定、不确定和不可靠的可再生能源如风电、太阳能、小水电和生物质能等,并通过分布式能源技术提高对天然气的综合利用效率。他先后撰写了《全球能源的未来亚洲的机遇和中国的明智选择》等数篇文章并自费印刷发布,自费一次次来华宣讲。《能源的气体时代——发挥全球表率作用的机会》一文中就是希望中国抓住“发挥全球表率作用的机会”。遗憾的是在当时那个热衷国民生产总值,不惜透支资源环境、健康、财政、民心和道德的氛围下,我们未能认真听取他的建议,不仅没有做出明智的选择,还错失了为全球表率的机会,将自己的美好家园变成了全球最乌烟瘴气的地方,使中国成为能源消耗最多、温室气体排放最多、生态环境恶化最快的国家,成了全球的众矢之的。
所幸的是中国共产党十八大新一届党中央将“大力推进生态文明建设,努力建设美丽中国,实现中华民族永续发展”作为团结带领人民为之奋斗的时代新目标。习近平主席表示,决不以牺牲环境为代价去换取一时的经济增长,不搞竭泽而渔式的发展。要对人民群众、对子孙后代高度负责,真正下决心把环境污染治理好、把生态环境建设好,努力走向社会主义生态文明新时代,为人民创造良好的生产生活环境。
在海夫纳先生“全球能源转换曲线图”中的世界能源结构,煤炭替代了薪柴,石油取代了煤炭,现在是人类再次实现大更替的转折点。21世纪的能源结构将是分布的、非资金密集的、复杂化的、高度智能和多种技术相互融合的。海夫纳说,中国为了真正实现和平崛起,还是必须将其以煤炭和石油为主的能源结构,转为更清洁环保的21世纪能源科技。在人类文明漫长的发展过程中,人类已再一次准备好迎接能源来源和能源科技的转型和长期变革。为了做出适当的抉择,政策制定者必须时刻意识到能源的投入对经济的影响可能与资金的投入同样重要。能源对经济的作用并不是中性的,它对经济生产力和效率—直有着至关重要的影响。毋容置疑,煤炭和石油过度使用已经导致庞大的外部成本,需要整个社会透过增税、环境补贴、医药补贴、牺牲民众健康和生活水平以作弥偿。政策制定者必须明白,正确的能源选择不仅可以转化为经济增长潜力,还可以降低环境治理和公共卫生代价。
中国要下决心把环境污染治理好,把生态环境建设好,关键一步就是调整能源结构,减少高污染的煤炭石油消费,增加清洁能源和可再生能源的供应。以煤炭为主的能源结构,能源利用效率低下,生态环境负担沉重,造成一系列经济、社会、环保、政治和外交问题,中国急需,也必须进行能源结构的彻底调整,其中积极开发和合理利用天然气必须成为整个中国的重中之重。
中国企业投资协会金融委员会副主任
中国能源网首席信息官韩晓平
译后记
2004年冬天,是北京三环内供暖系统开始煤改气的第二年,原本以为是暖冬,但随着几场特大降雪,强冷天气的到来让所有人都始料未及。时任北京市市长王岐山在元旦前夜接到了一个紧急报告,称“北京的天然气储存量只够维持16天!”当时天然气供应时断时续,很多居民小区接连数日贴出了“无法保证居民天然气供应”的通知。北京市主要天然气供应商中石油也无计可施,最后北京燃气集团只能以首先保障居民用气为前提,给缺气的北京市民挨家挨户送去瓶装液化气以保障居民用气。
此后,“气荒”一词再未离开国人的视线,2005年、2006年、2008年多地出现大规模“气荒”现象,2009年更是出现了“中国有史以来最严重”的气荒灾害,一时之间,“气荒”成为公众关注的焦点话题。也就是在2004年,我们的研究团队开始关注中国的天然气市场并着手研究“气荒”发生的原因所在。
事实上,我们对天然气这一清洁燃料的期盼由来已久。早在1998年,伴随着中国城市化进程不断加速,作为中国第一条长距离天然气管线的陕京一线开工,如何有效地利用天然气这一清洁能源随即受到社会的广泛关注。通过对国外能源发展趋势的研究,我们发现当时国际上正在兴起一种采取天然气冷热电三联供为城镇与小区提供能源综合服务的靠近用户端的、清洁高效的供能方式。于是我们将这种区域型供能方式翻译成中文“分布式能源”(DistributedEnergy)加以推广,希望能够帮助解决我国的能源结构性问题。但在当时,我们一大困扰就是“中国的天然气供应能否支持我们加速中的城镇化建设”?
2007年初,我们接触到海夫纳先生所著的一篇文章——《能源的气体时代》,随后在当年6月,我们在北京见到了海夫纳先生。交谈中,他言语间不时透露出对中国当下能源结构的担忧,并大胆预言气体能源将会是中国未来行之有效的能源解决方案。
我们对他的预言半信半疑。当时中国天然气产业供需缺口严重,尽管天然气产量逐年增长,但是仍然难以满足市场需求。
随后,我们持续关注中国的能源市场,以及中国和世界的能源格局变化,并一直保持和海夫纳先生的联系。2012年2月,当我们在北京第二次见到海夫纳先生时,他的预言已经成为现实。国际能源署在《世界能源展望2012》中提出“迎接’天然气黄金时代’的到来”。英国《金融时报》首席经济评论员马丁-沃尔夫撰文称,世界正在经历一场天然气革命,这将对全球经济产生非常积极的影响。
一方面,水平井和水力压裂技术的综合应用,在北美掀起了“页岩气革命”的浪潮,美国振臂高呼多年的“能源独立”终见曙光。另一方面,我们通过对中国天然气市场环境、产业政策以及非常规资源如煤层气、页岩气、致密气等资源的深入研究发现中国并不是一个天然气资源匮乏的国家。
事实上,美国在上个世纪也经历过艰难的“气荒”,随后在放松天然气井口价格管制后,美国一举扭转了这一局势。经过多年的努力,美国今天已经成为全球天然气第一大生产国。
在同海夫纳先生的沟通过程中,我们了解到他的《能源大转型》一书已于2009年在美国出版,时值美国页岩气大发展之际,这也一定程度上佐证了他多年来力主“全球天然气资源丰富”的观点。海夫纳先生在书中描述了自己通过政治游说促使美国政府解除对天然气价格管制的经历,在与美国石油巨头的18次辩论中,他从未屈服于“天然气完蛋了”的观点。在书中,他不但预言了美国的能源未来,也希望借此推动中国的能源事业发展,甚至改变全球的能源观念。
在和海夫纳先生多年的交流中,我们为其投身能源事业的精神所感染,同时随着时间和能源行业的不断发展,他的预言和观点不断得到印证,我们也深深被其睿哲、超前的思想所折服。在看到《能源大转型》一书的英文版之后,我们有了将这本书翻译成中文的打算。非常感谢海夫纳先生和中信出版社的支持。在耗时一年之后,我们终于将这本书翻译出版。尽管我们试图尽量忠实于原文,但由于时间仓促及能力有限,文中仍然不免会有纰漏和错误,在此向广大读者致歉。
仅以此书,献给所有致力于能源可持续发展的先驱和实践者。
中国能源网研究中心主任冯丽雯
2013年6月写于北京