嚴重依賴煤炭的能源結構給中國的溫室氣體減排和治理環境污染帶來巨大負擔。用天然氣替代煤炭通常被決策者認為是一個在中短期內較為可行的選擇，因為天然氣相對比煤炭清潔、碳排放強度顯著降低。全力開發國內天然氣資源或者從國外進口天然氣成為實現天然氣替代煤的兩種方法。哪個途徑被優先考慮，除了取決于國際石油天然氣價格和國內油氣資源開發技術的重大變化，也受到政策決策和社會選擇偏好的影響。一般來說，當國際油氣價格走低或者資源蘊藏量少、技術開發能力有限時，進口會被優先考慮；當國際油氣價格走高或者開發技術有了突破性進展，則開發國內資源成為偏愛。從政策決策和社會偏好角度來看，當能源供應安全在決策中被高度關注或者石油天然氣行業的企業有強大的政策影響力時，則開發國內資源常更被重視；當一個社會天然氣儲量不足，并且沒有替代天然氣的能源技術選擇，那么進口天然氣也是無法回避的政策選擇。

作為一個龐大的經濟體和擁有眾多的人口的國家，加之進入經濟全球化的時間還不太長，中國的能源決策仍主要偏好于以開發國內資源為主，努力實現能源供應的自給自足。然而面對油氣資源儲量低、國內需求迅速增長的情況，中國也不得不大量進口石油和天然氣。2014年中國石油和天然氣的對外依存度分別為60%和32%。然而，隨著過去十年頁巖氣大規模商業開發技術的成熟并在美國出現爆發式發展，中國似乎看到了一個實現優化能源結構、增加天然氣國內供應、減少溫室氣體排放強度等重要國家發展目標的重要機會。因為中國是世界上頁巖氣儲藏量最多的國家之一。中國的頁巖氣可采資源量達到36萬億立方米。2012年3月，中國政府發布了《頁巖氣發展規劃（2011-2015）》，設定了到2015年65億立方米頁巖氣產量目標，并展望2020年頁巖氣開采量可以達到600-1000億立方米。

頁巖氣被政府認為可以成為中國實現可再生能源轉型過程中的“過渡性”（Bridge Fuel）能源。未來10-15年，要實現能源結構中大量減少煤炭比例、滿足油氣消費增長需求的目標，中國政府認為借鑒美國經驗來大力開發頁巖氣是非常可行的策略。這一策略實現的可能性有多大？頁巖氣究竟能否成為中國的“過渡性”能源？本文將討論到2030年頁巖氣要成為中國能源行業變革中重要的過渡性能源所面臨的挑戰。

2020：頁巖氣發展仍處起步階段

中國重視頁巖氣的發展，在很大程度上是希望在比較短的時間內顯著減少煤炭的消費量。2014年中國一次能源消費29.7億噸標油，原煤占比66%，石油占比17.5%，天然氣占比5.6%。發電領域，燃煤火電的發電量占總電力生產的比例為75.2%。煤炭占絕對主導的能源系統是中國空氣污染嚴重、碳排放高的主要原因。為了解決這些問題，中國自2011年以來，就開始加大天然氣的消費量和進口量，2014年中國天然氣表觀消費量為1800億立方米，比上一年增長7.4%，其中580億立方米來自進口。根據《能源發展戰略行動計劃2014-2020》，中國預計到2020年一次能源消費達到48億噸標準煤，約33.6億噸標油。天然氣占比10%，相當于超過3600億立方米。從2014年的1800億到2020年規劃目標3600億，六年時間要增加100%，年均增長率約為12.2%。

如此高的天然氣增長目標下，頁巖氣所占的份額難以在未來五年有大的突破。首先，中國在“十二五”啟動的頁巖氣發展計劃并不順利。根據《頁巖氣發展規劃2011-2015》，中國計劃到2015年頁巖氣開發量達到65億立方米，但2014年頁巖氣產量僅有13億立方米。中國目前頁巖氣開發面臨技術實力、勘探能力、開發成本等約束，伴隨宏觀經濟下行、投資力度減弱、國際油氣價格疲軟等因素。例如在開發成本方面，中國開發周期和單井開發成本顯著高于美國。中國單井開發周期在2-3個月，成本在5000-7000萬元。而美國單井開發周期為25-30天，成本一般不超過3000萬元。

由于“十二五”期間頁巖氣的發展不如預料得那么高，國家能源局調低了2020年頁巖氣開發的量化目標，從之前的600-1000億立方米調低到300億立方米。由此來看，即使到2020年300億立方米的頁巖氣的產量如期實現，其占當年天然氣目標消費量3600億立方米的比例也僅有8.5%。如果頁巖氣年產量屆時達到600億立方米，其占天然氣消費總量的比例約17%。假設未來五年天然氣進口不出現指數型增長，仍處于起步階段的頁巖氣無法扭轉中國天然氣到2020年仍在能源系統中扮演輔助性角色的局面。

2030:中國難以復制美國頁巖氣發展“傳奇”

過去十年頁巖氣在美國的爆發式發展是促動中國自主開發頁巖氣的最主要外部因素。美國頁巖氣產量從2007年的36.6億立方米增加到2013年的3232億立方米，占天然氣總產量的比例到2013年已經高達40％，超過了常規天然氣所占比例。大量燃煤發電被天然氣發電替代，碳減排和大氣污染控制效益顯著。因為在環境效益，主要是減少溫室氣體排放和空氣污染物方面，天然氣比煤炭有顯著的優勢。在能源安全方面，美國頁巖氣的發展“傳奇”使美國天然氣和石油進口大量減少，有觀點甚至認為，美國在未來的20-30年可能實現能源消費的完全自給。

中國希望復制美國的“傳奇”，一方面可以替代煤炭來減少污染和降低碳排放，另一方面能夠增加天然氣國內供應降低對進口的依賴度。留給中國大規模發展頁巖氣的時間主要集中在2020-2030年的十年時間。當2030年左右中國的碳排放和能源消費達到峰值，其實包括天然氣在內的化石能源將面臨碳減排帶來的減少消費量的壓力，更重要的是以風電、太陽能為代表的可再生能源將具備更強的成本競爭優勢，因此2030-2050年將是可再生能源逐步取代化石能源從而全然主導能源系統的的轉型期。我們認為2030年后將沒有大規模發展頁巖氣的國際、國內政策環境。

為了替代煤炭，天然氣在2021-2030年期間仍會保持較高速度的增長。2014年中國提出了2030年二氧化碳排放的控制目標，并相應地提出了非化石能源的發展比例，即占一次能源消費的比例到2030年達到約20%左右。2030年煤炭消費占一次能源的比例要從2020年的60%左右降到50%以下，天然氣消費占一次能源的比例從2020年的10%繼續增加到15%左右，消費量達到每年6500億立方米。中國2020年頁巖氣年產量目標為300億立方米。如果這一目標實現，并且2020年后頁巖氣開采仍然快速增長，我們假設中國國內頁巖氣產量在天然氣消費中類似美國那樣占到半壁江山的地位，即2030年能滿足40%－50%的天然氣消費需求，那么頁巖氣屆時年產將達到2600－3250億立方米。

頁巖氣發展要達到這樣的規模，目前政府執行的補貼同時增長驚人。為了控制補貼的數額，政府在2015年調低了補貼標準。之前的標準是2012-2015年間的項目每立方米補貼0.4元人民幣。2016-2018年間補貼減為0.3元／立方米，2019-2020年為0.2元／立方米。按照頁巖氣開發目標，2020年頁巖氣產量達到300億立方米，那么對頁巖氣的直接補貼額達到60億元，相當于2014年應征收可再生能源附加值660億元的9%。當補貼可再生能源電力資金的缺口不斷增加，政府的公共資金應該似乎更多用來支持發展可再生能源。

開發頁巖氣的另外一個重大挑戰是投資規模是否可以跟得上。根據美國開發頁巖氣的經驗，美國之所以僅用5-6年時間就將頁巖氣年產量從2007年約36.6億立方米增加到2012年約2900億立方米，主要是因為在開采技術成熟的情形下有大量投資短期迅速進入這個領域。2008-2012年間，美國頁巖氣投資總額達到1337億美元，約為8300億人民幣（匯率1:6.2）。其中80%來自美國國內投資者，有數量眾多的小型頁巖氣開采企業，有石油天然氣大型跨國企業，也有各類金融機構。國外投資者貢獻了20%的投資，通常以當地伙伴合資，分享頁巖氣收益的方式進行。我們這里暫且不考慮頁巖氣開發帶來的環境和社會影響等外部成本。我們假設中國“十三五”期間實現年產頁巖氣300億立方米的能力，開發技術成熟并在行業內普及，單井開發成本到2020年可以達到類似美國3000萬元的水平。如前文所述，美國頁巖氣產量從2008年的600億立方米增加到2012年的2940億立方米累計投入了8300億元，以此為參照，我們認為中國頁巖氣開發量要達到每年3000億立方米的水平，累計投資預計也在這個規模，假設大約8000億元。如果將政府對頁巖氣實施的直接補貼資金考慮進去，那么達到年產3000億立方米的規模，累計需要投資估計接近一萬億元。相比之下，作為最大的可再生能源投資國，2014年中國投資了833億美元（約5000億元人民幣）在可再生能源市場。未來十年，中國仍會繼續重視發展可再生能源，投資規模仍會繼續穩步增加。隨著可再生能源投資的持續增加，即使不考慮可再生能源在外部成本方面遠遠優于化石能源的情況，未來10年可再生能源與化石能源的成本差距將繼續縮小，很有可能在2025年前后發展可再生能源將具有更高的成本優勢。從這個意義上講，留給頁巖氣大規模發展的時間并不多，可能就是2015-2030之間的10-15年的時間。面對高達10000億元的累計投資，決策者需要站在能源轉型的戰略高度，綜合考慮國際氣候變化政策、頁巖氣開發的環境和社會影響、國內外石油和天然氣市場波動和宏觀經濟發展趨勢等因素，謹慎審視頁巖氣開發在能源轉型過程中的定位。本文認為在中國頁巖氣要成為“過渡性”能源難度很大。

結論：頁巖氣在中國成為“過渡性”能源挑戰重重

為了實現優化能源結構、提高環境質量和降低碳排放強度等戰略目標，頁巖氣的發展被很多中國能源決策者寄予厚望，認為它可以成為一種重要的“過渡性”能源，幫助中國實現能源產業的升級，最終轉變為可再生能源占絕對主導地位的未來的能源系統。本文經過分析認為，評價頁巖氣能否成為“過渡性”能源，需要將其放在中長期能源轉型的戰略路徑上考慮，并且需要比較不同能源利用在中長期內的投資成本、環境和社會影響風險、國際氣候變化政策影響、石油和天然氣國際市場變化以及中國未來三十年經濟發展和人口增長趨勢等重要因素。本文認為未來頁巖氣的快速增長除了面臨上述宏觀挑戰因素外，其行業本身發展有很多不確定因素，如技術普及、開發成本、巨額投資等，因此我們認為未來的10-15年頁巖氣難以在中國扮演“過渡性”能源的角色。

“煤改氣”系列分析文章（一）：煤改氣是北京實現未來五年空氣質量顯著好轉的重要手段。鏈接：http://www.reei.org.cn/index.php/2014/01/coal2gas-paper1/.獲取時間：2015年10月22日

2014年我國進口石油對外依存度接近六成。鏈接：http://www.chinairn.com/news/20150114/151556627.shtml獲取時間：2015年10月22日

我國天然氣對外依存度升至32.2%。鏈接：http://news.xinhuanet.com/energy/2015-01/19/c_127398476.htm獲取時間：2015年10月22日

頁巖氣也是天然氣，主要成分甲烷，富集于3-4億年前泥盆紀形成的泥頁巖地層中。鏈接：http://www.energy.gov/sites/prod/files/2013/04/f0/what_is_shale_gas.pdf.獲取時間:2015年10月25日

頁巖氣：我國能源發展的新希望。鏈接：http://www.mlr.gov.cn/zljc/201108/t20110819_926835.htm.獲取時間：2015年10月21日

原文可參見http://www.ahpc.gov.cn/upload/xxnr/1002320133211120.pdf獲取時間：2015年10月22日

應對氣候變化要求國際社會共同努力將全球平均氣溫升幅在本世紀控制在2攝氏度以內，即全球大氣二氧化碳濃度在本世紀末不應超過450ppm。基于這樣的目標，有研究認為全球天然氣消費峰值應出現于2020年或2030年，之后應開始下降。（參考如下鏈接：http://blogs.cfr.org/levi/2013/01/04/a-mixed-verdict-on-natural-gas-as-a-bridge-fuel）從應對氣候變化的角度來看，中國未來承擔碳減排的責任會增加，全球減排目標對中國的影響會日趨增加。加上中國自愿承諾碳排放2030年左右達到峰值，我們有理由假設中國大規模利用頁巖氣的時間窗口將是未來的10-15年時間。2030年之后全面減少化石能源消費同樣將是中國的主要目標。

本文僅從能源開發和供應有效性的角度討論頁巖氣未來在中國的發展，關于頁巖氣的環境影響有很多爭論，我們將在未來的文章中詳細討論這個問題，本文暫不討論。

2014年世界各國一次能源消費結構。鏈接：http://escn.com.cn/news/show-246244.html獲取時間：2015年10月22日

中電聯發布2014年電力工業運行簡況。鏈接：http://www.ccchina.gov.cn/Detail.aspx?newsId=50859.

獲取時間：2015年10月22日

我國天然氣對外依存度升至32.2%。鏈接：http://www.mlr.gov.cn/xwdt/jrxw/201501/t20150120_1341906.htm獲取時間：2015年10月21日

繪就“能源革命”路線圖——《頁巖氣發展規劃（2011~2015年）》解讀。鏈接：http://www.mlr.gov.cn/kczygl/kcgh/201206/t20120619_1111764.htm.獲取時間：2015年10月21日

頁巖氣將成我國能源重要組成部分——國土資源部有關負責人就頁巖氣勘查開發相關問題答記者問。來源：國土資源部要聞播報鏈接：http://www.mlr.gov.cn/xwdt/jrxw/201409/t20140918_1330163.htm.獲取時間：2015年10月21日

2014年中國頁巖氣產量大漲，增至13億立方米。鏈接：http://www.cet.com.cn/nypd/trq/1437986.shtml.獲取時間：2015年10月21日

美國頁巖氣年產量來自美國能源信息管理局。鏈接：http://www.eia.gov/dnav/ng/hist/res_epg0_r5302_nus_bcfa.htm獲取時間：2015年10月22日

Shale gas provides largest share of U.S. natural gas production in 2013.鏈接：http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=18951獲取時間：2015年10月25日

FigureES3.U.S.net energy imports in six cases,2005-40(quadrillionBtu).Annual Energy Outlook 2015 with projections to 2040.Energy Information Administration.Link：http://www.eia.gov/forecasts/aeo/pdf/0383(2015).pdf.獲取時間：2015年10月27日

China,U.S.announce ambitious climate change goals.http://news.xin hua net.com/english/china/2014-11/12/c_133785099.htm.獲取時間：2015年10月26日

中國未來能源發展戰略探析.李偉.http://www.nea.gov.cn/2014-02/12/c_133109179.htm.獲取時間：2015年10月26日

頁巖氣開發補貼政策出臺，每立方米補貼0.4元。鏈接：http://news.xinhuanet.com/fortune/2012-11/06/c_123917386.htm獲取時間：2015年10月22日

關于頁巖氣開發利用財政補貼政策的通知。鏈接：http://jjs.mof.gov.cn/zhengwuxinxi/zhengcefagui/201504/t20150427_1223392.html.獲取時間：2015年10月22日

2013年9月可再生能源電價附加第三次提高標準，達到1.5分／千瓦時。2014年中國全社會電量消費達到55233億千瓦時。除了農業和居民用電外的電力消費都在征收范圍。假設全社會消費電力的80%征收可再生能源電力附加，那么2014年理論上應征收660億元。

Foreigninve stors play largerole in U.S. shale industry.Energy Information Administration.鏈接：http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=10711.獲取時間：2015年10月27日

同上。

Global Trends of Renewable Energy Investments2015.鏈接：http://fs-unep-centre.org/publications/global-trends-renewable-energy-investment-2015.獲取時間：2015年10月27日