金之钧院士:美国页岩革命改变世界能源格局,中国会迎来页岩革命吗?

近日,中国科学院院士、北京大学能源研究院院长、北京大学博雅讲席教授金之钧接受凤凰卫视“问答神州”节目的专访。美国页岩革命改变世界能源格局,中国会迎来页岩革命吗?来听听金院士对中国页岩革命的看法。

美国页岩革命改变全球能源市场格局

美国作为曾经的全球第一大能源进口国,因为页岩革命,一跃成为能源出口国。2010年后,美国先后实现页岩气、页岩油的大规模量产。2016年,美国首次出口页岩气,2018年,美国首次成为石油净出口国。美国的页岩革命,改变了全球能源市场格局。

吴小莉:美国的页岩革命,使得美国以前是能源进口大国,现在成为油气的生产大国。

金之钧:1997年,美国真正实现技术上的突破,2006年开始,页岩气慢慢进入规模开发,2010年以后,页岩气产量爆发式的增长。美国去年产了7500多亿立方米的天然气,除了满足它自己供应以外,它会大量出口,到2023年、2024年,它有可能超过卡塔尔,成为全球最大的液化天然气出口国,包括卖给中国。

页岩,为什么我把它称作一次革命呢?过去在页岩油气出现之前,整个石油工业的投资,都是在获取资源、扩大地盘,比如说从海域浅水到深水,都是不惜代价地去去获取资源。而页岩油气出现以后,资源是很广阔的,关键是看成本,你能不能低廉地把油气采出来,我把它叫做“低成本时代”的到来,整个改变了技术的走向。

中国页岩气发展

吴小莉:其实2003年,您就开始关注了页岩,您到世界各地有页岩的地方都考察过。

金之钧:中国页岩气快速的突破,得益于与美国同行的交流。但是我们早期阶段在探索过程当中,我们完全学习美国的经验,有一个因素忽略了——地质不一样。我们早期是吃了亏的,一味拷贝美国的标准来选区,这个是搞不赢的。

吴小莉:走了多久的冤路?

金之钧:这个冤路从2006年开始,到2012年以后我们就意识到这个问题了,差不多五、六年的时间,我觉得还好了。在这个阶段,中石化投入了20个亿人民币,打井、搞地质资料,最后还得倒过头来走自己的路子。

金之钧:由于涪陵气田的发现,中石化在2014年美国达拉斯的世界页岩油气峰会上,获得了“页岩油气国际先锋奖”,全球只授予一个公司。加拿大在美国之后,首先突破了页岩气开采技术,我们中国是第三个国家获得突破的,所以他们认为是个大事件。我们发现了涪陵页岩气田以后,世界上其它的国家对我们这种技术特别关注。

页岩革命曾被认为是“庞氏骗局”?

吴小莉:有人说这是不是一个骗局?因为美国前期投资大,但有一些油气田可能三年之后产量就不行了。

金之钧:在页岩油气技术突破以后,有一种观点是美国页岩油气的开发就是一个“庞氏骗局”。因为页岩油气的开发是需要大规模投入的。我们统计了美国从事页岩油气开发的公司,越大规模的公司,由于它财务上负担得起,它的投入越大,到现在它的现金流都是负的。所以就要看能不能低廉地把油气采出来。

最近,四川打了一个金石103HF井,无阻流量获得50多万方的页岩气日产量,控压情况下,可以产到25万方。

吴小莉:这个成本和效益到底OK不OK?

金之钧:别说是25万方,如果有6-10万方的稳定产量,那是很OK的。

吴小莉:所以中国不会出现页岩油气的“庞氏骗局”。

金之钧:我个人持乐观态度,不会。我们有国家的政策,我们现在主要还是国企在投资。对未来有一个预期的话,我们的页岩气产量到2025年,可能在500亿立方米左右,这还是可期待的。现在是200多亿立方米,翻一倍。

吴小莉:500亿方的概念,对中国能源安全有什么样的意义?

金之钧:可以使中国天然气进口的对外依存度有所减缓。

中国页岩油发展

目前,中国页岩油发展面临的一个重要问题是,中国三分之二的页岩油资源属于低熟资源,油质粘稠、流动性低,不易开采、获取。

2020年5月,北京大学成立能源研究院,金之钧担任创始院长至今。这个研究院的重点研究方向之一,就是页岩油气的前沿技术突破,包括低熟页岩油的开采利用。

吴小莉:您在北大能源研究院就是做更前沿一些的研究,把低熟页岩油想办法提炼出来,这方面做到哪了?

金之钧:这一块进展的速度,应该说比我想象的要慢。因为这一块工作可以说目前没有人在做,这确实是人类的一个未知领域。美国虽然也有低熟页岩油,但是它有更好的资源,这部分它不管。我带着这个问题去美国访问,他们的油公司都说no way,没有解决办法,所以只能走自己的路子。

我首先要做设备,这个设备已经在厂家制造完成 ,很快就可以调试完好,然后运到北大来,我们就要开始做实验,在机理和原理上先揭示它。实验室做完以后,能不能转移到现场去做,还有很大的不确定性。

在全球当中,遇到这种低熟的页岩油,多数的办法是加热,把这种稠油溶化掉,变成稀油开发出来。这个技术的好处是它成熟了,但是它的坏处是耗能太高。我带着我的团队也做了很多的比较、分析、研究,我的技术路线是用超临界水的技术,它对这种稠油有稀释溶解的作用。这个时候它采出来的是甲烷气、氢气、二氧化碳、一氧化碳和特别稀的稀油,或者叫凝析油,完全改变了原来的性质。我采出来以后,有一些二氧化碳,就地地面分离再回注进去,把二氧化碳直接埋存,一气呵成,这就是碳中和时代应该要的技术。我在这里也做个广告,欢迎全球青年才俊加入我们的团队,为人类未来的清洁能源,做我们应该做的事情。

中国可以迎来页岩革命吗?

吴小莉:中国发生页岩革命,能够去期待吗?

金之钧:中国是不是能产到美国那样大规模的页岩油和页岩气,我个人并不这么乐观。因为中国的地质状况和美国是不能比的,有一些地质条件的制约。但是对未来持续的增产,我是乐观的。

“碳中和的路径我们并不清晰”

吴小莉:北大、鄂尔多斯的合作,很大一部分就要请您做一个碳中和的路径规划图。

金之钧:你说得非常正确。现在碳中和提出来以后,路径并不清晰。这也是国外跟踪我们的地方,说你用什么样的办法、什么样的路径,在短时间内实现碳中和?我们现在很难拿出这样的路径分析报告来。一定要做一个系统的思考和判断,才能把这个路径分析清楚。 吴小莉:您说过,鄂尔多斯可以是一个范本。如果顶层规划做好的话,它不但是对全中国,还是对全世界有意义的。

金之钧:对,鄂尔多斯首先是个传统化石能源的大市。它现在生产了全球8%的煤炭,全中国17%的煤炭。它也是全国天然气生产大市。在未来的能源转型过程中,它又是风能、光能的大市。同时,因为它现在还是以化石能源为主,所以它的二氧化碳排放压力非常大。因此它对路径的分析是极其迫切的,所以我们选择了鄂尔多斯。

那么鄂尔多斯为什么是一个范本?就是在全球来讲,它具有非常典型的意义。从化石能源到非化石能源的转型,到二氧化碳的减排,到草原维护,到生态系统的建立,到沙漠化的防治,它都具有特别典型性的意义。

清洁能源的未来:大自然中会有氢气田吗?

金之钧:这一个是未来的宝贝,这是一种特殊的黏土矿物,我们的科学假说就是,它可以吸附大量氢气。我的一个梦想就是在自然界、在地壳的深处,应该能发现氢气层。全球第一个氢气田,已经在西北非的马里发现了,大家计算了一下它的成本,比人工制造氢气便宜2到10倍。

吴小莉:这里面有没有吸附氢气,我们去测试了没有?

金之钧:我们正在准备,也跟法国、德国的实验室联系。我们国内的实验室应该也能做,但是还不能100%的都把氢气收集起来,我们也正在分析路径。

吴小莉:所以我们长白山那一带到底有没有这样的氢气田,就要看看实验结果如何。

金之钧:对,我们正在探索。不仅仅是长白山,全球这样地方还不少。

吴小莉:您要做的事情特别多,虽然都是难点,但如果突破了,就是很了不得的。

金之钧:哪怕有一项技术突破了,这也是对人类的一点贡献。所以带着这种梦想,我六十岁以后再转场、再创业,来到北大,搭建一个新的平台,攻克更大的难关。能不能有所收获我不管,这个方向是正确的。我这一代收获不了,下一代可以收获,只要我们努力就好。

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