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石油危机的救赎?─页岩油的发展与未来


2020-07-27


石油危机的救赎?─页岩油的发展与未来

对于消费者而言,进入21世纪之后,油价的不断上涨,已经不是什幺新鲜事了。国际原油油价从2000年的每桶20美元,一路在2008年创下每桶140美元的天价。虽然金融海啸重创消费,让油价短期回档,但亦立刻回来110美元的水準。原本预期会继续上看200美元的油价,却在2010年之后回软,甚至降至每桶100美元以下,其中最大的关键,就在于美国政府全力推动开採的页岩油。

石油,是地壳变化之下,被岩层所包裹的有机物质,在高温高压的环境之中,长期变化所产生的物质。传统石油的开採,大多是探勘稳固的岩层之间所韫藏的石油矿脉,透过钻井的方式,将石油抽出,并进行精炼,成为各式汽油、柴油及石化产品。

水平钻井及水力压裂为关键技术

然而二战之后,经济快速成长、人口快速增加,人类对于石油的需求量呈现爆炸性成长,让石油大量的消耗,韫藏丰富的石油矿脉快速的枯竭。各大石油公司被迫开採较为破碎岩层之中藏量较少的石油矿脉,使得开採的成本大幅提升、供给减少,是造成石油价格持续攀高的主因。

在金融海啸之后,美国德州新兴的页岩油开採技术,为石油公司打开了新的道路。在原本探勘的过程之中,石油业界本已知道在结构细緻的页岩岩层之间,亦韫含有总量丰富的原油。但是因为岩层太过细密,油质并不容易萃取,开发成本过高,因而作罢。

但是在德州所开採的新技术,运用了水平钻井与水力压裂的技术,解决了这个困难,让页岩岩层所韫藏的原油开採成为可能,让人类多了一种藏量丰富的原油来源,解开了石油产业以及人类文明的燃眉之急。

不同于传统石油开採所使用的垂直钻井,页岩油的开採会利用水平钻井的技术,从原本的竖井通路,开挖水平的油井,以拓大开採密度。而在水平油井施工完成后,工程团队会以高压液体,灌入井中,利用庞大的压力,破坏页岩的层理,让其中的原油得以曝露出来。在这些高压液体之中,工程团队会刻意混入一定份量的砂砾,其作用在液压破坏了层理之后,趁隙卡住新开的裂痕,并在液体抽走时,撑住裂痕,避免新开的裂痕因为地壳的压力而再次闭合,维持取油通路的畅通。而若是较为黏稠的原油,石油公司还必须以高温蒸气,降低原油的黏度,并将原油抽取出来,完成开採的动作。而在目前开採初期,大部份开採公司仍主力在易于抽取的轻原油部份。

页岩油的开发成本每桶约为40美元,相较于中东OPEC组织每桶开发成本2美元而言,仍是高上不少。然而随着中东油源的耗竭,每桶石油的销售价格高达100美元,让页岩油的开发依旧具有庞大的利润空间,因而让美洲地区国家的开採意愿大幅提升。而在金融海啸之后,美国的经济受到严重的打击,而开发页岩油,除了能在国际战略上降低对于中东地区的依赖之外,亦能大幅提高开採地区的工作需求,提高就业率,提振经济,因而让美国政府大力推广页岩油的开发。时至2012年年底,美国石油的总产量,已因为页岩油的开採,而达到每日649万桶的水準。

页岩油开採破除油价上冲200美元趋势

就2013年11月中东产油国所组成OPEC石油输出国组织所提出的年度报告中,亦首次承认了页岩油产业对于OPEC组织的影响,并预估在2018年,美国与加拿大地区岩页油的产出量将可以达到每日490万桶,让全球对于OPEC的需求量降低至2,920万桶,而美国更有可能在2017年超越沙乌地阿拉伯,成为全球最大的产油国,其影响之大,亦是近年来石油价格可以相对平稳的主要原因。

而事实上,对于全球能源的需求而言,与页岩油开採技术相似的页岩气,对于全球能源产业的影响更是巨大。页岩气由于是以气态储存在页岩地层之中,其开发较页岩油来得容易,而储量更是大。而对于众多以天然气做为暖气燃料的国家而言,天然气的充份供应,对于经济的影响更大。在页岩气成功开发以来,全球天然气的价格所受影响更大于石油,呈现转折向下的趋势,也改变了全球油源需求的版图。使用天然气或液化石油气的车种,仍因为基础建设的关係,未能普及,对于汽车产业的影响,便没有页岩油来得重要。

以美国市场为例,页岩油的顺利开採,加上美国经济的复甦,让美国市场对于耗油大型车辆的购买,若前几年那般低迷。以Ford F-Series卡车而言,2013年前9个月的销售量就较2012年同期成长20%,而Prius的销售量则仅能维持持平的状况。

而放眼未来,页岩油的开採,仍是极将是热门的产业,因为就岩页油产业的估计,澳洲、中国、俄罗斯等,都有大量的页岩油韫藏量,据估计,全球目前页岩油的韫藏量约有8兆桶,若善加开发,将有极大的产值可以期待。而近年美国亦透过所掌握的页岩油开採技术做为筹码,与需求能源孔急的中国进行谈判,以换取美国与中国配合上各方面的政治利益。

广  告

然而,页岩油的成功开採,虽然解决了石油缺乏的燃眉之急,但是其仍是耗竭性的能源,对于人类石油的耗尽的年限,仅能往后推延数十年,并无法彻底解决石化燃料终究会用尽的问题。而所使用的水力裂解技术,对于地层的破坏,是否会有长远的负面影响,目前仍有争议;而所使用高压液体内複杂的化学成份,对于环境亦会有破坏之虞;而从细小空间撷取出来的页岩油,单一油井所以抽取的油量较少,较传统大型油井易于枯竭,需要持续钻探新井开採等,都是目前页岩油开採中所出现的负面议题与利空因素。

整体而言,对于人类能源的解决之道,仍应是利用页岩油开採所换来数十年的喘息空间,全力发展替代能源的开发与应用,才是终极之道。因此相信在未来数十年前,汽车产业对于替代能源开发的计划亦将持续投入大量的资源,并将实用化的技术尽可能压低,以便能以妥善的準备,等待新世代能源应用的到来。



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