RFF：页岩气开发的效益与成本

GSTDTAP > 地球科学

	RFF：页岩气开发的效益与成本
	刘学,韦博洋
	2014-12-15
所属快报	地球科学快报
出版年	2014
期	24
语种	中文
领域	地球科学
栏目	能源地球科学
中文关键词	页岩气开发 ; 效益 ; 成本
中文摘要	过去10年间，水力压裂和水平钻井技术的创新引爆了以深层页岩为主的地质地层中天然气和石油的生产，称之为“页岩气繁荣”（shale gas boom）。其对美国化石燃料生产和美国经济产生了广泛的变革性的影响。同时，页岩气繁荣也带来了令人担忧的负外部性，包括对空气、水和开采区域生活质量的影响。
情报分析_信息发布时间	41944
情报分析_信息来源性质	科研机构
情报分析_信息来源机构	美国未来资源研究所（RFF）
情报分析_机构类别	科研机构
情报分析_信息来源国家	美国
情报分析_信息类别	科学计量评价
情报分析_研究主题	页岩气开发的效益与成本
情报分析_研究内容	2014年11月，美国未来资源研究所（RFF）在线发布题为《页岩气开发经济学》（The Economics of Shale Gas Development）的报告。该报告描述了页岩气繁荣的经济效益，包括直接的市场影响和正外部性，并对其进行粗略的估计，也总结了当前关于负外部性的科学和经济文献。作者认为经济效益的范围是巨大的，同时为了制定降低风险的政策，还需要对负外部性的量级进行持续的研究。在北美，页岩气经济可采储量的实质增加，为个人和商业消费者提供了更低价格的能源，导致了电力生产和工业生产部门对天然气的依赖不断增加。随着大量天然气在电力生产和工业用途中替代了煤炭，页岩气繁荣也可以对当地的空气污染和温室气体排放产生积极作用，但是也会对淡水的农业和城市使用，以及水生生态系统造成负面影响。水力压裂之前加入水中的化学品和大量废水的产生，导致了对水域、河流和溪流污染的担忧。空气质量以及犯罪和交通等页岩气生产区域的负外部性同样引起高度关注。一、页岩气开发的效益 1、直接的市场影响随着技术进步，在过去10年美国油气产量剧增。在美国页岩气年产量从2006年的约1万亿立方英尺（Tcf）增长到2012年的9.7 Tcf，预测到2040年将增加到19.8 Tcf。在2014年页岩气占美国天然气总产量的比例超过40%。这种页岩气繁荣具有以下三方面直接的市场效应。（1）更低的价格造成消费者剩余的增加。由于供给量的增加和页岩气均衡价格的下降，消费者剩余无疑增加了。页岩气供给量的增加降低了冬季家庭供暖成本。随着成本的降低，天然气成为电力生产越来越重要的燃料。供给量的增加也导致了电力生产成本并进一步转化为消费者所付电价的降低。最后，强化了它作为各种工业生产过程的输入品的角色，产生深远的经济效益。为了量化增加的消费者剩余，假设需求价格弹性为-0.5。从2007年1月至2014年1月，美国的天然气供给约增加了26%，2007年1月的价格约为6.39美元/千立方英尺（Mcf），交易量约为1.652 Tcf。于是粗略估计，该期间额外的天然气产量造成的消费者剩余在55亿美元数量级。（2）对生产者的效益。除了有利于消费者，水力压裂技术的广泛使用也给生产者带来了效益。衡量这些好处的一个方法是衡量储量价值。根据传统的不可再生资源经济学逻辑，储量价值就是储存的产量以及市场价格。在2007年至2012年间，美国天然气储量增加了约30%，从248 Tcf到323 Tcf，在6.39美元/ Mcf的基本价格下，该期间增加的储量价值约为475万亿美元。储量的增加推动了供给量的增加，供给量的增加导致了生产者剩余的增加。假设供给价格弹性为0.1，如上文所述，2007年1月至2014年1月供给量增加了26%，粗略估计该期间增加的生产者剩余占之前页岩气生产剩余的24%。（3）当地和区域经济效益。该报告首先介绍了一个经典的概念，“荷兰病”（Dutch disease）。在资源丰富的经济体中，一方面资源增长会提高对非开采部门的投资，另一方面资源增长会提高所有的当地价格，导致贸易、非资源部门的萎缩。如果贸易部门比资源部门具有更高的长期增长潜力，那么最终会导致该经济体更低的增长。这种情况称之为“荷兰病”。报告主要回顾了大量讨论“荷兰病”的文献。此外报告还认为页岩气繁荣的当地和区域经济效益还包括支付给土地所有者的特许权使用费，以及来自税收、影响费用、许可和其他活动的公共财政。 2、积极的外部性除了上文的直接市场效应，美国页岩气资源开发还产生了显著的正外部性。这些正外部性的源泉是供给量增加所导致的更低的天然气价格，其驱动了在电力生产部门和运输部门天然气对煤炭的替代。天然气在燃烧时比煤炭和石油都更加清洁，产生更低的碳排放，更少的空气污染物排放（例如被证明对人体有害的细颗粒物和汞的排放）。美国丰富的天然气供应还可能会降低与油气进口有关的“国家安全外部性”。二、页岩气开发的成本 1、直接的市场影响如果在电力生产部门、家庭和工业使用、运输部门，大量的天然气替代了其他能源，这将导致市场中其他燃料和能源技术的消费者和生产者剩余的减少。例如，可再生能源技术和碳捕获封存技术可能受影响。当前大部分的页岩气繁荣对天然气价格的影响是在北美地区，因此这些负的市场效应可以通过贸易来减缓。 2、资源诅咒资源诅咒是1995年提出的一个猜想，长久以来认为具有丰富的宝贵自然资源的“意外之财”的地区并不会获利。这种猜想担忧这些地区或者浪费自然禀赋，或者为了租金而竞争，而没有在自己的权利范围内追求经济效益。并普遍认为在弱知识产权经济体中，这种资源诅咒最容易产生。 3、负外部性负外部性是页岩气开发中讨论的焦点。其中提到最多的担心是对水资源的影响。其他方面集中在对野生生物、当地空气质量、社区混乱、物业价值以及健康的影响。（1）水资源影响。公众媒体大量报道了页岩气开发对水资源的负面影响。水力压裂需要输入大量的水，要求井筒通过饮用含水层，并产生大量的废水流。地下水风险吸引了大量公众眼球，但是一项对工业部门、学者、非盈利组织和政府专家的调查发现，地表水的风险可能更严重。报告将负外部性分为地表水和地下水两种，并分析了数量和质量风险。一是地表水消耗。水力压裂用水会降低河流和溪流的流量，日益减少生态系统服务和其他转移用途的可用水量。但地表水消耗的风险随着时间和空间而变化。二是地表水污染。大量新出现的证据表明页岩气开发对地表水质量的影响是显著的，一些地表水污染风险没有区域特征。三是地下水消耗。在美国潮湿的东部地区水力压裂所使用地下水量可以忽略，但是在干旱和半干旱区域，地下含水层是一个重要的取水来源。但是，什么程度的地下水消耗代表负外部性则取决于地理以及经济因素。四是地下水污染。学术文献关注地下水污染风险，或者来自于井套管泄露，或者来自于地表蓄水坑渗水。在次地表中含有丰富甲烷和盐水的地区，这些成分的含量在地下水中也往往比较高，所以很难证明能源开发对地下水质量影响的因果效应。（2）栖息地破碎化。在宾夕法尼亚州，证明了由于道路、管道和井场建设造成的森林破碎，大量文献表明页岩气开发造成了栖息地破坏，进而影响生物多样性。迁徙路线的失去、增加的捕食以及非法盗猎被认为是页岩气开发对野生生物影响的主要途径。（3）当地空气质量影响。来自页岩气活动的当地排放会随着以下因素上升：柴油和道路扬尘；来自钻井和水力压裂的柴油燃烧；页岩气井的逃逸排放；或者在压缩站点的燃烧。污染物包括：挥发性有机化合物（VOCs）、氮氧化物（NOx）、颗粒物质以及颗粒物。但是在2011年宾夕法尼亚州的案例中，对这些排放的估计表明它们仅仅是宾夕法尼亚全州范围内排放的一小部分。（4）新兴城镇混乱。页岩气开发导致的新兴城镇主要是社会学在研究，聚焦于当地居民感受。随着新居民涌入新兴城镇，对现存基础设施造成了压力，增加了交通拥堵以及社会问题。大量新闻报道了新兴城镇增加的犯罪率、性传播疾病以及药物滥用。
原文题名	The Economics of Shale Gas Development
原文链接	查看原文
文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/178126
专题	地球科学
作者单位	中国科学院兰州文献情报中心
推荐引用方式 GB/T 7714	刘学,韦博洋. RFF：页岩气开发的效益与成本. 2014.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
RFF：页岩气开发的效益与成本.doc（36KB）	快报文章		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文