美國天然氣

　　一、驀然回首，那人已在燈火闌珊處

　　頁巖油和頁巖氣算是和老話題了。然而當(dāng)我最近在一些能源報告時，突然才意識到，頁巖氣已經(jīng)是美國能源中的中流砥柱了。

　　頁巖革命這個話題，往小的講，改變了美國能源的格局，成功讓美國能源實現(xiàn)自己自足。往大的講，徹底改變了全球能源行業(yè)。

　　為什么OPEC和俄羅斯打算減產(chǎn)，但是油價一直漲不上去?

　　因為現(xiàn)在全球石油市場已經(jīng)不僅僅是OPEC和俄羅斯說的算了。實際上，美國的頁巖油成了全球石油市場中一股巨大的博弈力量，雖然俄羅斯和OPEC那邊在減產(chǎn)，但是美國的石油產(chǎn)量卻一直在上升!

　　美國的石油鉆井?dāng)?shù)已經(jīng)連續(xù)1年保持上升姿態(tài)，目前美國的鉆井?dāng)?shù)量大概是733個，是2016年2月份油價最低時鉆井?dāng)?shù)量的兩倍!

　　而比頁巖油更要命的，其實是頁巖氣。美國頁巖油還只是能降低美國對進口石油的依賴，但是頁巖氣就不同。美國的頁巖氣不僅僅可以完全滿足國內(nèi)對天然氣的需求，還可以對全世界進行出口。

　　從最新的數(shù)據(jù)來看，2020年時，也就是3年后，美國天然氣出口量將達到900億立方米，成為全世界第三大天然氣出口國。而目前俄羅斯一年的天然氣凈出口量是2000億立方米。

　　然而就在1年前，美國的還完全沒有出口任何天然氣。

　　在今年2月份，來自Sabine Pass終端LNG的裝船海運(該LNG終端屬Cheniere能源公司所有)，開啟了美國天然氣工業(yè)的新時代。從國家層面來看，這批海運LNG標(biāo)志著美國最早將于明年成為天然氣凈出口國。

　　今年另一個重要進展，是加寬后的巴拿馬運河于6月開始通航。投入資金超過50億美元，以及近十年的建設(shè)周期，使巴拿馬運河增加了一條額外的航道，并加寬、加深了原有航道。加寬后的運河，可以滿足全球90%的LNG船的通航，使美國從墨西哥灣沿岸出口LNG到東北亞和南美市場的航行時間大幅縮短。根據(jù)美國能源信息管理局(EIA)的消息，從美國墨西哥灣沿岸通過巴拿馬運河向日本運輸LNG將僅需20天，相比之下，繞非洲南端需要34天，通過蘇伊士運河需要31天。此外，巴拿馬運河可以減少美國墨西哥沿岸到哥倫比亞和厄瓜多爾的航運時間，從原來的25天減少到5天，以及將到智利的航運時間從20天減少到了8-9天。

　　根據(jù)高盛預(yù)計，美國出口的900億立方米的天然氣中，有將近一半是出口到歐洲。因此，未來幾年，俄羅斯的管道油氣和美國的液態(tài)天然氣在歐洲必有一戰(zhàn)。

　　俄羅斯的管道油氣目前依舊是歐洲天然氣的主要提供者，整個歐洲有將近三分之一的天然氣來自于俄羅斯，在寒冬中中斷歐洲的天然氣，這簡直就是俄羅斯與歐洲國家周旋的必殺籌碼，屢試不爽。在2014年，俄羅斯“收回”克里米亞時，使用的就是這一招。

　　目前俄羅斯在歐洲的天然氣主要通過管道運輸，出口成本非常低，因此價格上應(yīng)該是優(yōu)于北美以及澳洲的液態(tài)天然氣(LNG)。

　　但是在定價機制上，美國天然氣明顯優(yōu)于歐洲天然氣。同時因為地緣政治的原因，歐洲一直以來也都希望可以讓自己的進口能源多樣化，從而減少對俄羅斯的依賴。

　　二、美國過去200年的能源結(jié)構(gòu)變化

(圖1)

　　上圖是美國從1776年到2012年的能源消耗圖(單位是千兆英熱單位)。這張圖里橘紅色的線是石油，橘黃色的是天然氣，褐色的是煤炭。

　　大概在1940年左右，石油的使用量第一次超過煤炭的使用量，從此成為了整個美國的主流能源。

　　大概在2010年的時候，天然氣的開采量第二次超過煤炭，成為美國僅次于石油之后消耗最多的能源，并且有趕超石油的趨勢。

　　天然氣能超過取代石油，成為美國的主流能源嗎?

　　美國的能源信息署，每年年初會給出來一個未來能源格局的報告，報告大概70多頁，從近五年的報告來看，美國能源署認(rèn)為這個問題的答案是：保守估計，在2040年，天然氣的消耗量就基本上和石油持平了。

　　從上圖，你可以清晰的看到，在未來20年，美國能源市場最強大的一股力量實際上就是天然氣了。

　　上圖是美國未來20年，各種能源的產(chǎn)量，你可以清晰的看到，增速最快，總量最大的，不是石油，不是煤炭，而是天然氣。

　　對比圖2和圖3，你會發(fā)現(xiàn)，美國天然氣的開采量增速是要遠遠大于消耗量的增速的。根據(jù)這份報告，美國2040年，開采出來的天然氣大概是4萬兆英熱單位。美國的天然氣消耗量是3.3萬兆英熱單位。

　　如果你對英熱單位不熟悉，這里幫你轉(zhuǎn)換成立方英尺，美國在2020年時，天然氣的產(chǎn)量會達到30萬億立方英尺，到2040年時，這個數(shù)字將會變成38億萬立方英尺。

　　而未來2-3年，將是整個美國天然氣井噴的時期。

　　這個圖里綠色的部分就是未來新增的天然氣，這部分天然氣主要來自于頁巖氣。

　　說回上面的問題，根本這個預(yù)測，美國2040年，開采出來的天然氣大概是4萬兆英熱單位。美國的天然氣消耗量是3.3萬兆英熱單位。那么中間的0.7萬兆去哪里呢?

　　答案是：出口了。

(圖5)

　　上圖是美國天然氣未來20年的出口狀況，你會發(fā)現(xiàn)的是，在2020之前，美國的天然氣出口速度是驚人的(上圖中墨綠色的區(qū)域)。未來3年，美國液態(tài)天然氣的出口量將會達9億立方英尺每天，一年的總出口量將會達到3.2萬億立方英尺(對應(yīng)900億立方米)。

　　俄羅斯2016年的天然氣出口量大概是2000億立方米，按照目前的狀況來看，2020年，美國將會成為全世界第三大天然氣出口國，僅次于俄羅斯和加拿大。

　　那么還有一個問題，這些天然氣主要是從哪些地區(qū)開采出來的?

　　這些天然氣主要從美國的東部(主要是Marcellus地區(qū))。其次是美國的墨西哥灣口岸。

　　如果要挑選股票，我更喜歡從Marcellus地區(qū)挑選，因為這附近是頁巖氣的主要產(chǎn)區(qū)。

　　除此之外，還有一個問題值得思考，天然氣生產(chǎn)出來之后，配套的管道設(shè)施有沒有跟上，否則的話，運輸會存在問題。

(圖7)

　　上圖是美國目前的天然氣輸送管道分布圖。其中紅色框的地方就是Marcellus，這里是美國天然氣主要生產(chǎn)地，黃色框是墨西哥灣附近。這兩個區(qū)域的天然氣管道都已經(jīng)極其成熟了。

　　從地圖上來看，只有藍色區(qū)域，也就是美國的西海岸(West Coast)加州的天然氣管道鋪設(shè)的很少，而加州又是美國GDP第一大州，需求旺盛。過去20年，這里的油價一直以來都是最貴的(也是因為沒有管道鋪設(shè)過去)，所以目測未來這里的天然氣價格是最貴的。

　　三、美國如今的能源消耗是怎樣的?天然氣有什么用途?

　　上圖理解2016美國的能源消耗圖(Energy consumption flowchart)，這個圖非常有意思。圖的最左邊是各種能源種類，有天然氣，太陽能，石油，煤炭，風(fēng)能，核能等。然后這些能源框越粗，代表消耗這類能源越多。從圖上來看，消耗最多的能源顯然就是最下方墨綠色的石油，其次是天然氣和煤炭。

　　這幅圖的最上方有個橘色的框框，這里指的是有一些能源是通過發(fā)電然后被工業(yè)，商業(yè)建筑，以及居民消耗掉。

　　你可以很清晰地看到，天然氣已經(jīng)是可以和煤炭相提并論的發(fā)電能源了(下面會有更詳細(xì)介紹)。

　　然后圖的右邊是這些能源消耗到哪里去了。以石油為例，石油主要消耗在交通耗能(Transportation)，也就是汽油、柴油和航空油的消耗上。其次石油主要流向了工業(yè)耗能(Industrial)。極少的部分流向了商業(yè)建筑耗能(Residential)和居民耗能(Commercial)。

　　對天然而言，最主要的耗能是工業(yè)耗能，其次是居民耗能和商業(yè)建筑耗能。

　　這里詳細(xì)解釋下這種耗能是怎么回事。

　　基本上能源的使用可以被完美的歸結(jié)在四個地方：居民耗能，商業(yè)建筑耗能，交通耗能以及工業(yè)耗能。

　　居民耗能，可以簡單理解成家庭生活耗能，主要包括家庭耗電，家庭供暖所消耗的石油或天然氣，家庭烹飪時消耗的天然氣等。

　　商業(yè)建筑耗能，指的是民用建筑運行能耗，通常建筑包括：住宅、辦公建筑、學(xué)校、商場、賓館、交通樞紐等。這部分的耗能主要為商業(yè)建筑使用者提供采暖、空調(diào)、照明、炊事、生活熱水等，以及其他為了實現(xiàn)建筑各項服務(wù)功能所使用的能源。

　　工業(yè)耗能指的是工業(yè)活動比如開采，冶煉，生產(chǎn)產(chǎn)品所消耗掉的能源。

　　交通耗能指的是所有交通活動牽扯到的耗能，這里的耗能主要是汽油和柴油為主。

　　目前在整個美國的能源消耗里，居民能耗占比15.1%，商業(yè)能耗占比12.4%，工業(yè)能耗占比33.8%，交通能耗占比38.5%。

　　說了了半天，都是科普知識，下面說一個很有意思的東西。

　　電動車的普及，其實就意味著交通耗能從消耗石油轉(zhuǎn)變成消耗成電能的一個過程。

　　那么未來什么能源能大量提供電能呢?

　　答案是：天然氣。

　　上圖是未來各種能源發(fā)電量的走勢圖。我們目前出在2016年的階段，也就是在2016年，美國的天然氣發(fā)電量歷史性的首次超過煤炭。

　　你可以清晰地看到，過去10年，天然氣的發(fā)電量正在迅速增加。未來的主要發(fā)電能源將會是天然氣和可再生能源。

　　而可再生能源發(fā)單未來也主要是靠風(fēng)能和太陽能扛大梁。

　　四、天然氣到底有什么好?

　　未來，一個能源的普及一定具有以下五個特征：1、安全性高;2、污染低;3、能量高;4、成本低;5、持續(xù)供能。

　　天然氣完美地符合了這五點。

　　1、安全性高

　　天然氣是較為安全的燃?xì)庵?，因為它不含一氧化碳，也比空氣輕，一旦泄漏，立即會向上擴散，不易積聚形成爆炸性氣體，安全性較高。

　　2、熱量高同時污染極低

　　另外，天然氣每立方燃燒熱值為8000大卡至8500大卡。公斤液化氣燃燒熱值為11000大卡。氣態(tài)液化氣(LNG)的比重為2.5公斤/立方米。每立方液化氣燃燒熱值為25200大卡。

　　LNG簡介液化天然氣密度是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下甲烷的625倍。也就是說，1m³液化天然氣可氣化成625 m³天然氣，LNG密度：0.42～0.46 g/cm³ ，LNG重量僅為同體積水重量的45%，由此可見貯存和運輸?shù)姆奖阈浴?/p>

　　由于天然氣熱效率高，燃燒后的污染物排放量比煤炭、石油低得多，屬于清潔能源。

　　釋放等量熱值，天然氣燃燒后排放的二氧化碳比石油排放的少30%左右，比煤炭少 50%左右。與燃油汽車相比，LNG 汽車尾氣中一氧化碳減少97%，碳?xì)浠衔餃p少 72%， 二氧化碳減少90%，苯和鉛粉塵等減少 100%，發(fā)動機噪音減少 40%，環(huán)保優(yōu)勢極為明顯，大大降低了由于汽車尾氣造成的環(huán)境污染。

　　下面給出一些更為直觀的數(shù)字：

　　燃燒一平方米的天然氣，大概會產(chǎn)生8300大卡的熱量，同時釋放的二氧化碳(CO2)是1.885千克。

　　燃燒一千克的標(biāo)準(zhǔn)煤，會產(chǎn)生7000大卡的熱量，同時釋放的二氧化碳大概是3.6千克。

　　燃燒一千克的原油，會產(chǎn)生的熱量大概是9200大卡， 同時釋放的二氧化碳(CO2)大概是3.1千克。

　　按照這三種能源各發(fā)10000千卡熱量，需要：

　　a.天然氣 1.20 m³，產(chǎn)生CO2，2.26 kg;

　　b.原油 1.09kg，產(chǎn)生CO2，3.37 kg; (天然氣比石油CO2排放減少33%)

　　c. 標(biāo)準(zhǔn)煤 1.73kg，產(chǎn)生CO2，5.14 kg。(天然氣比煤炭CO2排放減少56%)

　　更重要的是，燃燒天然氣，沒有顆粒物排放，幾乎沒有任何硫化物排放，幾乎沒有任何氮化物排放。

　　3、持續(xù)供能

　　對天然氣而言，持續(xù)供能不是問題，因為它的探明產(chǎn)量是非常龐大的。

　　美國目前天然氣的探明儲備是310萬億立方英尺(8.77萬億立方米)。目前全世界天然氣儲存量最多的國家是俄羅斯(1688萬億立方英尺，47.7萬億立方米)，其次是伊朗(1201萬億立方英尺，34萬億立方米)，美國的天然氣儲備量大概位于全世界第5和第六的水平。在上圖里，你會發(fā)現(xiàn)美國天然氣的儲備量出現(xiàn)了明顯的“U”型，這基本上全是拜頁巖氣所賜。

　　下面重點介紹一下天然氣的低成本屬性。

　　五、開采成本低，發(fā)電成本低的天然氣

　　簡單說一下，頁巖氣的鉆井到底長什么樣子。

　　目前美國頁巖氣的鉆井使用的是水力壓裂發(fā)(hydraulic fracturing)。

　　這里只是簡單解釋下鉆井，下圖中左邊的圖片就是傳統(tǒng)的鉆井，建而言之，就是一個鉆機鉆到比較淺的天然氣儲存層里。

　　而上圖中右邊比較奇怪的就是水力壓裂法。下面有一張完整的介紹水力壓裂法的圖。

　　在使用水力壓裂法時，鉆機的形狀簡單來講是“L”型的，我們可以把“L”里的“I”形的理解成鉆機的深度，把下面的“一”理解成側(cè)面寬度(英文單詞是Lateral，實際上是水平鉆井技術(shù))。

　　上面這張鉆井結(jié)構(gòu)圖，本質(zhì)上是水力壓裂法和水平鉆井法結(jié)合在一起的一個產(chǎn)物。其中“一”形狀的部分就是水平鉆井法。

　　先來解釋下什么是水力壓裂法。水力壓裂法是指將摻有砂石和化學(xué)物質(zhì)的高壓水注入平行井以沖破巖層，以釋放出其中蘊含的氣(油)資源。

　　水力壓裂是改善儲層裂縫系統(tǒng)，增加滲流通道的最有效方法，且水力壓裂對儲層傷害小，增產(chǎn)效果。目前常用的水力壓裂技術(shù)有分段壓裂、清水壓裂、水力噴射壓裂、重復(fù)壓裂和同步壓裂等，在頁巖氣開發(fā)過程中，往往需要多種壓裂技術(shù)綜合使用。

　　所謂的水平鉆井法指的是利用特殊的井底動力工具與隨鉆測量儀器，鉆成井斜角大于86，并保持這一角度鉆進一定長度井段的定向鉆井技術(shù)，是沿儲層水平鉆進的復(fù)雜工藝技術(shù)，猶如插進水缸的一條吸水管線，可最大限度地擴大儲層的泄油面積，提高單井油氣產(chǎn)量，降低油氣田開發(fā)成本。

　　水平井施工是在鉆完一定井深的直井段后，轉(zhuǎn)彎造斜至水平段的拐點后，再沿水平方向鉆至數(shù)百米至上千米。

　　美國目前平均這樣頁巖氣的鉆井，全部組建完成后的成本大概是550萬美金，而在2012年時這個數(shù)字還是800萬美金左右。成本下降主要是因為技術(shù)改善。

　　上圖是美國五個主要頁巖氣生產(chǎn)地區(qū)的鉆井成本(單位是按照每英寸的深度和寬度來算的)。

　　所謂的深度就是上面介紹過“L”型里的“I”部分，側(cè)寬度(Lateral)指的就是“一”的部分。對頁巖氣的鉆井而言，成本主要集中在側(cè)寬度(就是水平鉆井法的部分)的設(shè)備，這里平均每英尺的成本大概是400-600美金。深度每英尺的成本大概是130美金左右。

　　上圖是整個美國在2014年時，頁巖氣尋找和開發(fā)成本(Finding and development cost，F(xiàn)&D)平均大概是2.6美金?，F(xiàn)在兩年過去了，我只舉一家我關(guān)注的公司Antero Resource為例，這家公司2014年的F&D成本是僅僅只有0.58$/Mmbtu，全行業(yè)成本最低。2年過后，在2016年時，Antero Resource的F&D成本繼續(xù)下降了12%，變成了0.52$/Mmbtu，只算鉆的成本的話僅僅只有0.39$/Mmbtu(mmbtu是歐美的天然氣單位，指的是百萬英熱單位)。

　　如果你沒有參照系來明白這個開采成本有多低的話，我告訴你一個參照系。

　　美國現(xiàn)在的天然氣價格是3.1$/Mmbtu。如果還不好易理解，我?guī)湍惚扔鞒墒蛢r格來理解。今天在石油價格是50美金的情況下，美國平均頁巖油的開采成本大概是在50-70美金之間。今天在天然氣是3.15$/mmbtu的情況下，美國頁巖氣的開采商平均的開采成本應(yīng)該在2.2$-2.4$/mmbtu之間。而有一些特別的公司，開采成本僅僅只有0.52$/mmbtu。

　　天然氣不僅僅開采成本低，而且發(fā)電成本也是極低的，這就是為什么未來天然氣會是美國主要的發(fā)電能源。

　　這張圖是各種能源提供每千瓦的電力所需要的設(shè)備建造成本。在所有新的能源里，天然氣提供每千瓦電力所需要的建造成本是第二低的，僅僅只有696美金。

　　其中太陽能發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電的建造成本是2921美金每千瓦和1661美金每千瓦。但是由于風(fēng)能和太陽能是國家鼓勵的可再生能源，存在大量的稅收補貼，所以這兩塊的發(fā)電設(shè)備建造在美國投入很大。

　　也正是天然氣發(fā)電站的建造成本非常低，才導(dǎo)致了美國天然氣發(fā)電在過去幾年迅速增加。

　　六、結(jié)語

　　目前美國是這個世界上目前為止唯一實現(xiàn)頁巖氣大規(guī)模商業(yè)化的國家。

　　1982年，美國開始探索性開采頁巖氣。

　　2000年頁巖氣產(chǎn)量120億立方米，僅占美國天然氣開采總量的2%。

　　2010年頁巖氣產(chǎn)量1400億立方米，占美國天然氣開采總量的21.7%。

　　2012年頁巖氣產(chǎn)量突破2000億立方米，占美國天然氣開采總量的34.9%。

　　2016年頁巖氣產(chǎn)量突破3900億立方米，占美國天然氣開采總量的49.5%。

　　EIA預(yù)計，2020年時，美國頁巖氣產(chǎn)量將會達到4700億立方米，將會占到美國天然氣開采總量的55.9%。

　　一場天然氣革命，直接改變一個國家的命運。

　　美國在上世紀(jì)80年代時，出現(xiàn)了著名的滯漲階段。在這個時期，美國的利率最高飆升到了20%，通貨膨脹也到過15%以上。

　　導(dǎo)致這場經(jīng)濟衰退，通脹肆虐的主要原因是在1973年發(fā)生了中東戰(zhàn)爭，這場戰(zhàn)爭導(dǎo)致油價在1年之內(nèi)從3.99美金飆升到了12美金。這個時期美國國內(nèi)消耗的原油有70%都是靠進口的，國際油價飆升直接導(dǎo)致各行各業(yè)的制造成本上升。

　　而這種能源局面基本上被頁巖油和頁巖氣徹底改變了。

　　于是我就很好奇，美國政府是不是長期鼓勵頁巖油和頁巖氣，是不是出臺過各種政策?

　　實際上美國政府并沒有出臺任何具體的鼓勵政策。

　　頁巖革命的爆發(fā)是無數(shù)小的油氣公司的在一套比較公平的競爭環(huán)境下，追逐利潤的結(jié)果。

　　整個頁巖油和頁巖氣的爆發(fā)，主要是以下幾個因素合力在一起的結(jié)果：

　　因素1：美國非常缺原油和天然氣，這種稀缺屬性吸引了探險者。

　　因素2：美國有大量的中小型獨立的勘探公司和油服公司，這些小公司就是上面的探險者。實際上從我看到的數(shù)據(jù)來看，整個頁巖油革命就是由小公司“闖“出來的。大公司基本上都是后半場進場的。

　　因素3：美國有世界上最發(fā)達的資本市場，在一個比較完善的自由市場里，資本會分配到資本利用效率最高的人手里。

　　因素4：關(guān)鍵技術(shù)實際上1970年時候已經(jīng)發(fā)明了，從1970年到2008年，這40年時間其實就是降低成本，提高效率，降低錯誤率的過程。在成本降低到大多數(shù)小型石油公司可以負(fù)擔(dān)的起之后，剩下的就是大規(guī)模推廣了。而石油和天然氣的稀缺性正好極大的幫助了這種技術(shù)的推廣。

　　四種因素結(jié)合在一起，形成了一場能源革命，我們現(xiàn)在也僅僅只處于這場革命的上半場時間!

　　查理·芒格發(fā)現(xiàn)，在新的行業(yè)出現(xiàn)時，有些先行者會獲得巨大的優(yōu)勢，如果你是先行者，你會遇到查理·芒格所謂的“沖浪模型”——當(dāng)沖浪者順利沖上浪尖，并停留在那里時，他能沖很長很長一段時間。但如果他沒有沖上去，很快就會被海水吞沒。

　　根據(jù)沖浪模型，誕生了一種所謂的“沖浪”投資策略。

　　在這種投資策略下，投資者盡可能的找到新的浪潮(新的行業(yè))，然后試圖尋找那些在浪尖上的“沖浪者”(最受益的企業(yè))。（作者：大隱于市謝強）