創(chuàng)新科技顛覆能源行業(yè)

　　[2016年，煤炭在美國電力生產(chǎn)中的占比已降至30%左右。]

　　隨著科技的發(fā)展，從零售業(yè)到制造業(yè)，再到交通系統(tǒng)，各行業(yè)接二連三地發(fā)生著天翻地覆的變化。但如果論及受影響程度最深的行業(yè)，結(jié)果恐怕出人意料：石油、天然氣及電力等傳統(tǒng)能源行業(yè)赫然在列。

　　創(chuàng)新科技顛覆能源行業(yè)

　　過去十年間，創(chuàng)新科技已經(jīng)顛覆了能源行業(yè)。以頁巖氣革命為例，通過反復(fù)研究，工程師們逐漸掌握了——如何在垂直鉆探的基礎(chǔ)上，把鉆頭橫向沿著頁巖裂縫延伸，隨后將壓裂液注入裂縫進行液壓碎裂——這一系列的技術(shù)。許多美國公司在2005年左右開始（借助水平鉆井和水力壓裂兩種技術(shù)）大力開采，使得頁巖氣產(chǎn)量在天然氣總量中的占比上升；頁巖油的產(chǎn)量也大幅上升。技術(shù)手段的革新促進了油價的下降（從2008年7月的每桶145美元降至如今每桶約46美元），而且儲備量的上升使得油價變化更貼近市場，并削弱了歐佩克組織對全球油價的影響力。

　　如今，數(shù)據(jù)科學(xué)、自動化等新技術(shù)再一次重塑能源行業(yè)。這種轉(zhuǎn)變不僅包括能源公司生產(chǎn)率方面的提升，還包括能源產(chǎn)品的輸送方式。以電力公司為例，新的電力行業(yè)將變得去中心化、更加的“用戶友好”，而且能夠整合多種不同的能量來源，并將其轉(zhuǎn)化輸送到可靠性極高的電力網(wǎng)絡(luò)中。在接下來的幾年，能源儲量將越發(fā)充足，價格將變得低廉，而且應(yīng)用效率將極大提高。

　　但這條轉(zhuǎn)型之路并非一帆風順。對于經(jīng)濟十分依賴傳統(tǒng)能源的國家（如俄羅斯、海灣國家、委內(nèi)瑞拉）而言，國內(nèi)局勢會因為能源轉(zhuǎn)型而產(chǎn)生動蕩。自動化技術(shù)將取代絕大多數(shù)低技術(shù)水平勞動者。此外，廉價的化石燃料將使得控制碳排放以減緩全球變暖的努力難上加難。

　　新一輪的能源革命包括三種趨勢：復(fù)雜系統(tǒng)的管理方法更加智慧、數(shù)據(jù)分析更加精妙以及自動化。

　　在第一種趨勢下，能源公司面對復(fù)雜多變的地理環(huán)境依然能夠保持高效的開采率。大約15年前，人們就在想象是否會出現(xiàn)能夠探尋深層水域（如墨西哥灣）石油儲量的新技術(shù)。石油、天然氣公司急于開采這些資源，因此對上述技術(shù)的需求也日益強烈，然而新技術(shù)的成本居高不下。2014年左右，由于新的深層水域開采項目成本過于高昂，即便當時的油價接近100美元/桶，但仍有許多公司破產(chǎn)。截至2015年1月份，原油價格跌至每桶不到50美元。許多該類型的項目已經(jīng)擱置。

　　開采項目擱置之后，石油、天然氣公司想方設(shè)法削減開采成本，并重新思考了工程系統(tǒng)的管理模式。首先，針對工程設(shè)計進行精簡化、標準化處理，使得整個鉆探生產(chǎn)過程更易被復(fù)制，邊際成本降低。其次，借鑒其他項目的成功經(jīng)驗。以殼牌石油公司為例，公司嘗試把頁巖開采過程中的水平鉆井技術(shù)應(yīng)用到深層水域開采項目。隨著創(chuàng)新技術(shù)得到應(yīng)用，新的深層水域開采項目的平均保本價已降至40～50美元/桶（墨西哥灣地區(qū)）。雖然油價保持較低水平，但針對項目的投資卻再次增長。僅2016至2017年上半年就有10個深層水域開采項目得到批準。

　　不單單是石油行業(yè)，電力行業(yè)也受益于更加智慧的管理模式。過去幾十年里，中心化的基載電廠占據(jù)行業(yè)的主流位置。而過去的二十年里，政府加大對風能、太陽能的補貼，并推動風力發(fā)電、太陽能發(fā)電項目。政府希望借此使國家能源結(jié)構(gòu)變得更加多樣化，創(chuàng)造更多的就業(yè)機會，同時減少碳排放量；但由于這些新能源項目的數(shù)量太少，其實際影響遠未達到政府預(yù)期。

　　如今，隨著新能源項目成本的大幅下降，其市場占比穩(wěn)步上升，政府當初的設(shè)想有望成為現(xiàn)實。在德國，風能和太陽能的市場份額在能源結(jié)構(gòu)中約占30%；在夏威夷，兩者的份額達到近45%。但由于傳統(tǒng)設(shè)備沒有及時更新?lián)Q代，許多新能源產(chǎn)生的電力被白白浪費。今年3月份，美國加州的電網(wǎng)運營商暫時停止部分新能源發(fā)電項目（相當于80千兆瓦時的電力），因為原有的電力網(wǎng)絡(luò)無法承擔太陽能在下午時段的驟增。在得克薩斯州，當風力非常強的時節(jié)，電價偶爾會變?yōu)樨撝担措娏靖跺X讓民眾使用它們生產(chǎn)的電），因為人們并不需要那么多的電。那些沒有隨這股浪潮改進自身的公司則前景堪憂。以現(xiàn)在德國市值排名前四的電力公司為例，這幾家公司十年前的市值約為現(xiàn)在的三倍。這主要是因為陳舊電力系統(tǒng)成本支出變成了這些公司無法脫身的泥沼，而且政府對新能源的扶持過于慷慨。

　　新能源項目僅僅是這股轉(zhuǎn)型浪潮中的一部分。在未來的幾年中，電力公司還將面對另一挑戰(zhàn)——“微電網(wǎng)”。這種去中心化的電力網(wǎng)絡(luò)最早是由于用戶（如美國軍隊）需要而誕生的。對于軍隊來說，可靠性高于一切。即使主力電網(wǎng)癱瘓，軍隊基地依然要維持正常運轉(zhuǎn)。此外，微電網(wǎng)也將廣泛應(yīng)用在學(xué)校、醫(yī)院等地方，在提供穩(wěn)定電力能源的同時，還能利用發(fā)電過程中產(chǎn)生的廢棄能源為建筑制冷（或保溫）。

　　包括燃料電池和電池儲存系統(tǒng)在內(nèi)的新技術(shù)，在更精巧的軟件支持下，逐步發(fā)展出一種更小范圍的電力系統(tǒng)——“納米電網(wǎng)”（nano-grids）；“微微電網(wǎng)”（pico-grids）則可能是下一階段。當越來越多的民眾對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴程度不復(fù)往昔，政策制定者和電力公司需要設(shè)想新的監(jiān)管體系與商業(yè)模式。美國紐約州政府已經(jīng)積極投身這場轉(zhuǎn)型浪潮，鼓勵企業(yè)投資、研發(fā)去中心化的電力系統(tǒng)；但目前還沒有詳細的方案能夠回答“如何將新的電力網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)整合到一起”這個問題。

　　第二項創(chuàng)新趨勢是更加優(yōu)化的數(shù)據(jù)分析。石油公司已經(jīng)開始利用復(fù)雜的算法來分析處理大批量的數(shù)據(jù)，從而更有效地找尋石油、天然氣資源，以及管理生產(chǎn)環(huán)節(jié)。2017年4月，英國石油公司發(fā)表聲明稱，借助數(shù)據(jù)分析手段，他們在墨西哥灣的現(xiàn)有油田中又探明了相當于200萬桶原油的儲量。過去需要一年時間才能處理完畢的數(shù)據(jù)現(xiàn)在僅需幾周時間，再加上云計算，石油公司可以推演出一座油田上百萬種的發(fā)展路徑。擺在石油公司面前的選項越多，對于前期試探性開采的投資也就越少，成本大大節(jié)約。此外，石油，乃至整個能源行業(yè)還利用數(shù)據(jù)分析來預(yù)測設(shè)備是否臨近養(yǎng)護期限。通過分析設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，在其發(fā)生損壞之前就進行預(yù)處理。

　　第三項（也是最重要的）創(chuàng)新趨勢是自動化。在那些位于深海區(qū)域的油田，機器人已經(jīng)承擔起許多危險任務(wù)，如在鉆探開采期間連接管道。而且，不少公司正在研發(fā)能夠長期處于海底的機器人，讓它們可以時刻檢測海底的管道和設(shè)備。盡管在某些關(guān)鍵崗位上，人力依然不可取代（如需要做出復(fù)雜的決策），但自動化機器人足以勝任其余崗位。根據(jù)麥肯錫的一項研究，在未來十年里，石油與天然氣公司將會雇用更多的數(shù)據(jù)學(xué)家，而不是地理學(xué)家。

　　如何應(yīng)對能源轉(zhuǎn)型

　　在未來，更加優(yōu)化的數(shù)據(jù)分析和自動化技術(shù)可以更有效地調(diào)度可再生能源。然而，這同樣會產(chǎn)生新的問題：政府無法像過去一樣履行其職能，比如安全監(jiān)管。日趨復(fù)雜的系統(tǒng)讓傳統(tǒng)監(jiān)管行為顯得無比笨拙。因此，監(jiān)管者需要努力追趕行業(yè)的進化速度。挪威的石油和天然氣公司，或者美國核工業(yè)的監(jiān)管體系都是很好的借鑒對象。

　　能源行業(yè)的轉(zhuǎn)型對全世界來說是利好消息，但全球的政治、經(jīng)濟、環(huán)境各方面形勢也都將發(fā)生深刻改變，政策制定者及商界領(lǐng)袖需要謹慎對待隨之而來的沖擊。

　　石油等傳統(tǒng)能源的價格長期走低無疑將削弱出口國的經(jīng)濟、地緣政治影響力。這些國家無法對此坐視不理，紛紛主動出擊。去年，沙特阿拉伯發(fā)布了《2030展望》，希望減少國家對石油的依賴，擴展經(jīng)濟多樣性。例如，沙特政府計劃在沙特阿美石油公司的首次公募（IPO）中出售約5%的股份，以期向多業(yè)態(tài)的全球工業(yè)集團轉(zhuǎn)變。但這些舉措面臨重重阻礙，能否成功落實依然是個未知數(shù)。俄羅斯的改革之路也不平坦。大約十年前，只有當原油價格在100美元/桶的時候，俄羅斯政府才能平衡其預(yù)算。而從現(xiàn)在到2019年，俄羅斯政府希望實現(xiàn)當油價為40美元/桶時也能平衡預(yù)算的目標，即便目前政府35%的收益依然來自碳氫化合物。其他如安哥拉、尼日利亞等國家無法進行有效的改革，國際油價下跌也因此加劇了國家內(nèi)部的動蕩局勢。不過，恰當?shù)呢斦O(jiān)管以及一個對外部投資更為友好的營商環(huán)境或許可以幫助這些國家接觸到行業(yè)內(nèi)最前沿的技術(shù)，并在國際能源市場上擁有一席之地。

　　在美國，能源革命將對就業(yè)及經(jīng)濟增長產(chǎn)生深遠影響。以電力行業(yè)為例，其對天然氣和其他可再生能源的依賴已經(jīng)遠非煤炭可比。2007～2016年，煤炭在電力生產(chǎn)中的占比從近50%降至30%左右，許多與煤炭相關(guān)的工作已經(jīng)消失。美國社會還沒有一場關(guān)于現(xiàn)代經(jīng)濟中就業(yè)情況如何變化的大討論，但能源行業(yè)見證了這場轉(zhuǎn)型，應(yīng)對措施也十分到位。比如，能源公司積極探索對員工進行職業(yè)教育，讓他們能夠熟練操作自動化系統(tǒng)。得州農(nóng)工大學(xué)（TexasA&MUniversity）特別為地理空間技術(shù)專業(yè)開設(shè)了碩士課程，為石油、天然氣工種提供知識儲備。

　　氣候變化依然是需要集全球之力來應(yīng)對的頭等大事。根據(jù)最新的評估，全世界的碳排放量需要減少80%才能減緩，并最終阻止全球氣溫上升。而從近二十年的各種峰會和磋商的結(jié)果來看，這絕非易事。此外，與傳統(tǒng)化石燃料相比，可再生能源的價格絲毫沒有競爭優(yōu)勢，即便后者的碳排放量更低。問題的解決方案在于加大對創(chuàng)新技術(shù)的投資——近十幾年，私人部門對能源技術(shù)的研發(fā)投資上升顯著，但發(fā)達國家在這方面的表現(xiàn)一般。

　　技術(shù)革新的成果正逐步惠及普通消費者。從2008到2014年，受益于能源價格下降，美國家庭平均每年可以節(jié)省超過700美元。能源政策不應(yīng)該只側(cè)重保證資源的供應(yīng)量，政策制定者更需要考慮：當資源變得充足且廉價之后，該如何應(yīng)對它的后續(xù)影響。（作者系布魯金斯學(xué)會研究員）翻譯：趙健榆/第一財經(jīng)研究院研究員