頁巖氣革命如何改變電力市場?

【專家解說】：讓我們再次審視頁巖氣革命的兩大作用，緩解能源市場的供求緊張和為新能源接入創(chuàng)造更有彈性的發(fā)電結(jié)構(gòu)。 一年多來，能源界最火熱的話題莫過于頁巖氣革命“成功”對世界能源結(jié)構(gòu)和國際能源格局帶來的變化。由于可控水裂技術(shù)的進(jìn)步和橫井鉆探精度的顯著提高，美國頁巖氣的開采成本大幅下降。 在補(bǔ)貼和成本下降的雙重作用下，美國天然氣價(jià)格趨降。這不僅使美國電力市場中天然氣機(jī)組的競爭力前景看好，較之前更能吸引投資人目光;更有甚者，許多預(yù)測和討論已經(jīng)認(rèn)為頁巖氣能夠幫助美國實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立，改變世界能源市場的結(jié)構(gòu)甚至翻新全球戰(zhàn)略格局。 對頁巖氣等非傳統(tǒng)油氣資源的關(guān)注，也隨著美國頁巖氣革命的“成功”成為了各國能源界熱切討論的議題。美國頁巖氣開采技術(shù)的長足進(jìn)步是和該國長期補(bǔ)貼頁巖氣技術(shù)研發(fā)和使用分不開的。因此，許多有著潛在頁巖氣資源的國家也開始對補(bǔ)貼頁巖氣等非常規(guī)油氣開采產(chǎn)生了興趣。 只有回答了這些問題，才能對其他國家是否應(yīng)借鑒美國的補(bǔ)貼頁巖氣技術(shù)政策有較為清晰的認(rèn)識。 對美國頁巖氣補(bǔ)貼的回顧性評價(jià)，需要依據(jù)兩條準(zhǔn)則:一是對新技術(shù)該不該補(bǔ)貼;二是是否該選擇頁巖氣這種技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)貼。 理論上，由于新技術(shù)研發(fā)存在知識外溢性等外部性，又因?yàn)樵谘邪l(fā)早期成本高、市場份額和投資不足等，應(yīng)該對新技術(shù)的研發(fā)在初期都需要補(bǔ)貼。與此同時(shí)，頁巖氣等非傳統(tǒng)油氣資源開采技術(shù)的進(jìn)步，對降低能源價(jià)格、維持世界可持續(xù)發(fā)展，有著重要而積極的意義。 從環(huán)境保護(hù)的角度，頁巖氣革命帶來的天然氣價(jià)格下降可以使燃?xì)鈾C(jī)組在電力市場中的競爭力增強(qiáng)，降低電力市場氣電代替煤電的成本，吸引更多投資集中到清潔、高效的天然氣機(jī)組投資中。與此同時(shí)，由于其快速爬坡和調(diào)峰調(diào)頻能力，燃?xì)鈾C(jī)組較煤電更能輔助新能源的入網(wǎng)。 因此，頁巖氣補(bǔ)貼看起來無論從經(jīng)濟(jì)性上，還是環(huán)保性上，都是一個好的政策選擇。 然而，上述討論中忽略了一個最重要問題:如何審視和評估美國對頁巖氣補(bǔ)貼的機(jī)會成本。在一定的財(cái)政預(yù)算下，對能源領(lǐng)域新技術(shù)的補(bǔ)貼是有限的。選擇對頁巖氣進(jìn)行補(bǔ)貼，就意味著對其他新技術(shù)的補(bǔ)貼額度受到削減;與此同時(shí)，頁巖氣革命也會對其他與天然氣有競爭關(guān)系的新技術(shù)產(chǎn)生影響。那么，審視能源市場，頁巖氣補(bǔ)貼政策的機(jī)會成本具體表現(xiàn)為什么呢? 讓我們再次審視頁巖氣革命的兩大作用:緩解能源市場的供求緊張和為新能源接入創(chuàng)造更有彈性的發(fā)電結(jié)構(gòu)。一些其他的技術(shù)選擇或組合，也能實(shí)現(xiàn)，例如儲能技術(shù)、分布式調(diào)度技術(shù)、消費(fèi)側(cè)管理技術(shù)和電動車技術(shù)。這些技術(shù)的發(fā)展，能夠更加廉價(jià)和大規(guī)模的接入風(fēng)電、太陽能的清潔能源;也能降低交通能源消費(fèi)對化石燃料的依賴;更能避免從2009年以來各國新能源供求兩旺但接入能力有限等結(jié)構(gòu)性問題。 回顧過去二十年，美國財(cái)政對頁巖氣的補(bǔ)貼，如果用于上述技術(shù)并成功促成這些技術(shù)的進(jìn)步，那么美國的能源獨(dú)立或許能更綠色和更廉價(jià)的實(shí)現(xiàn)。因此，頁巖氣補(bǔ)貼政策的比較成本并不低廉，各國在選擇政策工具時(shí)，不可忽略這一問題。 政府補(bǔ)貼促進(jìn)了頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但也延緩了新能源產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。 頁巖氣革命對能源市場最直接的影響就是增加了天然氣的供給、降低了天然氣的稀缺性。對美國的電力市場來說，這使得一直被推動的氣代煤政策成本更低、政治接受度更高。由于燃?xì)鈾C(jī)組的二氧化碳排放是煤電機(jī)組的大約二分之一，氮氧化物和二氧化硫排放更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于煤電機(jī)組;因此頁巖氣革命使得美國能夠通過氣代煤在近期內(nèi)、以較低成本實(shí)現(xiàn)碳減排。 事實(shí)上，在過去一兩年內(nèi)，美國的碳排放下降一是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)復(fù)蘇緩慢，二是歸功于電力市場天然氣對煤電的替代。因此，頁巖氣革命在短期內(nèi)對能源市場的減排有較明顯的貢獻(xiàn)。 然而，頁巖氣革命沖擊的并非只有煤電。頁巖氣革命可能對儲能等清潔能源技術(shù)造成沖擊、降低資本對這些領(lǐng)域的研發(fā)投入熱情。電力市場對儲能、分布式調(diào)度等技術(shù)的需求，主要來自于輔助風(fēng)電和太陽能等不穩(wěn)定新能源、平滑它們的出力曲線。擁有快速爬坡和調(diào)頻調(diào)峰能力的天然氣機(jī)組，正是這些技術(shù)有力的競爭者。 對中國的啟示 由于燃?xì)獍l(fā)電的二氧化硫和氮氧化物排放量非常小，因此在現(xiàn)有的大氣污染管制條件下，儲能等清潔輔助技術(shù)并不具備優(yōu)勢。因此，由于缺乏有執(zhí)行力的碳排放管制，天然氣價(jià)格下跌只會讓儲能等清潔調(diào)峰技術(shù)吸引投資的能力大為下降、進(jìn)步速度更加緩慢;這使得從長期角度看，頁巖氣革命對能源市場的減排作用仍不明朗。 與此同時(shí)，天然氣價(jià)格下降刺激的能源消費(fèi)上升等反彈效應(yīng)，也會降低頁巖氣革命在短期內(nèi)的減排效果。 中國現(xiàn)在的決策環(huán)境和美國開始對頁巖氣進(jìn)行補(bǔ)貼時(shí)所面對的政策環(huán)境有了較大差異。首先，由于頁巖氣的探測和開采技術(shù)已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，由于知識的外溢性，作為后發(fā)國家，中國相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步所需要的總財(cái)政投入可以比美國小得多。但具體到頁巖氣開采技術(shù)的不同層面，情況卻各有不同。 一些建立在理論進(jìn)展和設(shè)備創(chuàng)新的技術(shù)，如可控水裂技術(shù)和橫井鉆探技術(shù)的研發(fā)和進(jìn)步，因其較易學(xué)習(xí)和引進(jìn)，因此可以使后發(fā)國家通過較少的財(cái)政投入獲得較大進(jìn)步。一些基于開采經(jīng)驗(yàn)積累實(shí)現(xiàn)的技術(shù)進(jìn)步，比如針對實(shí)際開采操作中的參數(shù)設(shè)定，后發(fā)國家卻無法直接復(fù)制，仍需要通過大量的經(jīng)驗(yàn)積累獲得一定的進(jìn)步。對于這類技術(shù)，后發(fā)國家要取得相應(yīng)進(jìn)展所需要的財(cái)政投入很難顯著的低于美國。 中國的頁巖氣儲量豐富。同時(shí)，發(fā)電、供暖結(jié)構(gòu)高度依賴污染影響大的煤電，在日益加劇的環(huán)境壓力下，電力和供暖行業(yè)的氣代煤需求迫切。在世界儲能等技術(shù)尚離突破性進(jìn)展有一定距離、美國頁巖氣開采技術(shù)已經(jīng)取得突破性進(jìn)展的背景下，中國有必要鼓勵頁巖氣開采的本土技術(shù)進(jìn)步。 但需要指出的是，中國不應(yīng)照搬美國的技術(shù)補(bǔ)貼政策。首先，作為后發(fā)國家，中國頁巖氣技術(shù)的政策投入應(yīng)低于美國的總投入。其次，中國的頁巖氣技術(shù)投入應(yīng)在機(jī)制上確保經(jīng)驗(yàn)積累性技術(shù)得到更多投入。與此同時(shí)，還應(yīng)兼顧對其他更清潔的替代技術(shù)，如儲能等的補(bǔ)貼和鼓勵。