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页岩气革命如何改变电力市场?

发表于:2019-07-17 10:53 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  一年多来,能源界最火热的话题莫过于页岩气革命成功对世界能源结构和国际能源格局带来的变化。由于可控水裂技术的进步和横井钻探精度的显著提高,美国页岩气的开采成本大幅下降。

  在补贴和成本下降的双重作用下,美国天然气价格趋降。这不仅使美国电力市场中天然气机组的竞争力前景看好,较之前更能吸引投资人目光;更有甚者,许多预测和讨论已经认为页岩气能够帮助美国实现能源独立,改变世界能源市场的结构甚至翻新全球战略格局。

  对页岩气等非传统油气资源的关注,也随着美国页岩气革命的成功成为了各国能源界热切讨论的议题。美国页岩气开采技术的长足进步是和该国长期补贴页岩气技术研发和使用分不开的。因此,许多有着潜在页岩气资源的国家也开始对补贴页岩气等非常规油气开采产生了兴趣。

  然而,在这一片乐观的喧腾外,一系列关键问题等待政策制定者和研究者回答,这些问题包括:美国页岩气补贴政策是好的政策么?页岩气革命对能源市场的影响为何?页岩气革命成功对能源产业的污染减排短中长期影响是什么?

  只有回答了这些问题,才能对其他国家是否应借鉴美国的补贴页岩气技术政策有较为清晰的认识。

  怎么看页岩气政府补贴?

  对美国页岩气补贴的回顾性评价,需要依据两条准则:一是对新技术该不该补贴;二是是否该选择页岩气这种技术进行补贴。

  理论上,由于新技术研发存在知识外溢性等外部性,又因为在研发早期成本高、市场份额和投资不足等,应该对新技术的研发在初期都需要补贴。与此同时,页岩气等非传统油气资源开采技术的进步,对降低能源价格、维持世界可持续发展,有着重要而积极的意义。

  从环境保护的角度,页岩气革命带来的天然气价格下降可以使燃气机组在电力市场中的竞争力增强,降低电力市场气电代替煤电的成本,吸引更多投资集中到清洁、高效的天然气机组投资中。与此同时,由于其快速爬坡和调峰调频能力,燃气机组较煤电更能辅助新能源的入网。

  因此,页岩气补贴看起来无论从经济性上,还是环保性上,都是一个好的政策选择。

  然而,上述讨论中忽略了一个最重要问题:如何审视和评估美国对页岩气补贴的机会成本。在一定的财政预算下,对能源领域新技术的补贴是有限的。选择对页岩气进行补贴,就意味着对其他新技术的补贴额度受到削减;与此同时,页岩气革命也会对其他与天然气有竞争关系的新技术产生影响。那么,审视能源市场,页岩气补贴政策的机会成本具体表现为什么呢?

  让我们再次审视页岩气革命的两大作用:缓解能源市场的供求紧张和为新能源接入创造更有弹性的发电结构。一些其他的技术选择或组合,也能实现,例如储能技术、分布式调度技术、消费侧管理技术和电动车技术。这些技术的发展,能够更加廉价和大规模的接入风电、太阳能的清洁能源;也能降低交通能源消费对化石燃料的依赖;更能避免从2009年以来各国新能源供求两旺但接入能力有限等结构性问题。

  回顾过去二十年,美国财政对页岩气的补贴,如果用于上述技术并成功促成这些技术的进步,那么美国的能源独立或许能更绿色和更廉价的实现。因此,页岩气补贴政策的比较成本并不低廉,各国在选择政策工具时,不可忽略这一问题。

  政府补贴促进了页岩气产业发展,但也延缓了新能源产业的进步。

  页岩气革命对能源市场最直接的影响就是增加了天然气的供给、降低了天然气的稀缺性。对美国的电力市场来说,这使得一直被推动的气代煤政策成本更低、政治接受度更高。由于燃气机组的二氧化碳排放是煤电机组的大约二分之一,氮氧化物和二氧化硫排放更是远远低于煤电机组;因此页岩气革命使得美国能够通过气代煤在近期内、以较低成本实现碳减排。

  事实上,在过去一两年内,美国的碳排放下降一是因为经济复苏缓慢,二是归功于电力市场天然气对煤电的替代。因此,页岩气革命在短期内对能源市场的减排有较明显的贡献。

  然而,页岩气革命冲击的并非只有煤电。页岩气革命可能对储能等清洁能源技术造成冲击、降低资本对这些领域的研发投入热情。电力市场对储能、分布式调度等技术的需求,主要来自于辅助风电和太阳能等不稳定新能源、平滑它们的出力曲线。拥有快速爬坡和调频调峰能力的天然气机组,正是这些技术有力的竞争者。

  对中国的启示

  由于燃气发电的二氧化硫和氮氧化物排放量非常小,因此在现有的大气污染管制条件下,储能等清洁辅助技术并不具备优势。因此,由于缺乏有执行力的碳排放管制,天然气价格下跌只会让储能等清洁调峰技术吸引投资的能力大为下降、进步速度更加缓慢;这使得从长期角度看,页岩气革命对能源市场的减排作用仍不明朗。

  与此同时,天然气价格下降刺激的能源消费上升等反弹效应,也会降低页岩气革命在短期内的减排效果。

  美国对页岩气技术强有力的补贴,政治上是因为页岩气属于传统能源,产业拥有强有力的影响力和游说能力,所以页岩气开采技术比储能等更易获得补贴。考虑页岩气补贴的机会成本和能源环境影响,对中国来说,应该跟进对页岩气进行补贴和鼓励么?

  中国现在的决策环境和美国开始对页岩气进行补贴时所面对的政策环境有了较大差异。首先,由于页岩气的探测和开采技术已经取得了突破性进展,由于知识的外溢性,作为后发国家,中国相关技术的进步所需要的总财政投入可以比美国小得多。但具体到页岩气开采技术的不同层面,情况却各有不同。

  一些建立在理论进展和设备创新的技术,如可控水裂技术和横井钻探技术的研发和进步,因其较易学习和引进,因此可以使后发国家通过较少的财政投入获得较大进步。一些基于开采经验积累实现的技术进步,比如针对实际开采操作中的参数设定,后发国家却无法直接复制,仍需要通过大量的经验积累获得一定的进步。对于这类技术,后发国家要取得相应进展所需要的财政投入很难显著的低于美国。

  中国的页岩气储量丰富。同时,发电、供暖结构高度依赖污染影响大的煤电,在日益加剧的环境压力下,电力和供暖行业的气代煤需求迫切。在世界储能等技术尚离突破性进展有一定距离、美国页岩气开采技术已经取得突破性进展的背景下,中国有必要鼓励页岩气开采的本土技术进步。

  但需要指出的是,中国不应照搬美国的技术补贴政策。首先,作为后发国家,中国页岩气技术的政策投入应低于美国的总投入。其次,中国的页岩气技术投入应在机制上确保经验积累性技术得到更多投入。与此同时,还应兼顾对其他更清洁的替代技术,如储能等的补贴和鼓励。

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