1978年阿斯本研究所能源论坛举行期间恰逢美国遭遇能源危机,大家都在担心天然气储量不足。这次论坛上,我陈述了美国联邦能源监管委员会制定的天然气价格影响天然气开发的观点,并公布了天然气储量预测值。我向他们建言,解除对天然气价格的管控,美国的天然气供应将达到1 500万亿~2 000万亿立方英尺。如上所述,那些年受到石油业思维定势影响的公司,如埃克森石油公司、壳牌石油公司、美孚石油公司都曾公开宣布美国地下可开发的天然气只剩下200万亿~600万亿立方英尺。美国每年消费的天然气约为20万亿立方英尺,因此他们预计再过10年,最多不超过30年,美国的天然气资源就会枯竭。1978年论坛举行至今,美国生产的天然气约为600万亿立方英尺。根据埃克森石油公司公布的预测值,美国的天然气资源目前应该已经枯竭,但是,在生产了600万亿立方英尺天然气之后,美国天然气储量评估专家现在对天然气储量的预测值介于我在1978年论坛上提出的储量区间1 500万亿~2 000万亿立方英尺。美国再次出现了天然气过剩的问题。
新兴独立的天然气生产商超过了美国石油时代的老牌生产商,不论对美国还是其他国家来说都是重新认识天然气的好事。随着新发现的出现,人们认识到从前被称之为非常规能源的天然气不仅地位举足轻重,且储量十分丰富。
未来一两年内,包括美国能源信息署、美国地质调查局和美国潜在天然气资源委员会在内的多数资深天然气评估机构势必会继续上调预测值,这与我自20世纪70年代向美国国会和阿斯本研究所作报告后不断修正对天然气储量的预测值一样。我在1993年发表文章《关于天然气的新思考》。这篇文章被收录在美国地质调查局出版的关于天然气起源和储量丰富的论文集《气体能源的未来》中。我建议大家都去读读这本论文集。这本论文集对于理解天然气非常重要。我在文中阐述了我对美国天然气储量的最新预测——3 000万亿立方英尺,比1978年预测的1 500万亿~2 000万亿立方英尺还要多。随着近期页岩和其他非常规天然气田的开发,我更加确信3 000万亿立方英尺的预测值是合理的。
致思想开明者
美国地质调查局出版的论文集的主编是在美国地质调查局工作多年的地质学家戴维·豪威尔博士。论文集中还收录了世界著名科学家托马斯·戈尔德的一篇文章,他在文中阐述了非生物成油成气理论。我的文章参考了托马斯的非生物来源假设,因为根据我在海岸天然气深井钻探的实践(我想多数专家都会认同这种经验的重要性),戈尔德的非生物成油理论与我在大学里学习的知识相比,可以更好地解释在俄克拉何马州钻探高压深井时遇到的实际情况。
我乐于接受这种可能性的假设,即,世界上大量存在的天然气与煤炭、石油不同,可能并非起源于生物,就像太阳系里的多数星球上一样,虽然不存在生物但也存在大量天然气。
我推荐大家阅读豪威尔的论文集,是因为接下来的分歧使我坚信石油思维已经日益僵化,并存在巨大的局限性。在论文集出版前,编辑部原本8个成员中的3个宣布辞职,因为豪威尔拒绝他们删除托马斯和我的文章的要求。他们认为我们的观点亵渎神灵,因为我们认为天然气可能是非生物形成的。而这仅是开始。文集出版后,大量石油地质学家和工程师就此大题小做。美国石油地质学家协会的几位老会员让大家在请愿书上签名并递交给美国地质调查局,要求从所有公共图书馆和学校下架这本论文集。
旧式石油思维依然强大,且具有局限性。在石油业的某些时期还存在类似焚书或软禁作者的情况。一方面我知道这篇文章可能会惹恼很多同行,但这篇文章只是对事不对人;另一方面,这篇文章写的只是我个人的轶事,但却颇具戏剧性地展示了语言、思想和教育对人类思维的限制。21世纪人们对天然气的认识发生了迅速的变化。按照华莱士的说法,人们的大脑刚开始发现天然气。
地球上可开发天然气不少于可开采的煤炭
天然气在地球、太阳系和宇宙中普遍存在,因此我假设地球上可商业开发的天然气储量实际上多于煤炭。各国决策者一定会问的问题是,使用现有技术可以开发出多少价格合理的煤炭、石油和天然气。已探明储量这个概念需要考虑技术、可开采性和商业性。英国石油公司发布《世界能源统计年鉴》显示已探明的煤炭储量是9 090亿吨,相当于23 700万亿立方英尺天然气。世界范围内已探明的天然气储量预计达到6 400万亿立方英尺。然而,英国石油公司的数据来自各个产煤国家的公共数据,搜集时间是30多年前或40多年前。近期的调查报告中显示的“数据可信度非常低”,22例如,近期这些陈旧的储量预测数据就遭到两家欧洲研究机构的质疑,分别是能源观察集团发布的《煤炭:资源和未来生产》(2007)和欧洲委员会能源研究所发布的《煤炭的未来》。能源观察集团的研究表明博茨瓦纳、德国和英国“预计的储量不及实际储量的10%”。波兰的煤炭储量比“20年前的50%还要少”。1990年,中国对可开采煤炭储量的预测也开始降低,预测值是1987年预测值的1/6。能源观察团继续宣布“储量预测值降低不是因为这一时期的生产量降低,最可能的原因是现在各国可以通过更加全面的调查获得更加准确的数据”。能源研究所的调查认为“世界上已探明的煤炭储量(例如,现有经济和开发条件下具备商业开采价值的储量)正在快速减少”,并且“未来煤炭可能不再是储量丰富、广泛存在、十分可靠的能源资源”。能源研究所得出的结论是“经济上可开采的煤炭资源可能会枯竭,而且速度比人类预想的快很多”。
因此,当我们以批评的眼光看待世界煤炭储备时,就会发现煤炭储备的预测依据是在20世纪70年代甚至是几十年前搜集的过于陈旧、可信度极低的信息。这些信息不能反映当前许多国家的采矿安全条件与经济发展状况。国家统计报告刚刚开始涉及储备的减记情况,今后随着调查的增多,还会继续关注减记现象。美国地质调查局退休的煤炭专家哈罗德·格鲁斯科特的报告写到“地球上的煤炭资源三年内减少了40%”。
欧洲和美国的最新研究都大幅降低了对可商业开采的煤炭储量的预测。决策者感到十分困惑,因为此前人们使用20世纪70年代或更早的数据和研究方法得出的煤炭储备的预测值与当下的数据出入巨大。尽管英国石油公司的统计数据显示已探明的煤炭储量相当于23 700万亿立方英尺天然气,是已探明的天然气储量6 400万亿立方英尺的三倍还要多。但实际上已探明的天然气储量可能是报告中预测值的两倍,可能超过12 000万亿立方英尺(参考前面章节“实际探明的天然气储量比预计多”)。使用独立标准的现代方法预测显示已探明煤炭储量不会超过报告中预测值的50%,大约相当于12 000万亿立方英尺天然气。
当我们发现世界能源预测未包含近期页岩和其他非常规天然气储备资源,煤炭储量预测值的数据来源过时、可信度不高时,世界已探明储量的天然气资源储量很有可能与已探明的可开采煤炭储量不相上下。
显然,我们急需更新煤炭储备预测数据和天然气储备预测数据,把非常规储备包含其中。这样决策者才能根据可信赖的现代数据作出长远决定。如果这项研究还未开始,国际能源署应当尽快着手这项研究。
美国可开采的天然气储量可能不少于可开采的煤炭储量
我所讲的内容可能会引发争议,但是我也确信我有责任说出我的发现——本节将讨论我的新发现。
我们经常听到煤炭业吹嘘美国是“煤炭沙特阿拉伯”。人们常说美国的煤炭还可以使用250年。这几乎成了美国文化的一部分。但是我认为这种说法会使决策者过于乐观。近期开始深井勘探前,我和众人一样认为煤炭储量几乎无限。然而,2007年美国国家科学院麾下国家研究理事会发布了题为“煤炭:支持国家能源政策的研发”的报告。报告由美国国会议员罗伯特·伯德和阿伦·斯佩克特发起,揭露了预测信息来源陈旧、可信度低。预测信息的搜集时间是20世纪70年代早期。后来政府对采矿安全和环境安全的管理日益严格,致使大量原本可开发的资源因为商业原因或环境原因被禁止开发。理事会认为,“美国的煤炭还可以使用250年不可能是真的”。美国250年使用的煤炭资源预计约为2 670亿吨。
理事会用“过时、残缺不全和不准确”来形容这些陈旧、可信度不高的关键数据。因此,今后的政策制定必定不能建立在这个预测值上,除非预测值得到进一步证实。为了抽查这些过时的数据,理事会调查了“几个地区”,并发出警告“以前预测的储量只有少部分具备经济开发价值”。因此,美国地质调查局现行的系统化煤炭储量存货清单将会大幅降低现有煤炭供应量。近期理事会首次对美国最大的位于怀俄明州吉利市附近的煤田进行评估。这块煤田目前的产煤量满足了美国38%的煤炭需求。地质调查局经过调查后将煤炭储量预测值下调约30%。
要谨慎评估煤炭未来的发展,就必须了解煤炭资源与煤炭储量之间的不同。资源是指煤炭业预计的存于地下且具备开发潜力的煤炭量。由于地下存在大量煤炭,所以美国和世界拥有大量的煤炭资源。但是这些大量的煤炭资源并不代表实际上可商业开采的煤炭量。煤炭资源量同世界上庞大的天然气水合物量相似。虽然我们知道这些资源就在那里,但却无法用现有技术开发,或不能在开发中获得经济效益。
要了解煤炭的未来,就必须仔细监测煤炭储量。这里的煤炭储量指的是“在现有环境、法律和技术条件下,具备可商业开发的那一部分煤炭资源”。通过增加这些限制条件,加上理事会的警告,之前的预测值中只有“少部分”可供商业开发,煤炭的未来看上去远不如普遍预测的乐观。
关于美国的煤炭储量是否充足,是否能在2030年达到美国能源信息署的预测产量这一疑问,美国国家研究理事会的答案是“完全具备”,并引用“在产煤矿现有190亿吨的可开发煤炭储备”,大约可用18年来证实自己的观点。理事会接着说这一数值还会增加,因为“私有公司持有600亿吨的煤炭储量”。要在近期或中期未来评估这些煤炭的储量,必须考虑到现有煤矿之外的600亿吨私人煤炭储量。和所有大型基础设施项目一样,煤炭的开发成本大幅上涨,准备周期大幅延长。大型新煤矿的规划、审批和投入生产可能需要“7~15年的时间”。