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2015年12月6日 ⁄ 暗潮 石油综合 ⁄ 评论数 0+ ⁄ 被围观 +

1、前言

能源是保证人类活动和发展的最重要的物质基础,化石能源是目前最常用的能源形式之一。随着化石能源尤其是油气资源的日趋减少,以及由化石能源引发的环境问题凸显,可再生、基本无污染的水能、太阳能、风能、地热能、生物燃料等新能源越来越受到人们重视。

人类能源消费从传统的油气资源转向可再生的新能源是发展的必然趋势,并且在相当长的一段时间内,化石能源与新能源并举将成为人类能源结构主体。
石油公司作为传统油气供应商,为应对国内外能源发展形势变化,积极介入并开发利用新能源是实现自身可持续发展的重要战略选择之一。Shell、BP、Chevron 等国际石油公司为实现由石油公司向能源公司转变,已经积极涉足新能源领域,并根据全球能源形势变化,不断调整新能源发展战略。

我国三大石油公司( 中国石油、中国石化、中国海油)也在加大发展新能源的步伐,并取得了重要进展。本文通过剖析新能源发展现状以及国际石油公司在新能源领域的战略和举措,得出了我国石油公司发展新能源的几点启示,并结合我国石油公司实际特点,提出了发展新能源的建议。

2、新能源开发利用现状

新能源又称为可再生能源(Renewable energy)、清洁能源或者替代能源(Sustainable energy),是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源。新能源在利用过程中对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用。

一般认为,新能源包括太阳能、风能、生物质能、地热能、水能、海洋能和氢能。新能源一般具有可再生性、低能量密度性、不连续间断性、分散性、与环境密切相关性5 个方面的典型特征,目前正面临着商业化困难、难以完全替代化石能源、原料采集难度大等诸多挑战。

人类目前能源利用的主体是由天然存在的一次能源转换成的二次能源,如电能、汽油、煤油、煤气等。据此,可以将新能源大致分为两类:一类是替代油气资源的新能源,如生物燃料、氢能等;另一类是替代电能的新能源,主要为新能源代替传统能源产生的电能,如风力发电、太阳能光伏发电、太阳能热发电、生物质发电、地热发电等。

2.1 替代电能的新能源

在电能替代能源中,风能和太阳能的发展最为迅猛,其中风力发电技术是世界上公认的最接近商业化的新能源技术之一。地热能和生物质能发电技术较为成熟,地热能除发电外,更多的是直接利用,生物质能发电则受原料来源及价格限制较为明显。

2013年底,全球风力发电场的总发电能力约为31800×104kW,中国的风力发电容量在2010年超过美国后就一直排名世界第一位。根据国家能源局统计数据,2014年我国风电并网装机容量达9581×104kW,相比2013年增长25.6%。太阳能利用主要有直接加热和光伏发电两种,太阳能光伏发电发展最为迅速,2013 年全球光伏市场累计装机容量达到14060×104kW,其中中国新增光伏装机容量1200×104kW,首次超越德国成为全球第一大光伏市场。据国家能源局统计,2014年中国太阳能发电并网装机容量达2652×104kW,预计年发电量250×108kW·h。

与风能、太阳能等相比,地热资源基本不受外界因素干扰, 是一种现实并具有竞争力的新能源。据2010 年世界地热大会统计,全球有24 个国家开发了地热发电项目,总装机容量约1072×104kW;有78 个国家开展了地热直接利用活动, 总的设备容量为5058×104kW。

我国地热资源直接利用(多数为温泉洗浴)已连续多年居世界首位, 但地热发电的发展严重滞后,2010 年地热发电装机容量仅排名世界第18 位。我国主要含油气盆地,如鄂尔多斯、松辽、四川、华北等都蕴藏着丰富的中低温传导型地热资源,是开发利用地热资源的绝佳场所。

中国石化作为国内最大的常规地热资源开发利用企业,目前在全国范围内地热供暖面积已超过3000×104m2,约占全国常规地热资源供暖面积的30%。

2.2 替代油气资源的新能源

氢能以及由生物质能转换而成的生物燃料,是与目前常用的汽油、柴油最为接近的新能源。生物燃料主要包括燃料乙醇和生物柴油两种,是与石油公司主营业务最相近的新能源,也是当前各大石油公司新能源发展的重点。

燃料乙醇是指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇, 它与无铅汽油以1∶9 混配后称为乙醇汽油,可作为车用燃料。目前全球燃料乙醇的生产原料以玉米和甜高粱为主, 产量受原材料供应限制。

自2011 年全球燃料乙醇产量达到峰值8656×104t以来,近年来产量下降趋势明显。据全球新能源联盟(Global Renewable Fuels Alliance) 及商品信息服务机构F.O.Lichts 数据显示,2014 年全球燃料乙醇产量在6717×104~7236×104t 之间。

美国、巴西和欧盟是燃料乙醇产量最大的三个地区。其中,巴西是燃料乙醇使用率最高的国家,国内基本不使用纯汽油;美国是目前最大的燃料乙醇生产国, 据估计, 其2014 年产量在3843×104~4279×104t 之间, 已在41 个州推广使用乙醇汽油。

我国自2004 年正式批准燃料乙醇生产后, 在政府补贴及政策的扶持下, 燃料乙醇年产量迅速突破100×104t。2006 年以后,为了解决燃料乙醇“与人争粮”的矛盾,开始限制粮食乙醇的大规模推广,坚持发展非粮乙醇。据统计,我国2013 年燃料乙醇产量约208×104t(见图1)。目前全国已有多个省市采取地方立法的手段,开始试用车用乙醇汽油,并取得了良好的效果。

生物柴油是以油料作物、油料林木、水生植物及动物油脂等原料制成的清洁、可再生液体燃料,可与普通柴油在油箱中以任何比例相混,是优质的石油柴油代用品。全球生物柴油产量自2005 年以来增长迅速,2013 年产量达2700×104t,据估计,2014 年世界生物柴油产量将达2910×104t。

欧盟和美国是世界生物柴油主要生产区,2013 年产量分别为960×104t 和442×104t。我国生物柴油发展起步较晚,2005~2010 年年产量一直在50×104t 左右徘徊。

近年来, 我国生物柴油进入快速发展阶段,2013 年建成产能310×104t/a, 而当年的生物柴油产量仅为109×104t,产能利用率较低。
氢是一种通过一定方法利用其他能源制取的二次能源,是高效清洁的燃料,主要应用于氢能汽车和燃料电池等领域。氢燃烧产物不污染环境,是最清洁的燃料。目前制约氢能发展的是廉价的制氢技术以及安全可靠的储氢、输氢方式。全球多个国家已经开始计划普及加氢站等基础设施。

目前我国产氢量居世界第一,据中国工业气体协会氢气专业委员会年度工作总结,2011 年我国氢气产量达到1407×104t,2012 年为1600×104t。

3、国外大石油公司新能源开发战略

绝大多数国际大石油公司已经涉足新能源领域, 正在逐步实现由石油公司向能源公司的转变。目前,大型跨国石油公司涉足的新能源领域主要有太阳能光伏、风能、生物质能、氢能和燃料电池等。

壳牌、BP、雪佛龙等公司在这些领域已经进入商业运作阶段,但鉴于全球经济影响、公司投资战略及新能源发展现状等多方面原因,国际大石油公司对新能源的投资时起时伏。

3.1 新能源开发战略

3.1.1 BP 公司

BP 于2005 年建立了BP 替代能源公司, 计划10 年内在太阳能、风能、氢能和联合循环发电机技术方面投资80 亿美元,雄心勃勃地打造全新的BP绿色能源公司,2005 年BP 成为全球最大的太阳能企业之一。2010 年,BP 对新能源的投资超过10 亿美元。但2010 年以后,受美国海上漏油事件影响,BP 直接支付的善后成本和罚款达420 亿美元。

为迅速获得利润回报,BP 重新把投资重点转向利润丰厚的化石能源领域,如非常规油气、深水油气等,剥离了获利慢、非核心的风电和太阳能业务。但是,与油气业务相近的生物燃料技术一直是BP 关注的重点。

此外,BP 还是欧洲和美国两个全球最大氢示范项目的能源合作伙伴, 拥有超过40 年的制氢经验、超过10 年的汽车加氢站试运营经验,在世界范围内参与了众多的氢能示范项目。BP 与中国科技部合作的氢能合作项目进展顺利,已在北京建成中国首座加氢站,并建设了全球最大的加氢站,能够为100 辆汽车补充燃料。

3.1.2 壳牌公司

壳牌石油公司新能源部成立于1997 年, 在全球大型能源公司中拥有最多的新能源业务。2006年以前, 壳牌一直都积极投资新能源业务,2000~2007 年在太阳能、风电领域投入的资金超过20 亿美元。但是,由于其在新能源上的布局过于分散,没有形成集中优势,无论是在技术还是成本方面都不具竞争力。

2006 年,壳牌的太阳能业务部门退出了晶硅太阳能市场,2009 年暂停了风能、太阳能和水利开发等项目。在全球经济影响和公司投资重点的影响下, 现今壳牌重新重视传统化石能源的投资。

2011~2014 年,壳牌计划在全球新增投资1000 亿美元,并将天然气、生物燃料作为投资重点。本着结合自身优势,投资既符合发展趋势、又有可见利益的宗旨, 壳牌近几年在新能源方面重点发展生物燃料。

与其他公司积极投资风电不同,壳牌致力于发展风能润滑领域业务,协助客户实现风电工程精细化管理,使风电行业走上健康发展之路。这种投资战略对壳牌来说,无论风电发展前景如何,壳牌在这一领域都能保证稳赚不赔。

3.1.3 雪佛龙和道达尔

雪佛龙公司2010 年在太阳能光伏领域取得了一定的研究进展,此外,该公司还是世界上最大的地热生产商。从上世纪60 年代开始,雪佛龙公司便涉足地热产业.并将其地热能利用重点放在地热发电领域。凭借位于菲律宾的Tiwi 和Makiling-BanahawfMak-Ban1 两大地热项目,以及在印度尼西亚爪哇岛的Salak 和Darajat 地热商业生产,雪佛龙公司成为全球地热开发领域的领先者。

与BP 和壳牌纷纷撤出光伏领域不同,道达尔逆流而上,积极投资光伏领域。2012 年底,道达尔与中国三家企业成立合资公司, 这是道达尔首次进入中国光伏市场,旨在提前在中国布局光伏产业最下游的太阳能电站项目。在光伏产业整体遭遇困境的背景下,与光伏制造环节相比,光伏电站项目在整个产业链上仍然能够实现稳定的收益,道达尔认为光伏市场前景广阔。

3.2 启示

当前跨国石油公司进行的战略调整,既反映了综合性能源发展战略的内涵,也表明了利益优先的倾向。在缓慢而又方向明确的世界能源结构的演变中,积极把握能源发展走向,在过渡阶段,既更好地发展传统能源,提高当前的竞争能力和绩效,又未雨绸缪,积极主动地发展新能源,为未来的能源竞争和企业永续发展提前布局。国际石油公司发展新能源的经验综合起来主要有以下几方面:

①    战略的制定都是以利润最大化为根本原则。

新能源的蓬勃发展始于2006 年,各大石油公司纷纷投资新能源领域。当年正是国际油价低迷时期,国际石油公司积极发展新能源的原因,一方面是考虑新能源的广阔前景及化石能源造成的环境问题, 另一方面则在于寻找新的商机。

2008 年以后,国际油价突破100 美元/bbl,石油公司对新能源的热情稍减。2010 年美国页岩油气的突破性进展,又让各大石油公司找到了储量丰厚、价格低廉、市场需求大、利润空间广阔的油气领域,2010 年之后纷纷撤出并不擅长的新能源领域(风电、光伏),转而重点投资自身核心的油气业务,新能源只保留与油气密切相关的生物燃料项目。

在油气仍将较长期占据能源消费结构主体的前提下,各大石油公司大部分的投资都将倾向于利润丰厚的油气领域。

②    建设综合性能源公司,抢占战略制高点。

能源供应将向新能源发展是大势所趋,各大石油公司在保证传统能源投资的前提下,积极投资新能源领域,为适应能源结构的变化夯实基础。此外,还未雨绸缪地及早抢占能源领域制高点,为未来能源竞争和企业永续发展提前布局。

虽然目前多数石油公司撤出了风电、光伏等领域,但公司的战略还是强调会一直关注这些领域的发展,并且对这些领域的前景抱有积极认识。针对与油气密切相关的生物燃料等领域,各石油公司当仁不让地积极研究并加大投资,确保成为技术和市场的领先者。

③    社会驱动和政治压力。

环境和全球化问题已成为全世界关注的焦点,大型石油公司面临着来自于方方面面越来越大的压力。这种压力可由民意通过政府施加给企业,让企业积极把“绿色”能源纳入战略。新能源在欧美地区很受欢迎,为了树立提供绿色能源,保护地球家园的良好形象,大力宣传新能源业务的石油公司都已经取得了积极的品牌效应。而在人们习惯传统化石能源、对新能源接受程度较差的地区,它们则及时调整公司策略,加大油气供应量,以满足客户要求为第一要务。归结到底,都是为了赚取更多的利润。

4、我国石油公司发展新能源的建议

中国三大石油公司肩负着保障国家能源供应的重任,积极推动新能源的开发利用,不仅具有独特的优势和广阔的发展空间,也对加快我国能源结构调整、保证能源供应安全、建设资源节约型社会具有重大意义。

发展新能源,不仅是保障国家能源安全的一项重要战略举措,也是石油公司转变经济增长方式,实现向能源公司发展的需要。中国三大石油公司自2003 年起,纷纷涉足新能源领域,在燃料乙醇、风力发电、地热应用等领域已初步形成规模。

新能源是高技术含量、高资金需求的产业,其发展需要技术、人才、资金的强大支持,石油行业在这方面具有独特优势,具备开展新能源业务的基础和条件。其优势首先表现为地缘和资源优势。

中国三大石油公司的区块遍布全国,几乎涵盖了中国最丰富的新能源资源分布区,如华北油田、大庆油田是全国中低温地热资源最丰富的地区, 塔里木、准噶尔、吐哈、柴达木等油田具有丰富的太阳能资源,二连、松辽、准噶尔、吐哈盆地拥有丰富的风力资源等。

其次是资金、人才优势。目前我国新能源发展尚处于起步阶段,需要大量的资金及人力投入。石油公司资本雄厚,新能源研发起步较早,掌握有一定的新能源技术(如地热钻井、机械设备制造、燃料乙醇生产技术等),并且拥有一批对资源分布清楚、了解资源开发流程的人才,为新能源的有效开发提供了有力保障。

第三是配套基础设施及销售优势。石油公司拥有遍布全国的销售网络和储运基础设施,可为新能源快速进入市场提供必要的设施和技术。

笔者基于对国外石油公司新能源发展战略的分析,结合我国石油公司自身的优势,对我国石油公司发展新能源提出以下建议:

① 保持油气核心业务优势, 积极涉足与核心业务密切相关的新能源领域,密切关注与核心业务偏离较大的新能源动态。非常规油气的巨大勘探潜力表明,在未来30~50 年内,油气仍将是全球重要的能源, 保障油气供给仍是石油公司的主要任务。

对于新能源,应着重发展与油气密切相关的生物燃料技术, 大力发展与油田密切相关的地热技术,这两项除与油气息息相关之外,也是石油公司擅长的领域。

对于风电和太阳能光伏市场,石油公司不具备国家电力公司在电力市场上的优势,不适合大规模进入,但可以密切关注风电和太阳能光伏的发展动态,紧跟能源研究进展。

氢能技术目前尚不具备大规模推广条件,鉴于其与油气的相似性,石油公司目前除可密切关注外, 还要加大氢能方面的研究,保证自身的行业领先地位。

② 在油区内部因地制宜开发新能源, 弥补自身油气消耗,缓解油气供应压力。石油行业既是产能大户,也是耗能大户,节能和实施能源替代的潜力巨大, 可以因地制宜地开发利用丰富的风能、太阳能和地热等新能源,弥补油气的消耗。

例如,在风能、太阳能丰富的油田和地区,通过合理规划,适当建立风力发电场和太阳能光伏发电站,提供的电能可以作为油田生产和利用的补充,多余的电能还可以并入电网。我国很多陆上油田都处于地热资源丰富地区, 而且油田公司还有专业的地质钻井队伍,很多废弃的油井都可以转为地热井,地热开发与石油公司的核心业务有很好的匹配性。

对于地热能丰富的油田和地区,大部分的中低温地热资源可以用来采暖和供热, 适宜地热发电的可以用来发电,从而减少油田在生产和居民生活中的油气消耗,将多余的油气应用到其他地区。

目前也有国外石油公司尝试使用太阳能三次采油, 提高成熟油田的采收率,并取得了很好的效果。因地制宜开发新能源的方法在理论上和实践上具有可行性。

以大庆油田为例,其2013 年11 月用电总量为7120×104kW·h,加上地理位置的原因,冬季供暖也是能源消耗大项。大庆地处举世闻名的敖古拉大风口,地势平坦,适合风力发电,大庆风力发电场一期建设规模为装机容量5×104kW,年发电量可超过1×108kW·h, 全部装机30×104kW 完成建设后,年上网电量可达6×108kW·h, 完全可以满足油田的电能消耗。

大庆市地热田面积达180km2,全市利用大庆炼化工业循环废水余热和各采油厂注水站油田回注水余热,使用热泵技术进行大面积集中供热供暖,供暖面积达166×104m2。可以预计,经过合理的统筹规划,结合自身优势,完全可以实现油田内部的耗能自给,也相当于变相增加了油田的油气产量。

③ 建设生物油田、“能量转换站”, 拓展新业务,提供多元化的能源供给。生物燃料是与石油公司能源供应最相近的新能源,燃料乙醇和生物柴油都可以与传统油品混合, 成为能够直接利用的能源。前文已提到,生物燃料制取最大的障碍在于原料的来源与收集, 生物燃料的生产成本中原料占75%以上。石油公司生物燃料的规划,可以以技术突破为保障,以原料供应为基础,将生物燃料生产厂选址在原料生产地,生产的生物燃料直接供给周边地区,多余的生物燃料再通过管网输送到其他地区,缓解油气供应压力,建成“生物油田”。
根据能量守恒定律,能量不能凭空生成, 但可以相互转换。在偏远地区,存在大量风能和太阳能资源,可以考虑建设“能量转换站”,将间歇性的、供应不稳定的风电或光电直接消耗,用以产生氢能或其他易于存储、运输的能源,也不失为一种充分利用能源的方法。

5、结论

① 按照新能源的利用类型, 可以将新能源大致分为两类:一类是油气替代能源,如生物燃料、氢能等;另一类是电能替代能源,主要为新能源代替传统能源产生的电能,如风力发电、太阳能光伏发电、太阳能热发电、生物质发电、地热发电等。

② 绝大多数国际大石油公司已经涉足新能源领域, 正在逐步实现由石油公司向能源公司的转变。目前,大型跨国石油公司涉足的新能源领域主要有太阳能光伏、风能、生物质能、氢能和燃料电池等, 壳牌、BP、雪佛龙等公司在这些领域已经进入商业运作阶段。

不过鉴于全球经济影响、公司投资战略及新能源发展现状等多方面原因,国际大型石油公司对新能源的投资时起时伏,根本上都是以公司盈利为首要目的。

③ 石油公司向能源公司的转变是一个缓慢的过程,现今正处于过渡阶段,全球页岩油气的大好形势又将油气产业推向了高峰。石油公司现阶段应以油气业务为核心,大力发展并广泛关注与自身联系紧密的新能源业务。对新能源的态度,应以“对油气形成补充”为原则。在油区内部,因地制宜地利用新能源,实现油区的“能耗自给”是提高油田产能的有效方法。

(原载:《中外能源》 作者:汪少勇、王社教、阎家泓、黎民  中国石油勘探开发研究院)

 
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