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宾夕法尼亚州新旧能源竞合场-【新闻】

发布时间:2021-05-28 18:28:54 阅读: 来源:砂浆泵厂家

宾夕法尼亚州:新旧能源竞合场

中国页岩气网讯:由页岩气引发的“能源革命”已席卷全球。而美国宾夕法尼亚州(简称宾州)正是这场“能源革命”的发起地之一。

实际上,除了拥有丰富的页岩气资源外,宾州蕴藏有丰富的煤、气、油等化石能源,这为美国现今的第一强国地位提供了巨大的“动力支持”。

目前,随着美国经济发展以及环境变化的新趋势,宾州在维持传统能源优势的基础上,积极发展新兴能源。无论新能源,还是传统化石能源的研发、使用与遭遇的挑战,都对宾州乃至整个美国能源市场和经济发展产生了一定的影响,也为其他国家的能源发展提供了借鉴。

煤炭基地难复苏

宾州地处美国东部,西北临伊利湖,北和东北接纽约州,东接新泽西州,南连马里兰州,西与俄亥俄州接壤。面积117408平方公里,在50州内列第33位。宾州是美国最初13个州之一,1787年12月12日加入美国联邦,继特拉华州之后第二个承认联邦宪法,成为美国第二个州。宾州是美国历史上很多重要篇章的诞生地,其中宣告美国作为一个新国家诞生的《独立宣言》便出自于此。因其特殊贡献和地理位置,宾州被称为美国的“拱顶石州”。

宾州煤藏丰富,产量仅次于西弗吉尼亚州,居全国第二位,州东北部是美国无烟煤的主要产地。有关宾州煤炭的最早记录出现在大约1752年约翰·伯廷绘制的地图上。1762年第一个无烟煤的记录出现在约翰·詹肯斯所绘制的地图上,七年后无烟煤第一次由戈尔兄弟在他们的铁匠铺里使用。

据计算,宾州拥有储量超过840亿吨的烟煤、大约230亿吨的无烟煤,和总量达1070亿吨的半无烟煤。目前,宾州仍旧拥有总量达760亿吨的煤炭,其中包括640亿吨烟煤和120亿吨无烟煤。更直观地讲,假设宾州未开采之前所有的煤炭资源都在一个宽和长都是一英里,高17英里的木桶里,经过上百年的开采挖掘之后,此木桶目前的高度仍有12英里。可见,宾州煤炭资源丰富,未来仍旧是美国乃至世界源源不断的煤炭产地。

宾州的煤炭主要用于发电,焦炭炼铁,零售销售给小的消费者和其他工业用途。其中,大约77%的煤炭都用于发电,4%的煤炭生产(主要是沥青)用于焦炭制造;零售和商业销售所占比例不足1%,工业用煤占6%左右。除了国内使用,大约12%的宾州煤炭产量用于出口到加拿大和欧洲。未来,用于发电的煤炭量很有可能继续增加而其他用途煤炭量则会比较稳定或者下降,这主要是由于天然气更具竞争优势。一些公共事业公司最近宣布,8%的美国燃煤发电设施已经退役。

将天然气存入地下

宾州和整个阿巴拉契亚盆地是一个“成熟的盆地”,这里已有百年以上的钻探油气活动。到目前,钻探活动主要集中在深达3000到5000英尺的盆地,那里包含有大量的油气资源。2012年12月,美国北达科他州、俄亥俄州和宾夕法尼亚州加在一起石油日产量达到150万桶,超过了伊朗的出口量。

1854年,以美国律师乔治·比斯尔和詹姆斯·汤森为首的投资群体成立了宾夕法尼亚石油公司,这是全世界第一家石油公司。1859年,“石油鼻祖”德里克在西北部的泰特斯维尔用钻井的方法打成世界上第一口油井,开启了近代石油工业的大门,人类历史上的现代石油工业由此诞生。1860年,宾夕法尼亚州出现了第一家大型的炼油厂和第一条石油管道,自那之后,宾州的油田已经生产了14亿桶的原油,这些原油可填满650万个直径40英尺、深4英尺的泳池仍绰绰有余。

宾州的天然气生产已经超过了10700亿立方英尺,存储在上游砂盆岩地下1900英尺到2200英尺之间的天然气,可以为所有宾州的家庭持续供热超过2000年。如今,宾州已形成一个纵横交错的巨大管网线格局。天然气从这些管道运输到各个家庭、工厂,不同的城市甚至全美各地将他们连成一体。一些天然气是从深达8000到9000英尺的地下获得,目前勘探的深度已经达到一万英尺。每年都有更多的油气资源被发现。

目前,宾州的天然气公司正在从事一个重要的活动,那就是天然气的地下存储。在大量的天然气已经被生产出来之后,地下存储就是将天然气运输到具有空隙度、渗透率和能存贮天然气不外漏的岩储层。地下存储天然气可根据实际需求进行天然气供应量的适时调解。目前宾州通过1675口油气井已经供应了88个天然气的存储库。这些储气库大都深埋于地下2000到8000英尺,地表上的唯一标志是压缩机、流量仪表、阀门和管道。储气库的型号大小不一,从单口井的储气库到超过150口井的储气库都有。根据宾州的油气法律规定,除了地下煤层岩石类型之外,所有的岩石层都可进行天然气存储。

页岩气开发镜鉴

“颠覆世界能源版图”“看上去很美”,是世界对美国页岩气开发所做的两种截然不同的结论。那么,美国页岩气的真实图景到底怎样?从宾州页岩气的开发利用过程中管中窥豹,可见一斑。

马赛勒斯页岩是美国分布范围最广的页岩区,覆盖了美国东北部6个州,面积约为24.6万平方公里,但页岩气生产主要集中在宾州。据宾夕法尼亚州立大学的最新研究报告显示,2011年来自于该州马塞勒斯页岩区的天然气产量应该能达到35亿立方英尺/天,比2010年的产量增长逾一倍。该研究报告进一步估计了未来该州的页岩气产量情况,预计到2020年将达到175亿立方英尺/天。据马塞勒斯页岩联盟负责人Kathryn Klaber表示,如果能达到那个产量水平,那么宾夕法尼亚盆地将成为美国最大的天然气供应区,将能满足美国天然气需求的约25%。

然而,与页岩气开发相伴随的一个挑战是其对环境的危害,这引起了包括宾州人在内的广泛关注和质疑。美国未来资源研究所的一项研究以题为《页岩气开发对宾夕法尼亚州地表水质的影响》的论文发表在美国《国家科学院院刊》上。该研究就页岩气开发活动影响地表水质开展了大规模的研究,研究人员在过去11年多的时间内对宾州超过两万处地表水质进行了观测,以评估页岩气开发在2011年对下游水质的影响。文章指出,页岩气开发对地表水质有不利的影响,这主要是通过增加下游流水中两种污染物(氯化物和总悬浮固体物)的浓度产生的。页岩气的开采对环境的潜在影响更令人担忧:一方面是页岩气的开采需要消耗大量的淡水资源;另一方面是页岩气开采过程中产生噪声、废水、废气及其开采事故灾害等引起的环境污染。然而,对于水质污染问题,页岩气的开采商作出了以下反驳:页岩层位于地下数千米深处,注水的位置甚至不会漏气,因此对表层的地下水层完全没有影响;使用的药剂对环境无害,许多对水质污染的担忧只是杞人忧天。而且,美国环境保护署(EPA)也提出了指导标准,要求页岩开采层与地下水层要相隔1英里(1.6公里)以上。

理论上,加注到地下2000~4000米深处的致裂溶液应该影响不到地面,然而,地下存在着大量的断层和裂缝,致裂溶液透过这些裂缝影响着水源。已有报告表明,由于注水管在地表附近断裂造成的泄漏、废液贮槽的泄漏、飓风造成废液池损坏等原因,已出现了地下水和河流受到污染的情况。美国宾夕法尼亚州土地信托协会对马塞勒斯地区43个开采点进行调查的结果(2010年报告)显示,违法情况共有1435件,其中,严重影响环境的违法行为有952件。关于水压致裂引发的环境污染问题,全美共有38起诉讼正在进行。诉讼数量最多的宾州为12起,水压致裂引发环境污染的诉讼遍布全美各地,互联网上登载了大量的具体事例。今后,保护水环境估计会成为宾州乃至全美“页岩气革命”的决定因素。

尽管遭遇一些挑战,美国基本靠私人经济驱动的页岩气研发和开采,由市场掌控供需平衡,可以说在页岩气开发利用方面取得了巨大的成功。美国页岩气的成功,不仅取决于诸多企业长期不懈的努力和不惧怕风险的企业家精神,同时也是联邦和州政府各级行之有效的管理体制下的成果。宾州的监管模式被认为是全美页岩气监管的典范,被业界广为称赞,州政府在页岩气环境监管中的职责和分工,及公有林地上的矿权租赁制度等都对宾州页岩气开发的顺利开展提供良好基础。与页岩气开发相关的政府监管和环境问题,不仅是当前页岩气发展关注的焦点,也是世界各国可以从美国成功经验上学习的主要内容。

新能源解放后的隐痛

宾州环境保护局局长曾在2008年指出,宾州有全美国最进步的替代能源组合标准,确保到2020年所生产的全部能源中的18%来自清洁、高效且先进的能源。

宾州传统上以煤炭储量丰富而著名,现在正积极刺激替代能源项目市场的兴起。根据宾州的发展规划,2008到2018年间,宾州将用在本地生产的替代资源(例如乙醇和生物柴油等)取代34亿公升传统运输燃料,这相当于2017年后预计由波斯湾出口到宾州的燃料数量。美国第一座煤炭气化液化厂目前正在宾州东北地区兴建。此设施利用废煤每年生产1.51亿公升的清洁燃烧柴油。宾夕法尼亚州政府为支持此项目而作的努力是史无前例的,它与民间工业一起建立一个几乎购买全部产品的燃料财团。宾州将以显著低于目前市场价值的价格将其供应期限锁定为大约10年,从而确保该工厂有一个长期可行的市场。除此之外,宾州对新能源汽车的使用者给予优惠,这些优惠包括给予新能源汽车停车的便利、免收高速公路通行费、对电动汽车充电的电价给予折扣、对新能源汽车的保险金额给予优惠等。

宾州太阳能产业发展曾一度突飞猛进。这主要得益于宾州政府的刺激政策。根据可再生能源发展国家奖励数据库显示,宾州政府为刺激行业发展,直接为太阳能电力用户提供每瓦0.75美元的激励补助。这使得投资者将宾州列为最有回报价值的州之一。根据美国实验室一项开放式光伏调查报告显示,截至2011年年底,宾州有2434个太阳能项目发电,排在加州、新泽西州之后位列第三,发电量大约为38.5兆瓦,足以满足5800户的电力需求。不过,过高的补贴会影响民众的消费能力,减少投资可用资产。2011年5月,宾州参议员Chris Ross指出,随着太阳能电力的不断发展,公用事业局需要付出的回购太阳能电力的开支会越来越大,政府财政将难以为继。此外,行业起伏不定的发展全是仰仗于高额的太阳能贷款,太阳能贷款的需求减少会令宾州的太阳能装置更难取得融资。

到2012年结束,宾州未入围2012年美国各州光伏装机量前十排行榜。这主要是因为单独公共事业级项目被删除——成本高昂是被删除原因之一,使得其装机量大幅下滑。

不过,2013年3月,宾州环境保护部门宣布已获得联邦融资机构提供的725万美元资金,该项资金将用于重新启动太阳能退税项目。目前该项资金规模已足够为所有等待中的电站项目提供退税,预计今年年项目安装量将新增400个。这或许将使宾州的太阳能市场发展再次驶向高速路。

(作者分别系中国社会科学院美国研究所经济研究室助理研究员;北京市顺义区委党校讲师)

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