干货科普:石油到底会不会枯竭?真相只有一个!

石油资源终将枯竭,这个说话似乎已经成为常识。不过,为什么几十年前预测现在会枯竭,但是还有很多石油可采?难道石油枯竭是个伪命题? 上世纪90年代末,据石油行业的粗略估计:人类自20世…

石油资源终将枯竭,这个说话似乎已经成为常识。不过,为什么几十年前预测现在会枯竭,但是还有很多石油可采?难道石油枯竭是个伪命题?

上世纪90年代末,据石油行业的粗略估计:人类自20世纪70年代初至2000年间,大约消耗了5000亿~8000亿桶石油,占同期探明储量的85%。因此,石油枯竭论在那个时期被提出,当时,有悲观的行业专家甚至指出,即使可探采的地下石油总储量有少量增加,也仅够人类挥霍80年左右!

然而,石油枯竭论忽略了技术进步和全球经济发展的因素事实上,石油枯竭的可能性,随着科技的发展,可能离我们越来越远。

在技术层面,勘探和开采技术的进步,使得石油开采源不断增加而且更多样,开采效率不断提高,导致可用储量不断增加。上世纪90年代初的行业报告显示,当时的世界石油总储量约为9950亿桶。但到了2017年,根据《BP世界能源统计年鉴(2017年)》的数据,全世界探明的石油储量增加到了17067亿桶,由于探采技术革新,石油可用储量几乎翻了一倍。行业专家开始乐观地认为,石油时代至少将持续2-3个世纪。

在经济发展层面,作为可用性最高的传统能源,石油对人类的作用仍然十分重要。2016年是石油能源利用的高峰年,在五大能源中,当年石油占世界能源总消费量的1/3,全球平均石油消费量达到9655万桶/天,仍是全球消费量最高的能源。按照经典经济学原理,只要石油的需求维持这种高度,甚至持续攀升,油价会维持跌荡-上升的循环通道,进而使得越来越多的地下资源具有开发的经济性。

全球各地区石油开采综合成本,来源:Rystad Energy UCube

综上,假如原油的开采成本和市场价格能长期维持合理的经济性,依靠不断的技术进步,可采石油储量不断增加,人类耗尽地球最后一滴石油的日子,还很远。

但是,人无远虑、必有近忧,从全球能源安全和低碳环保发展的角度,即使石油可采储量不断增加,我们同样要考虑一个关键问题:在石油开采达到某个枯竭点之前,有什么新能源可以替代石油的核心地位?这是我们探讨石油枯竭这一话题的真正价值。

从经济、清洁和可用性、可持续性的角度看,天然气是目前最有可能短期内替代石油的能源。天然气对石油的替代体现在多个领域。在传统运输领域,特别是欧美国家,天然气动力和电动力的新式运输工具,正在替代传统的油动力运输工具。

全球一次能源消费占比,来源: BP, 2017

根据国家能源局、国务院发展研究中心和国土资源部联合发布的《中国天然气发展报告2018》,2017年国内天然气的消费量达到了2386亿立方米(不含港、澳),对全球天然气消费的增量贡献超过了30%,国内用气人口多达3.5亿人!

另外,LNG(液化天然气)作为一种天然气高效储运的方式,在全球保持快速增长。与此同时,LNG作为燃料在更多国家被应用于发电,它的易运输性能也使得许多国家,或无管道、供气不稳定的内陆地区可以用更廉价的成本获取天然气。2017年,国内发电行业消耗天然气427亿立方米,占天然气总消耗量的17.9%,比2016提高了16%。

在LNG应用领域中,先进技术和高端装备的作用明显。压缩机是液化天然气的关键设备,高效、稳定的离心式压缩机使得LNG可以大规模从天然气便宜的卡塔尔、美国和印尼等国家出口到其他国家,也使得中国东部沿海省市享受到更低的气价。

中国的LNG生产装置更多的是临近天然气产区,如:内蒙古鄂尔多斯、塔里木盆地、四川盆地和临近天然气管线。与中东、澳大利亚等国的大型LNG装备相比, 这些LNG工厂以百万方及以下的产能为主,大多属于中小型工厂,主要服务于国内管道覆盖不足地区的用气需求、城市燃气调峰和交通工具,不用于外贸输出,具有其独特性。

考虑到LNG领域工况环境多样,项目中往往需要技术提供者具备丰富工程经验并能够提供全系列先进的产品和解决方案,如全系列的离心式压缩机、往复式压缩机等等。

举例来说,印度尼西亚出口能力为50万吨/年的森康(Sengkang)LNG生产线,西门子提供了四个0.5 MTPA的液化机组,以及从发电、配电到自动化和通信系统的集成解决方案,支持了整体非标准化设备工程的设计,为LNG工厂的运营降低了全生命周期的成本。

除了寻找替代能源之外,成本控制也是应对石油枯竭的有效途径。在维持较低油价的情况下,设法控制企业综合管理支出、运营成本,促使油气相关企业提高运行效率。

说到石油的经济性,就不能不提到石油价格。全球石油的供需关系、石油的可替代性、石油的开采量和开采成本,都和石油价格密切相关。世界上的石油种类有很多种,不同地域、不同岩层的开采成本也是不同的。而石油作为大宗商品,一段时期内,价格指数是相对稳定的,这就决定了只有低成本的开采商才能实现盈利。

石油生产成本情况,来源: Rystad Energy UCube

在石油综合成本结构中,很大一部分是生产(运营)成本,特别在低油价时期。最近几年,如果缺少对新油田的投资,无法改变资本支出在整体油价中的高比例情况,那么降低生产成本,就成为了许多企业努力的主要方向。

在降低生产成本方面,以西门子压缩机为例,设备的适用压力范围广、热效率高,且初始投资少、使用寿命长,对降低油气行业的运营成本具有明显价值。

除压缩机等先进“硬”装备外,在油气行业实现全面的数字化转型升级,采用数字化、智能化和虚拟化技术进行油气产品的全生命周期管理,也是降低综合成本的重要手段之一。数字化技术可以帮助油气行业实现两大目标:提高油气采出率,优化油气生产过程。最终,这将实现产量的最大化和投资的最小化。

其实,西门子在全球已经率先提出了“数字化双胞胎”的解决方案,支持企业进行涵盖其整个价值链的整合和数字化转型,实现虚拟世界与物理世界的贯通。对于油气行业,完整的数字化解决方案是转型升级的关键。

以中石化的青岛炼化公司为例,西门子的自动化、数字化解决方案已经服务这家企业将近十年,从过程控制、安全仪表系统、信息安全到优化控制,西门子的工厂资产全生命周期管理和基于大数据的预防性维护等解决方案,不仅为青岛炼化显著提高了生产的安全性、可靠性、稳定性和灵活性,关键是提高了投资回报率和大幅度降低了生产成本。

在挪威Aker BP的Ivar Aasen海上项目中,西门子的全系列数字化应用也发挥了巨大作用。距离Ivar Aasen海上平台大约1000公里外,双方合作建立了数据驱动的状态监测系统,实时监控设备的运行状态,预测性的发现故障问题,帮助运维团队进行预防性维护,最大限度地减少昂贵的直升机物料运输和现场人工轮班,从而提高系统稳定性、安全性,并降低成本。

在降低成本、提高开采效率方面,根据IEA的预测:数字技术的大规模应用,能让油气生产成本减少10%~20%,让全球油气技术的可采储量提高至少5%!而且,数字化技术不仅只涉及石油开采环节,还整合了天然气开采、油气运输、油气炼化和油气销售等上中下游环节,其能够产生的综合效益更大。

作者系西门子(中国)有限公司 石油与天然气业务:李旭涛、张哲

特别鸣谢:周华博士

作者: admin

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