隨著科技的發(fā)展,從零售業(yè)到制造業(yè),再到交通系統(tǒng),各行業(yè)接二連三地發(fā)生著天翻地覆的變化。但如果論及受影響程度最深的行業(yè),結(jié)果恐怕出人意料:石油、天然氣及電力等傳統(tǒng)能源行業(yè)赫然在列。
創(chuàng)新科技顛覆能源行業(yè)
過(guò)去十年間,創(chuàng)新科技已經(jīng)顛覆了能源行業(yè)。以頁(yè)巖氣革命為例,通過(guò)反復(fù)研究,工程師們逐漸掌握了——如何在垂直鉆探的基礎(chǔ)上,把鉆頭橫向沿著頁(yè)巖裂縫延伸,隨后將壓裂液注入裂縫進(jìn)行液壓碎裂——這一系列的技術(shù)。許多美國(guó)公司在2005年左右開(kāi)始(借助水平鉆井和水力壓裂兩種技術(shù))大力開(kāi)采,使得頁(yè)巖氣產(chǎn)量在天然氣總量中的占比上升;頁(yè)巖油的產(chǎn)量也大幅上升。技術(shù)手段的革新促進(jìn)了油價(jià)的下降(從2008年7月的每桶145美元降至如今每桶約46美元),而且儲(chǔ)備量的上升使得油價(jià)變化更貼近市場(chǎng),并削弱了歐佩克組織對(duì)全球油價(jià)的影響力。
如今,數(shù)據(jù)科學(xué)、自動(dòng)化等新技術(shù)再一次重塑能源行業(yè)。這種轉(zhuǎn)變不僅包括能源公司生產(chǎn)率方面的提升,還包括能源產(chǎn)品的輸送方式。以電力公司為例,新的電力行業(yè)將變得去中心化、更加的“用戶友好”,而且能夠整合多種不同的能量來(lái)源,并將其轉(zhuǎn)化輸送到可靠性極高的電力網(wǎng)絡(luò)中。在接下來(lái)的幾年,能源儲(chǔ)量將越發(fā)充足,價(jià)格將變得低廉,而且應(yīng)用效率將極大提高。
但這條轉(zhuǎn)型之路并非一帆風(fēng)順。對(duì)于經(jīng)濟(jì)十分依賴傳統(tǒng)能源的國(guó)家(如俄羅斯、海灣國(guó)家、委內(nèi)瑞拉)而言,國(guó)內(nèi)局勢(shì)會(huì)因?yàn)槟茉崔D(zhuǎn)型而產(chǎn)生動(dòng)蕩。自動(dòng)化技術(shù)將取代絕大多數(shù)低技術(shù)水平勞動(dòng)者。此外,廉價(jià)的化石燃料將使得控制碳排放以減緩全球變暖的努力難上加難。
新一輪的能源革命包括三種趨勢(shì):復(fù)雜系統(tǒng)的管理方法更加智慧、數(shù)據(jù)分析更加精妙以及自動(dòng)化。
在第一種趨勢(shì)下,能源公司面對(duì)復(fù)雜多變的地理環(huán)境依然能夠保持高效的開(kāi)采率。大約15年前,人們就在想象是否會(huì)出現(xiàn)能夠探尋深層水域(如墨西哥灣)石油儲(chǔ)量的新技術(shù)。石油、天然氣公司急于開(kāi)采這些資源,因此對(duì)上述技術(shù)的需求也日益強(qiáng)烈,然而新技術(shù)的成本居高不下。2014年左右,由于新的深層水域開(kāi)采項(xiàng)目成本過(guò)于高昂,即便當(dāng)時(shí)的油價(jià)接近100美元/桶,但仍有許多公司破產(chǎn)。截至2015年1月份,原油價(jià)格跌至每桶不到50美元。許多該類型的項(xiàng)目已經(jīng)擱置。
開(kāi)采項(xiàng)目擱置之后,石油、天然氣公司想方設(shè)法削減開(kāi)采成本,并重新思考了工程系統(tǒng)的管理模式。首先,針對(duì)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行精簡(jiǎn)化、標(biāo)準(zhǔn)化處理,使得整個(gè)鉆探生產(chǎn)過(guò)程更易被復(fù)制,邊際成本降低。其次,借鑒其他項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)。以殼牌石油公司為例,公司嘗試把頁(yè)巖開(kāi)采過(guò)程中的水平鉆井技術(shù)應(yīng)用到深層水域開(kāi)采項(xiàng)目。隨著創(chuàng)新技術(shù)得到應(yīng)用,新的深層水域開(kāi)采項(xiàng)目的平均保本價(jià)已降至40~50美元/桶(墨西哥灣地區(qū))。雖然油價(jià)保持較低水平,但針對(duì)項(xiàng)目的投資卻再次增長(zhǎng)。僅2016至2017年上半年就有10個(gè)深層水域開(kāi)采項(xiàng)目得到批準(zhǔn)。
不單單是石油行業(yè),電力行業(yè)也受益于更加智慧的管理模式。過(guò)去幾十年里,中心化的基載電廠占據(jù)行業(yè)的主流位置。而過(guò)去的二十年里,政府加大對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能的補(bǔ)貼,并推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目。政府希望借此使國(guó)家能源結(jié)構(gòu)變得更加多樣化,創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì),同時(shí)減少碳排放量;但由于這些新能源項(xiàng)目的數(shù)量太少,其實(shí)際影響遠(yuǎn)未達(dá)到政府預(yù)期。
如今,隨著新能源項(xiàng)目成本的大幅下降,其市場(chǎng)占比穩(wěn)步上升,政府當(dāng)初的設(shè)想有望成為現(xiàn)實(shí)。在德國(guó),風(fēng)能和太陽(yáng)能的市場(chǎng)份額在能源結(jié)構(gòu)中約占30%;在夏威夷,兩者的份額達(dá)到近45%。但由于傳統(tǒng)設(shè)備沒(méi)有及時(shí)更新?lián)Q代,許多新能源產(chǎn)生的電力被白白浪費(fèi)。今年3月份,美國(guó)加州的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商暫時(shí)停止部分新能源發(fā)電項(xiàng)目(相當(dāng)于80千兆瓦時(shí)的電力),因?yàn)樵械碾娏W(wǎng)絡(luò)無(wú)法承擔(dān)太陽(yáng)能在下午時(shí)段的驟增。在得克薩斯州,當(dāng)風(fēng)力非常強(qiáng)的時(shí)節(jié),電價(jià)偶爾會(huì)變?yōu)樨?fù)值(即電力公司付錢讓民眾使用它們生產(chǎn)的電),因?yàn)槿藗儾⒉恍枰敲炊嗟碾姟D切](méi)有隨這股浪潮改進(jìn)自身的公司則前景堪憂。以現(xiàn)在德國(guó)市值排名前四的電力公司為例,這幾家公司十年前的市值約為現(xiàn)在的三倍。這主要是因?yàn)殛惻f電力系統(tǒng)成本支出變成了這些公司無(wú)法脫身的泥沼,而且政府對(duì)新能源的扶持過(guò)于慷慨。
新能源項(xiàng)目?jī)H僅是這股轉(zhuǎn)型浪潮中的一部分。在未來(lái)的幾年中,電力公司還將面對(duì)另一挑戰(zhàn)——“微電網(wǎng)”。這種去中心化的電力網(wǎng)絡(luò)最早是由于用戶(如美國(guó)軍隊(duì))需要而誕生的。對(duì)于軍隊(duì)來(lái)說(shuō),可靠性高于一切。即使主力電網(wǎng)癱瘓,軍隊(duì)基地依然要維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外,微電網(wǎng)也將廣泛應(yīng)用在學(xué)校、醫(yī)院等地方,在提供穩(wěn)定電力能源的同時(shí),還能利用發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄能源為建筑制冷(或保溫)。
包括燃料電池和電池儲(chǔ)存系統(tǒng)在內(nèi)的新技術(shù),在更精巧的軟件支持下,逐步發(fā)展出一種更小范圍的電力系統(tǒng)——“納米電網(wǎng)”(nano-grids);“微微電網(wǎng)”(pico-grids)則可能是下一階段。當(dāng)越來(lái)越多的民眾對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴程度不復(fù)往昔,政策制定者和電力公司需要設(shè)想新的監(jiān)管體系與商業(yè)模式。美國(guó)紐約州政府已經(jīng)積極投身這場(chǎng)轉(zhuǎn)型浪潮,鼓勵(lì)企業(yè)投資、研發(fā)去中心化的電力系統(tǒng);但目前還沒(méi)有詳細(xì)的方案能夠回答“如何將新的電力網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)整合到一起”這個(gè)問(wèn)題。
第二項(xiàng)創(chuàng)新趨勢(shì)是更加優(yōu)化的數(shù)據(jù)分析。石油公司已經(jīng)開(kāi)始利用復(fù)雜的算法來(lái)分析處理大批量的數(shù)據(jù),從而更有效地找尋石油、天然氣資源,以及管理生產(chǎn)環(huán)節(jié)。2017年4月,英國(guó)石油公司發(fā)表聲明稱,借助數(shù)據(jù)分析手段,他們?cè)谀鞲鐬车默F(xiàn)有油田中又探明了相當(dāng)于200萬(wàn)桶原油的儲(chǔ)量。過(guò)去需要一年時(shí)間才能處理完畢的數(shù)據(jù)現(xiàn)在僅需幾周時(shí)間,再加上云計(jì)算,石油公司可以推演出一座油田上百萬(wàn)種的發(fā)展路徑。擺在石油公司面前的選項(xiàng)越多,對(duì)于前期試探性開(kāi)采的投資也就越少,成本大大節(jié)約。此外,石油,乃至整個(gè)能源行業(yè)還利用數(shù)據(jù)分析來(lái)預(yù)測(cè)設(shè)備是否臨近養(yǎng)護(hù)期限。通過(guò)分析設(shè)備的歷史數(shù)據(jù),在其發(fā)生損壞之前就進(jìn)行預(yù)處理。
第三項(xiàng)(也是最重要的)創(chuàng)新趨勢(shì)是自動(dòng)化。在那些位于深海區(qū)域的油田,機(jī)器人已經(jīng)承擔(dān)起許多危險(xiǎn)任務(wù),如在鉆探開(kāi)采期間連接管道。而且,不少公司正在研發(fā)能夠長(zhǎng)期處于海底的機(jī)器人,讓它們可以時(shí)刻檢測(cè)海底的管道和設(shè)備。盡管在某些關(guān)鍵崗位上,人力依然不可取代(如需要做出復(fù)雜的決策),但自動(dòng)化機(jī)器人足以勝任其余崗位。根據(jù)麥肯錫的一項(xiàng)研究,在未來(lái)十年里,石油與天然氣公司將會(huì)雇用更多的數(shù)據(jù)學(xué)家,而不是地理學(xué)家。
如何應(yīng)對(duì)能源轉(zhuǎn)型
在未來(lái),更加優(yōu)化的數(shù)據(jù)分析和自動(dòng)化技術(shù)可以更有效地調(diào)度可再生能源。然而,這同樣會(huì)產(chǎn)生新的問(wèn)題:政府無(wú)法像過(guò)去一樣履行其職能,比如安全監(jiān)管。日趨復(fù)雜的系統(tǒng)讓傳統(tǒng)監(jiān)管行為顯得無(wú)比笨拙。因此,監(jiān)管者需要努力追趕行業(yè)的進(jìn)化速度。挪威的石油和天然氣公司,或者美國(guó)核工業(yè)的監(jiān)管體系都是很好的借鑒對(duì)象。
能源行業(yè)的轉(zhuǎn)型對(duì)全世界來(lái)說(shuō)是利好消息,但全球的政治、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境各方面形勢(shì)也都將發(fā)生深刻改變,政策制定者及商界領(lǐng)袖需要謹(jǐn)慎對(duì)待隨之而來(lái)的沖擊。
石油等傳統(tǒng)能源的價(jià)格長(zhǎng)期走低無(wú)疑將削弱出口國(guó)的經(jīng)濟(jì)、地緣政治影響力。這些國(guó)家無(wú)法對(duì)此坐視不理,紛紛主動(dòng)出擊。去年,沙特阿拉伯發(fā)布了《2030展望》,希望減少國(guó)家對(duì)石油的依賴,擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)多樣性。例如,沙特政府計(jì)劃在沙特阿美石油公司的首次公募(IPO)中出售約5%的股份,以期向多業(yè)態(tài)的全球工業(yè)集團(tuán)轉(zhuǎn)變。但這些舉措面臨重重阻礙,能否成功落實(shí)依然是個(gè)未知數(shù)。俄羅斯的改革之路也不平坦。大約十年前,只有當(dāng)原油價(jià)格在100美元/桶的時(shí)候,俄羅斯政府才能平衡其預(yù)算。而從現(xiàn)在到2019年,俄羅斯政府希望實(shí)現(xiàn)當(dāng)油價(jià)為40美元/桶時(shí)也能平衡預(yù)算的目標(biāo),即便目前政府35%的收益依然來(lái)自碳?xì)浠衔铩F渌绨哺缋⒛崛绽麃喌葒?guó)家無(wú)法進(jìn)行有效的改革,國(guó)際油價(jià)下跌也因此加劇了國(guó)家內(nèi)部的動(dòng)蕩局勢(shì)。不過(guò),恰當(dāng)?shù)呢?cái)政監(jiān)管以及一個(gè)對(duì)外部投資更為友好的營(yíng)商環(huán)境或許可以幫助這些國(guó)家接觸到行業(yè)內(nèi)最前沿的技術(shù),并在國(guó)際能源市場(chǎng)上擁有一席之地。
在美國(guó),能源革命將對(duì)就業(yè)及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。以電力行業(yè)為例,其對(duì)天然氣和其他可再生能源的依賴已經(jīng)遠(yuǎn)非煤炭可比。2007~2016年,煤炭在電力生產(chǎn)中的占比從近50%降至30%左右,許多與煤炭相關(guān)的工作已經(jīng)消失。美國(guó)社會(huì)還沒(méi)有一場(chǎng)關(guān)于現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)中就業(yè)情況如何變化的大討論,但能源行業(yè)見(jiàn)證了這場(chǎng)轉(zhuǎn)型,應(yīng)對(duì)措施也十分到位。比如,能源公司積極探索對(duì)員工進(jìn)行職業(yè)教育,讓他們能夠熟練操作自動(dòng)化系統(tǒng)。得州農(nóng)工大學(xué)(TexasA&MUniversity)特別為地理空間技術(shù)專業(yè)開(kāi)設(shè)了碩士課程,為石油、天然氣工種提供知識(shí)儲(chǔ)備。
氣候變化依然是需要集全球之力來(lái)應(yīng)對(duì)的頭等大事。根據(jù)最新的評(píng)估,全世界的碳排放量需要減少80%才能減緩,并最終阻止全球氣溫上升。而從近二十年的各種峰會(huì)和磋商的結(jié)果來(lái)看,這絕非易事。此外,與傳統(tǒng)化石燃料相比,可再生能源的價(jià)格絲毫沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),即便后者的碳排放量更低。問(wèn)題的解決方案在于加大對(duì)創(chuàng)新技術(shù)的投資——近十幾年,私人部門對(duì)能源技術(shù)的研發(fā)投資上升顯著,但發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面的表現(xiàn)一般。
技術(shù)革新的成果正逐步惠及普通消費(fèi)者。從2008到2014年,受益于能源價(jià)格下降,美國(guó)家庭平均每年可以節(jié)省超過(guò)700美元。能源政策不應(yīng)該只側(cè)重保證資源的供應(yīng)量,政策制定者更需要考慮:當(dāng)資源變得充足且廉價(jià)之后,該如何應(yīng)對(duì)它的后續(xù)影響。
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