金之鈞（中國科學院院士、頁巖油氣國家重點實驗室主任）擔任2019影響力峰會“預(yù)見科技未來”發(fā)布人

1月5日，由中國日報網(wǎng)和網(wǎng)易新聞共同主辦的“2019影響力峰會——預(yù)見未來”在北京舉辦。中國科學院院士、頁巖油氣富集機理與有效開發(fā)國家重點實驗室主任金之鈞在峰會上預(yù)見科技未來主題演講環(huán)節(jié)以“科技創(chuàng)新決定能源行業(yè)未來”為主題發(fā)表演講。他表示石油與天然氣資源可滿足全球供應(yīng)一百年以上，頁巖油氣則是未來重要的油氣資源類型。

他通過數(shù)據(jù)展示了頁巖革命如何改變?nèi)藗儗τ蜌赓Y源稀缺性的認識。頁巖油氣資源豐富，是未來油氣開發(fā)利用的重要領(lǐng)域。而中國在政策支持到位和市場開拓順利情況下，2020年左右頁巖氣產(chǎn)量可以確保達到200億方，2030年產(chǎn)量可以力爭達到800-1000億方，占全國總產(chǎn)量30%以上。

但是要想實現(xiàn)這樣的目標，中國面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

中國的頁巖油氣資源最主要的產(chǎn)地是在四川、重慶一帶，頁巖油氣資源埋藏較深，對勘探開此技術(shù)的要求極高，要實現(xiàn)打的準、壓的開、產(chǎn)的出，還要環(huán)保并且有效益并不容易。中國的頁巖油擁有巨大的開發(fā)潛力，探明的儲量就有200億噸。

他認為，頁巖油開發(fā)是中國確保兩億噸石油安全紅線的希望所在，但是要實現(xiàn)頁巖油的開采，地下的加熱技術(shù)以及近臨界水地下原位裂解技術(shù)成為技術(shù)的關(guān)鍵，在這個過程當中要研究固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三相共存的情況下，在孔隙和裂縫介質(zhì)相互作用下的滲流機理，并且涉及到物理過程、化學過程以及數(shù)學計算和模擬，還包括材料科學和防腐的工作，整個過程的挑戰(zhàn)是巨大的。

金之鈞希望社會各界能夠關(guān)注這項技術(shù)，參與這項技術(shù)的研發(fā)。他認為，這是中國油氣安全的未來和希望。

以下為現(xiàn)場實錄：

金之鈞：

各位來賓，女士們、先生們：

大家上午好！

很高興有機會和大家來分享我個人和我的團隊對能源科技領(lǐng)域所掌握的一些發(fā)展態(tài)勢以及對未來能源產(chǎn)生影響的一些科研成果。我講的題目是“科技創(chuàng)新決定未來能源行業(yè)的態(tài)勢”，實際上也可以叫“引領(lǐng)”。

在SCIENCE雜志125周年創(chuàng)刊的紀念活動中他們提出了在未來幾十年內(nèi)人類要面對和嚴肅回答的125個科學問題，其中前25個就是在這個表上所羅列的被認為是最最重要的問題。第24個問題講的是“什么時間用什么能源來替代石油”，我今天的報告要從這里說起。

從當前到2050年，油氣是全球最為重要的一次能源類型。在2017年全球一次能源當中石油占34.2%，是第一能源，現(xiàn)在我們處在石油時代，接下來是煤炭和天然氣，非化石能源占14.8%，數(shù)字都標在這里，就不一一念了，2016年的數(shù)據(jù)大家可以去對比分析，值得一提的是非化石能源，2017年比2016年還降低了0.2個百分點，其主要原因是由于油價的下跌對它發(fā)展的抑制作用，大量地用石油。中國的情況是另外一個圖景，我們是以煤為主的一次能源結(jié)構(gòu)，2017年是占59.1%，石油占20.7%。接下來是非常規(guī)能源，占13.2%，比2016年增長0.2個百分點。天然氣占到7%，所以下一步國家的能源戰(zhàn)略是大力發(fā)展天然氣。

2040年是什么樣的圖景呢？大家可以看到在一次性能源結(jié)構(gòu)當中，石油、天然氣和煤炭仍然是最主力的能源，占76%；非常規(guī)，也就是說可再生能源從2016年到2040年在能源結(jié)構(gòu)中增長了9個百分點，達到24%，

2050年的圖景有所變化，特別是可再生能源，也就是說非化石能源，用過去可再生能源署的預(yù)測，大概占一次性能源結(jié)構(gòu)當中的1/3，實際上化石能源還是占50%以上，所以這樣的一個預(yù)測應(yīng)該說在目前階段是普遍的行業(yè)的共識。

我們的問題是，在未來需要這么多的油氣，我們的油氣資源能不能滿足人類的供應(yīng)？很長時間內(nèi)油氣是稀缺的資源，不可再生。有一組數(shù)字，左側(cè)是到此為止全球一共所發(fā)現(xiàn)的石油和天然氣儲量，可供人類持續(xù)開采50年以上，右側(cè)兩列是分別列了未待開發(fā)的石油和天然氣量，可供人類使用100年以上，特別是我用不同顏色標出來的頁巖油和頁巖氣，這是我們現(xiàn)在全球都在關(guān)注的一種新型的油氣資源，是我們未來的希望。

什么叫頁巖油、頁巖氣？這個剖面圖上下部展示的是深層石油和天然氣的巖層所含的石油和天然氣，就把它叫頁巖油和頁巖氣，最大的不同是巖石致密，像我們用的磨刀石很硬，這個孔隙放大了一萬倍，也就是說是納米級的孔隙，從十個納米到幾百個納米不等，是有機孔和無機孔構(gòu)成的，用常規(guī)的石油天然氣的開采技術(shù)，無法把這一類石油和天然氣開采出來，必須經(jīng)過特殊的開采技術(shù)，是什么樣的開采技術(shù)呢？這一張動畫片展示了主體的頁巖油和頁巖氣的勘探開發(fā)技術(shù)，打一個垂直井，再拐個彎，打水平井，水平井打完之后還要分段把巖石壓碎，就是人工壓裂產(chǎn)生裂縫，所以頁巖油巖層也可以稱之為人工油氣層。在致密巖石當中吸附或存在的游離狀態(tài)存在的頁巖油和頁巖氣就可以滲流出來，可以隨著主通道采出來，這個技術(shù)是發(fā)源于美國。

由于這樣一個技術(shù)的成功，大家看到這兩張圖，同時對美國南部的，美國地質(zhì)調(diào)查局的評價，2008年到2011年資源量增加了43倍，北部的巴肯盆地頁巖油的評價從最初到最近的評價，資源量翻了53倍，所以過去我們認為油氣是稀缺資源，這樣一個常識已經(jīng)顛覆了，油氣是非常豐富的。

這是全球的頁巖油、頁巖氣的一張資源評價和分布圖，中國也在其中，全球有4190億桶頁巖油資源量和12631桶當量的頁巖氣的資源量，中國頁巖油在全球排第三位，頁巖氣根據(jù)美國的評價排第一位，我們自己的專家并沒有這么樂觀，一會兒我會提到這組數(shù)據(jù)。

中國油氣工業(yè)有怎樣的資源潛力與油氣產(chǎn)量？去年天然氣的產(chǎn)量是1487億立方米，不到1500億立方米，原油的產(chǎn)量是1.92億噸，由于油價的下跌，我們從2.14億的高峰已經(jīng)有所下降，所以我們的進口量在持續(xù)增加，對外依存度也在持續(xù)增加，石油和天然氣的安全已經(jīng)引起了中央、國務(wù)院的高度重視，這是這三個表格，列出來的是我們已經(jīng)探明的石油和天然氣儲量，以及待發(fā)現(xiàn)的石油資源量和天然氣資源量，標有另外顏色的就是中國的頁巖油資源量和天然氣的資源量，這是我所在的中國石化勘探開發(fā)研究院的團隊評價的。

這張表列出來的是不同結(jié)構(gòu)對中國頁巖氣潛力資源的分析和資源量的計算，可以看到目前的認識分歧還很大，所以摸清頁巖氣的家底對我們還是一項重要的任務(wù)，但是不管怎么說，中國頁巖氣的潛力巨大。我們的目標是到2020年，確保頁巖氣的產(chǎn)量200億方，到2030年能夠達到800-1000億方，占那個時候中國天然氣產(chǎn)量的1/3左右，30%以上。

根據(jù)這樣一個目標，我們面臨著巨大的挑戰(zhàn)，中國頁巖油氣最主要的產(chǎn)地是在四川、重慶一帶，就是我們地質(zhì)上講的四川盆地，以及中國廣大的南方地區(qū)，埋深4000-5000米，這個目的層只有10米到30米的厚度，水平段要打水平井，水平段要打到1500-3000米的深度，再進行20-30段的壓裂，要打的準、壓的開，產(chǎn)的出、環(huán)保還要有效益，這張圖上最左側(cè)的圖就是為了確保地下打的準的地質(zhì)導(dǎo)向和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)，相當于地下導(dǎo)彈的制導(dǎo)技術(shù)。中間這個是三千馬力的壓裂車，在四千、五千米的深度把巖石能夠壓碎，中間這張圖是我們在一個平臺上所設(shè)計的多口井產(chǎn)出的設(shè)計模型，為的是提高單井的產(chǎn)量，能夠有效益，最后一張圖在整個開發(fā)當中要確保環(huán)保。

說到頁巖油，我們的資源量也非常豐富，有200億噸，和常規(guī)的石油資源量是相當?shù)?，目前主要分布在四大盆地，像大慶油田所在的松遼盆地、勝利油田所在的渤海灣盆地、延長石油所在的鄂爾多斯盆地，以及新疆油田所在的準噶爾盆地，是我們下一步頁巖油的主要產(chǎn)出區(qū)。目前工作目標是到2020年能夠獲得商業(yè)突破，也就是說在油價60-80美元每桶的情況下我們能夠盈利。2030年能夠達到500-1000萬噸，這是我們國家確保兩億噸石油安全紅線的希望所在，但是這一套地層也和美國的地層不一樣，我們主要是在古湖泊環(huán)境下形成的一套陸相地層，黏土含量高，清水壓裂技術(shù)不太適用這套地層。 另外這里形成的原油成熟度低、黏度大、流動性差，不容易流動，地層的能量也偏弱，所以要實現(xiàn)這樣一個頁巖油的開采，地下的加熱技術(shù)或者近臨界水地下原位裂解技術(shù)成為技術(shù)的關(guān)鍵，加熱又分電加熱、流體加熱、輻射加熱、燃燒加熱等等，而在這個過程當中我們還要研究固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三相共存的情況下，在孔隙和裂縫介質(zhì)相互作用下的滲流機理，這其中還涉及到物理過程、化學過程以及數(shù)學計算和模擬，還包括材料科學和防腐的工作，整個的挑戰(zhàn)是巨大的。歡迎社會各界能夠關(guān)注這項技術(shù)，參與這個技術(shù)的研發(fā)，這是中國油氣安全的未來和希望。

對于油氣開發(fā)來說，技術(shù)進步是關(guān)鍵：從資源擴張型向降本增效型轉(zhuǎn)變。我們的油氣資源是豐富的，關(guān)鍵的問題是能不能夠給人類提供廉價的油氣，也就是說我們石油行業(yè)、天然氣行業(yè)目前的科技正面臨著一個重大的轉(zhuǎn)折，也就是從以往的資源擴張型的科技進步到今后的降本增效型科技的轉(zhuǎn)折期。左側(cè)這張圖統(tǒng)計了自1900年以來人類對油氣的重大發(fā)現(xiàn)，主要是從陸上到海上，從常規(guī)地區(qū)到極地地區(qū)（北極）。從陸上淺層到深層，從海上淺水到深水，科技進步是以擴大油氣資源為特征的，例如，剛才講的頁巖油氣。而未來的科技特征將是以降本增效、提供廉價的油氣作為今后科技發(fā)展的重要方向。右側(cè)這張圖反映的是美國三年來頁巖油開發(fā)的成本降低情況，大家可以看到通過技術(shù)進步，三年的時間它的成本降低了40%，可以預(yù)計的是，通過進一步的技術(shù)進步，還可以再降低40%。在今天開會之前，網(wǎng)易的領(lǐng)導(dǎo)問我說未來的油價是什么情況，油價是不可預(yù)測或者很難預(yù)測的，但是高油價的時代我想可能會中止一個段落，在今后能看得見的時間應(yīng)該以中低油價時期為主。

計算機技術(shù)剛才鄔院士作了一個非常精彩的報告，我們行業(yè)十分關(guān)注著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，以及對我們行業(yè)帶來的推動作用，今后十年的時間，這些技術(shù)會重塑石油工業(yè)的未來，會大大地降低我們的管理成本、生產(chǎn)成本，為人類提供更加廉價的油氣。

能源演進過程當中，人類走過了木炭的時代、煤炭的時代、石油的時代，現(xiàn)在很快要進入天然氣的時代，未來用什么能源替代石油成為第一能源，我現(xiàn)在回答這個問題，就是大約在2050年前后，天然氣將超過石油，成為人類一次能源結(jié)構(gòu)當中的第一能源，人類進入天然氣時代。

現(xiàn)在的清潔能源技術(shù)發(fā)展非常迅速，成本降低得非?？?，在右側(cè)這一欄里展示的是近幾年太陽能發(fā)電的競標成本報價，在去年中國歡歡樂樂過春節(jié)中，阿聯(lián)酋報出最低價，每千瓦時發(fā)電成本1.78美分，右側(cè)圖展示的是中國和美國在不同時代太陽能發(fā)電、風能發(fā)電、煤炭發(fā)電和天然氣發(fā)電的一個競爭態(tài)勢，大家可以看到不論是中國還是美國，大概在2030年前后，這幾駕馬車可以并舉，太陽能發(fā)電將具有和煤炭發(fā)電同等的成本競爭優(yōu)勢。

核聚變研發(fā)的路線圖，是李建剛院士提供的，我們參加全球最大的項目叫ITER工程，2020年前后會在實驗室建成實驗堆，2030年前后會建成工程堆，2050年前后有望實現(xiàn)商業(yè)化，一旦這個技術(shù)獲得成功，人類核電的資源將取之不盡用之不竭，并且安全可靠，因為它沒有放射性。

也有科學家認為氫能是未來的終極能源，這是世界氫能理事會所做的2030到2050年的一個路線圖，到2050年，氫能在能源結(jié)構(gòu)當中的占比將達到18%，減少二氧化碳的排放量將達到60億噸，創(chuàng)造三千萬個就業(yè)崗位和2.5萬億美元的收入。這是它在交通行業(yè)、工業(yè)能源、建筑供熱和氫能發(fā)電的一個路線圖。

原創(chuàng)性的理論和顛覆性的技術(shù)往往是不可預(yù)測的：科技進步是經(jīng)濟增長的主要驅(qū)動力。剛才各位經(jīng)濟學家給我們提供了一個豐富的大餐，我想說的是在整個議論的過程當中缺少了對科技的關(guān)注，下面這個圖是油價這些年來的波動圖，大家知道最大的這一次波動是2008年，美國能源危機、經(jīng)濟危機所帶來的，實際上那一年我剛好在哈佛商學院進修，美國人的反思是認為科技進步?jīng)]有跟上而給經(jīng)濟帶來的影響。

最后是我的小結(jié)，我20分鐘講了幾個主要的觀點，我的時間已經(jīng)到了，不一一重復(fù)了，最后感謝各位院士、教授、高工和工程師對我整個研究工作的支持、知識的分享、資料的提供和最后多媒體的完善，謝謝大家。