BP的长期技术观

大卫·艾顿

在未来能源的判断和应用中，持续而精准的技术评估不仅是企业决策的依据，也将影响着整个社会的走向。

每隔一段时间，BP公司就会对技术发展趋势做出分析，以寻找经济发展新机遇和面临的威胁。这些“长期技术观（LTTV）”是对技术潜力的深层次、全行业评估，而非宏观经济预测。

我们的首次技术趋势评估发生在2005年。当时，石油价格已达每桶55美元，而所有的关注目光都集中在《京都议定书》的执行上。

我们的长期技术观对世界做出了以下预测：

·石油和天然气的资源基础可以扩大，从而满足日益增长的需求，技术重点是提高采收率，扩大非常规资源。

·油气资源转化为产品的灵活性将会增加。

·出于对气候变化的担忧和控制措施的实施，低碳能源的需求将会增加。

针对以上判断，BP公司从一定程度上调整了自己的战略和技术投资，包括进军非常规资源和替代能源领域。

我们在2009年对技术观进行了更新，将目光转向了下游领域。调研发现，与电气化相比，利用混合动力等技术提高发动机效率以及发展生物燃料将会成为减少交通运输业碳足迹的最佳途径。

那么自2005年以来都有哪些发展呢？我们以前的技术观都得到了印证，但是还有一些领域的发展超乎我们的预期：

·石油价格上涨超过每桶100美元，能源成本迅速膨胀：例如深水钻井设备的日租赁费用已翻了三番，超过了50万美元一天。

·我们及前辈都低估了页岩气和致密气的发展前景，它们目前已占到BP在美国天然气产量的40%左右。

·对低碳能源的政策支持并没有像我们预期的那样快。虽然很多国家都推出了温室气体减排措施，但决策者主要将注意力集中在其他挑战上，如2008年爆发的全球金融危机的影响以及国家安全。

·在替代能源领域，我们扩大了生物燃料的业务，却退出了氢能和太阳能，因为我们无法看到一种可行性的业务模式。我们在美国的陆上风电业务是盈利的，但作为技术主管，我认为我们的技术优势微不足道。

我从这些经验中还总结出了以下观点：

·首先，最明显、最基本的挑战是能源勘探与生产中的安全问题，这对于维持能源产业的运转至关重要。

·其次，技术在整个能源行业都得到了提升，有些还极大地降低了生产成本。

·第三，对于特定技术的开发和使用，有些地方或区域拥有很大的优势。

在过去的研究和经验基础上，BP最新的长期技术观展望了2050年之前的技术对能源系统的潜在影响。下面我就介绍一些关键的全球能源发展动向，并重点讲一讲BP最熟悉的石油和天然气领域。

能源资源

我们的分析表明能源资源并不匮乏——目前通过技术可获得的资源十分丰富，可以满足2050年之前全球的能源需求，不过供应成本是一个问题。

在石油和天然气方面，已发现的原始地层原油和天然气的油当量已达到45万亿桶，其中大部分都是陆地能源，目前已开采出的有1.7万亿桶油当量。过去10年间，能源领域最重要的发现是页岩和致密砂岩，这些储层拥有较低的渗透性，可开采的石油和天然气储备资源由此增长一倍以上。

BP的《世界能源统计年鉴》显示，利用目前最先进的技术来开采已发现的石油和天然气资源，我们的储备量几乎可以在2.9万亿桶油当量的基础上翻一番，达到4.8万亿；2050年前，未来技术和新的发现能使这个数量再增加2.7万亿桶油当量，几乎相当于这段时期所期望的石油和天然气所增加的需求量。

在这2.7万亿桶油当量中，非常规天然气的开发（由于从渗透率极低的岩石层中提取而来，抽提难度非常大）、原油采收率的提高和新资源的发现可分别贡献四分之一左右。中东和俄罗斯等目前传统的油藏区采收率拥有极大的提高潜力，甚至能与新的探索发现相媲美，甚至超过它。地下成像技术和建井工艺将成为开采非常规石油和天然气资源的主要工具。

技术进步不仅可以维持能源供应，而且也能改变不同油气资源和替代资源的投资与开发优先顺序，而太阳能光伏发电成本的调整空间最大，可潜在降低50%以上。

能源价值链

我们预计，随着新型开采、转化和消费技术的应用和政府政策的推动，不同能源和市场化方式之间的竞争会变得日趋激烈，这场竞争很可能会引发市场波动，使现在的能源结构重新洗牌。

在目前占到全球主要能源需求38%的电力行业，天然气发电和火电的竞争力最强；不过我们预计风能和太阳能装机容量每增长一倍，它们的成本将会继续分别降低14%和24%，这与过往表现相一致。

若忽略掉间歇成本，风能在21世纪20年代、太阳能在2050年以前就可以实现与传统发电成本相当。然而，间歇管理成本非常复杂，它要取决于供需模式、电力供应基地的安装规模（及备用容量）和系统负载转换的灵活性。普及率能达到20%时，间歇管理成本就相对较低，每千瓦时不到10美元；而普及率在高水平时这种成本就会增加数倍。这意味着化石燃料、水电和核能将会继续承担提供基本负载的责任。

在电力以外的行业中更难找到化石燃料的替代品，如分别占到世界最终能源33%、27%和29%的建筑、交通和工业（特别是石油化工业）。燃气锅炉的使用效率显著提升，而天然气的价格逐渐降低，这就奠定了天然气在供热方面的霸主地位。产生同样的热当量，若使用天然气其成本就会比石油低，因此天然气在运输行业也具有竞争优势。液体燃料拥有较高的“能量密度”，因此会成为2035年以前及以后全球运输业的主要能源。

把天然气、煤和生物质转化为产品的方式也会变得更加多样，包括燃料、润滑油的基础油和化工品，而这些产品的一般来源是原油。

生物燃料有可能进一步攻占运输燃料市场。巴西的甘蔗乙醇在同样体积上能与化石燃料一争高低，但乙醇在其他许多领域的发展却受到了限制，原因包括可持续性问题、政策不一致以及发动机和燃料加注基础设施方面的约束。从长期来看，木质纤维素乙醇（由能源草、木材或农业残留物的解聚和发酵产生）拥有巨大的发展潜力。

为控制二氧化碳大气浓度而实施的碳定价若能有效实施，就会首先鼓励发电行业从碳向天然气转型，这样单位电能所产生的碳足迹就会减少一半；其次会促进更高效内燃机的研制，满足运输发展；另外还会加速可再生能源的普及。然而，碳减排成本相对较高，已超过100美元/吨的一些技术如碳捕获与储存技术，发展电气化运输或核能都需要深入发展，使之可行。

能源消耗

无论是家庭取暖还是使用空调、照明或交通工具，大部分能源的使用率都比较低。这些用户若在购买中重点考虑节能性能，这也是一些政府试图通过法规和产品标准所推动的改进之一。

从全球来看，2005至2011年间，尾气排放标准的实施每年可促使轻型车辆发动机的工作效率提高1.8%，2005年每行驶100公里的8升耗油量已降低到了2011年的7.2升。随着混合动力技术和其他汽车生产新技术的不断发展，这一趋势将会持续下去。

跨领域主题

我们的长期技术观突出了一系列的跨领域主题。

首先，大规模实验可加快小型模块化技术的研究，例如页岩井或风力涡轮机。随着时间的流逝，这些变化的综合效应将会更加显著。但这种方式并不适用于其他大型能源技术，如核能或碳捕获与储存，这是因为它们的资本成本高，施工工期长。

其次，传感、数据分析和自动化等数字技术的应用会从根本上改变能源系统，使其变得更安全、更可靠、更高效。剑桥大学在2005年通过研究发现，只有不到15%的初级能源最终转化成了有用的动能、光能和热能。虽然并不是所有损耗都可避免，但提高效率已成为最大的单独一种有效节能途径。智能能源系统在这其中任重而道远。

第三，消费者对能源的可持续性越来越重视，这也有助于他们行为习惯的改变。面对民众对气候问题和其他环境影响因素的担忧，许多国家都采取了日益严格的监管措施。

最后，虽然我们也明白任何预测都有可能出现失误，技术预测更是如此。我们预计可能取得突破性进展的领域应包括太阳能转换、电池和新一代的核能技术。

区域因素

在现实中，每个国家和民族都各不相同，因此应对能源挑战的首选方案也不同——这其中有很多原因。

第一个原因与“能源密度”有关。一种燃料的能源密度越大，其储存和运输的成本就会越低，从而能提高自身的价值。因此一些能源载体的市场特点是国际化，如铀、煤炭和液态碳氢化合物；而其他的更具区域性——如天然气，而电力通常是实时定价，每秒都在变化，它的区域性就特别强。

另一个显而易见的原因是各国的自然资源多少不同——如巴西、冰岛和法国所能获得的能源及其影响就存在着千差万别。

第三个是“地面以上”的原因，即政策、基础设施和供应链。它们在能源资源的优先顺序中非常重要，地区间差异也很明显。与此相关的还有一个国家的经济发展水平，如收入水平、经济结构等因素都会对能源选择产生影响，中国就是一个明显的例子。

最后一个原因是公众态度。所有的能源技术都有风险，公众对能源发展的反响可能会非常本土化。在一个地区甚至全世界，公众对某种能源的支持或反对都会截然不同。例如，美国每个州对扩大开采页岩气资源的反应就大不相同，甚至出现了强烈支持和强烈反对两种极端态度。