中国科学院院士郝芳：油气资源与科技创新
2019-12-09 14:33:36
摘要：中国石油大学（华东）校长、中国科学院院士郝芳在“天然气高质量发展与清洁能源新业态”分论坛上作了《油气资源与科技创新》的主题分享。
以下为郝芳主题分享文字实录：
郝芳：我的题目是油气资源与科技创新，分这么三个方面的标题，刚才两位院士做了非常好的报告，油气资源的发展，无论是大众还是专家都听说过页岩革命，页岩革命的核心使原来不能作为油气开发对象的所谓页岩，通常是认为生成石油和天然气这样一种非常细腻的岩石，成为可开发对象。之所以它是一场革命，因为这样一种技术的进步，使得我们的油气勘探的领域急剧扩大，油气资源的总量也急剧增大，因为从整个对行业的影响，甚至对人类能源的影响来看是一场革命。
这场革命应该说发源于美国，又经历了很长的历史，美国第一口页岩气井是纽约郊外的一口井有一百多年，但美国页岩气的历史是最近十几年，经过了这么几个阶段。美国的页岩气的产量增长非常快，现在已经超过了四千多亿方是我们国家天然气总产量的很多倍，这样就产生了核心技术，水平井技术、分段压裂技术，欧洲总体上禁止页岩气的开发，考虑到这样的技术有可能导致地下水的污染和植被的破坏，也可能引发地震，所以在欧洲目前还禁止页岩油和页岩气的勘探和开发。
从普通老百姓来看有很多重要的影响，对人类的经济社会发展都有很多重要的影响。一是页岩革命深刻改变了石油工业，特别是显著增大了油气资源的总量，一般认为页岩里的油气有可能是以前计算的常规油气的六到八倍，极大的增大的页岩的人类可以开发利用的石油和天然气的总量。由于这样的革命，我们说现有的页岩里的资源可以再维持石油工业发展一百年以上，这是一个重要的进步。
第二个，大家知道，页岩革命极大的影响了全球石油天然气的价格，同时也使得美国这一曾经最大的油气进口国实现能源自给，从而深刻改变了美国的对外政策，也改变了地缘政治，因为自2011年开始《时代》周刊专门发表了封面这样一个论文，来评述页岩在页岩革命，在能源消耗中的一个作用。但很多老百姓讲，也经常问我们，美国页岩革命如此成功，中国为什么进展非常缓慢？这是由于中国的页岩油气和美国页岩油气完全不同，中国的海上页岩，它的时代都非常老，另外陆相跟美国的海相又完全不同，这就不展开讲了。可以看到美国，我举个例子，美国所有的好页岩都是非常好的页岩油气产生，但中国早期在四川盆地周边部署了一系列的钻井，最后结果只有很少的页岩能够实现商业开采，这就是我们地质条件非常复杂的一个重要原因。
中国石油行业经过艰难探索，应该说经过了复杂几个阶段的艰难探索，也实现了页岩气勘探的突破，2018年中国页岩气的产量达到108亿方，应该说也取得了重要进展。我举个例子，美国在页岩，核心区大于一千平方英里，而中国很多页岩气田只有连续的几百平方公里，这就是中美页岩气的差别。同时，中国的页岩还有陆相页岩油，它的勘探开发控制技术和海相页岩油又完全不同，这是为什么中国页岩油气发展任重而道远的一个根本原因。
下面我汇报一下关于能源结构与能源转型，刚才李阳院士已经讲了，讲的非常好，目前我们国家和全球的能源结构差别是很大的，其中最大的差别是我们国家煤炭的占比非常高，而天然气的占比非常低。这里给出了2018年全球美国和中国能源结构的对比，2018年全球能源消费石油占34%，天然气24%，煤炭27%，其它的新能源和可再生能源大概15%，可以看到中国石油大概只占20%，天然气只有7%，而煤炭超过50%，其它也是15%。但是中国已经成为最大的能源消费国，这个事实刚才李阳院士讲到了，这是与我们经济飞速发展是非常非常重要的。
刚才李阳院士提到中国石油从1993年成为石油纯进口国，现在石油对外依存度超过70%，天然气的对外依存度也在攀升，特别要保卫蓝天就要降低煤的消耗，增加天然气的消耗，这个任务应该说还是非常繁重的。特别是我们进口的相当一部分石油是通过马六甲海峡实现的，因此保障能源安全是一个非常重要的任务。这是目前的能源结构，我们普通老百姓经常提到能源转型，究竟什么叫能源转型？我们讲能源转型大概有三次，第一次是木材到煤炭，第二次煤炭到油气，应该到目前为止我们国家仍然没有完成从煤炭，甚至也不可能从煤炭向油气的转型，因为我们资源禀赋所决定的。世界的能源转型，主要是指油气向新能源的转型。
这个转型就有两个，从油气向新能源的转型，可以分两种情况。第一种情况，原来认为油气的产量达到高峰，油气资源逐渐枯竭，人类社会被迫由油气时代向其它能源时代转化，这是被动转型。因为看到比较早的这种预测曲线，石油的峰值出现的都比较早。但由于页岩革命明显增大的油气资源的总量，因此大大降低了被动型这样能源的转型，我们说石器时代的结束不是因为石头没有了，同样的油气向新能源转型也可能不是由于油气没有的，而是新技术的进步，这是第二种主动转型，主动转型必须要有可靠、廉价的新能源技术，但这个转型多快应该是仁者见仁智者见智。这是《科学》杂志给出的人类面临的最具挑战的难题，第24个题目，什么时间什么能源替代石油？还有一个问题，核聚变将最终成为未来的能源吗？到现在这些问题都没有得到答案。
奥巴马时期是强烈发展新能源，但很多资本家用了很大资源投入新能源的，赔钱了，所以最后他又转到了页岩气，这是新能源技术的进步，太阳能和风能技术进步非常快，但它能够在人类一次能源中占多大比例？确实是一个目前要思考的问题。因此，我们认为未来相当长的时间内，煤炭依然是中国一次能源的主题，而油气在相当长的时间里仍然是决定中国能源安全的一个战略资源。
最后我想汇报一下关于能源战略与科技创新，十九大提出要建设低碳高效的能源体系，中国的资源禀赋就决定了煤炭要发挥基础作用，但要注意它的污染和排放。同时确保油气的安全保障作用，同时提升新能源和可再生能源的技术研发和在能源中比例。
预计2035年，中国油气增量最大的是最复杂陆上非常规的油气，目前中国天然气的基本构成，预测到2035年天然气非常规和常规各占50%，由此可以看到未来油气勘探的主体是非常规和更加复杂、勘探成本更高的领域，包括深层深水和极地。我们看到从国际来看深层深水北极是被认为非常重要的勘探，这样一些地质条件越来越复杂，地表条件越来越复杂，气候条件越来越恶劣的条件下，油气的勘探开发取决于技术，这里给出了中国天然气地质理论的进步和天然气储量的增长图，可以看到是正相关。同时，我也给出人类历史上技术的进步与石油产量的增量，第五次技术革命同样要需要创新。
从油气勘探开发的角度来讲要有三个方面是非常重要的，地质理论的革新，探测技术的进步，开采技术的进步。这（后）两个方面在科技部的主导下，应该说都制定了非常好的未来的发展计划，实际上我可以给出一个例子，地质理论如何来推动油气勘探开发。
我们说一个非常重要的方面，要从全球视野看中国的油气资源，页岩革命的核心是页岩在能源中发挥重要作用，而页岩又是人类历史上研究最薄弱的这样一套岩石。特别是板块构造，板块构造也是20世纪自然科学最重大的进展，如何从板块运动的角度来认识一个资源是我们需要解决的问题，特别是地球经过了一系列气候变化，现在的海洋跟历史海洋是不一样的，必须从板块运动、气候变化、海洋演化、油气资源消耗的角度来认识中国油气资源，我认为这是一个我们未来降低勘探成本，更有效的预测油气的一个非常重要的方面。
同时，我是高校教师，我们说，习近平总书记也说，创新是第一动力，但人才是第一资源，我们说能源转型，高校也需要做出调整。因此我们学校首先要拓展一些新能源和新材料学科，目前人才储备是不够的，创新能力不够的，因此高校必须加大新能源领域的投入来培养更多的有创新能力的人才，同时，没有公共基础学科支撑，我们的油气学科、新能源学科也难以得到发展。同时油气工业的发展和新能源发展又迫切需要这些学科的交叉融合，特别从勘探开发角度讲必须实现地质、石油工程和机械的有机衔接和一体化，同时也要把传统的石油学科和这样一些新技术有机结合，这也就是用新技术来升级改造传统学科。同时，我们还必须调整科研战略，从个人行为、小团队行为，向针对重大难题的大团队，多学科融合的大团队、校企融合的大团队发展。我们从强化基础来提升人才素质，强化培训来提升实战能力，更多的通过校企融合、学科融合、科教融合来提高创新能力。
实际上石油工业的发展需要有源源不断的高端人才的供给，但实际上现在石油高校面临的巨大挑战在于，石油行业对人才的需求在降低，在对人才的水平在提高。另一方面，石油行业对人才的吸引力在降低，这是石油高校面临的一个巨大难题。我们一直在呼吁国家应该更加重视这个石油行业后备人才培养，透视我们也呼吁国家应该为央企减负，使得央企能对青年人才有更大的吸引力。
以上，就是我今天报告的主要内容，不当之处敬请批评指正，谢谢大家。
注：本文系能源新闻网整理自郝芳在2019年全球能源转型高层论坛上演讲文字实录，未经本人审阅。
