2010年以来，美国页岩气开发蓬勃发展，页岩气产量呈爆炸式增长。同时，页岩气生产商也开始探索页岩油开发的可行性，2012年以后，页岩油产量逐年增加。2012年7月2日，美国能源信息署首次发布的官方预测表明，到2020年，美国国内石油产量将达670万桶/日，其中页岩油占20%。美国页岩革命改变了世界石油天然气供应格局。
2012年10月笔者曾撰文，从当时美国页岩油生产的一些蛛丝马迹，分析和论述了美国页岩油气开发及对其能源外交政策的影响，指出页岩油气开发将使美国石油和天然气进口逐年下降，不远的将来，美国可能实现能源自给，并可能转变为油气净出口国。
如今，五年过去了，美国页岩油产量增长已带动全美石油产量超过900万桶/日，远远超过2012年的预期，在2014年以来的国际低油价环境下，正是页岩油气生产拯救了美国油气工业，并成为世界石油工业一个不容忽视的主力军。近日，特朗普政府为推动经济发展，颁布了一系列能源开放和减税政策，将进一步推动美国页岩油气开发及下游相关产业的发展。以下将进一步分析和研究美国页岩油气开发对全球油气及石化产业的影响。
1美国页岩油气开发成果显著
1.1美国页岩油气储量
根据2015年美国能源信息署（EIA）发布的数据，全球页岩油技术可采储量为4190亿桶，其中前10位国家的储量之和为3450亿桶，占82%。美国的页岩油储量居世界第二位，约580亿桶。根据EIA最新发布数据，美国也拥有巨大的页岩气可采储量，页岩气探明储量约5万亿立方米，总技术可采储量约88万亿立方米，其中干气约70万亿立方米（占80%），湿气约17.6万亿立方米（占20%）。
1.2页岩气开发
美国页岩气开发早于页岩油。1998年页岩气产量仅85亿立方米，占全美天然气总产量不足2%，到2006年已稳步增加到283亿立方米，其后即进入快速增长期，到2011年页岩气产量已高达1800亿立方米。2014年下半年以后，由于国际油价开始大幅下跌，也带动美天然气价格下跌，页岩油气生产商不得不缩减投资并努力降低成本，以应对这一挑战。
2016年下半年，油气价格触底反弹，带动了油气产量增加。2016年页岩气产量约4200亿立方米。根据EIA最新发布的《2017年美国能源展望》预测，页岩气产量将持续增长，并成为美国天然气产量的主要组成部分（见图1（a））。到2030年，美国天然气总产量将达到约1万亿立方米。
1.3页岩油开发
页岩油开发是在页岩气取得巨大成功之后开始的。贝肯、巴勒特和鹰滩页岩是美国页岩油最早开发的区块，2005年合计产量仅约1.4万桶/日，2009年猛增至15.3万桶/日。2010年以后，页岩油产量随油价上升而日益增长迅猛（见图1（b））。2012–2014年页岩开发繁荣时期，美国上游年平均投资约1500亿美元，2014年产量达历史顶峰，页岩油产量近480万桶/日，同期石油总产量约980万桶/日。此后，由于油价持续下跌，使得页岩生产商不得不通过削减成本、集中在甜点区生产等措施，在低油价环境下仍能保持或接近创纪录生产。在贝肯区块，原油盈亏平衡井口价大多在55~70美元/桶，其他区块也如此。
2016年上半年，油价跌至35美元以下，美国页岩生产商推迟作业等待油价回升，地方政府也出台各种政策，对石油生产商提供支持。为了稳定石油产量，油气行业一方面采用技术革新降低成本，同时以适当投资和保持稳定的现金流来遏制产量下降。但又决不过度投资，使油田服务部门保持竞争，从而促使服务成本下降。到2016年末期，美国页岩油气开发行业终于度过持续两年的低迷而明显回暖。
2016年全年页岩油总产量约400万桶/日，分析发现，美国油气上游产业能够在油价50美元/桶时成功阻止产量下跌，很大程度上归功于效率提升、服务成本降低和智能技术等。经此一役，美国页岩油气生产商和服务商在技术上都取得了重大进步，保持了其核心页岩区块在全球页岩产业中的经济竞争力。EIA估计，即使油价仍徘徊在50美元/桶，美国石油产量都会恢复“持续性”增长。
可以说，正是由于近两年的低油价，使美国页岩油产业的竞争力大幅提高，成为世界石油生产和供应中一支重要的主力。
2017年5月，美国能源信息署在其发布的能源展望中预计，今年美国原油产量将从去年的平均889万桶/日增加到平均970万桶/日，2018年将增加到990万桶/日，2022年以后将基本保持在1000万桶/日以上（见图1（b））。在可预见的将来，虽然其他原油也会对原油产量增长做出贡献，但页岩油仍将是美国原油增产的主要来源。
2页岩革命使美国能源净出口成为可能
2.1美国能源消费逐渐稳定而油气产量大幅增加
虽然美国能源总消费次于中国为世界第二大能源消费国，但作为主要消费能源的石油和天然气却居世界首位，分别约占全球石油和天然气消费的20%和23%，占美国国内能源消费总量的37%和31%。根据EIA2017年5月发布的最新预测，直到2040年，美国能源总消费量基本保持平稳。
2016–2040年，由于运输和工业领域能源效率提高使石油消费在2022年以后保持相对平稳，因工业和发电行业扩大使用导致天然气消费增长（见图2），预计此期间美国能源总消费可能仅增加5%。同期，受原油和天然气产量增长拉动，能源产量增长将达20%以上。
2.2美国页岩革命使油气净出口成为可能
自1953年以来，美国一直是能源净进口国。页岩革命使美国油气产量大幅增长，而国内石油消费近年却基本保持平稳，国内市场的供需发生了结构性的变化，原油生产商不得不将目光转向更广阔的海外市场。2015年末，美国政府解除了长达数十年的原油出口禁令。预计到2026年美国将实现能源自给，其后能源总出口将超过进口，美国将变为能源净出口国（见图3（a））。其中，石油净进口将逐年下降到很小的进口量，天然气则将在2020年前后转变为净出口（见图3（b））。
3页岩革命将天然气从净进口变为净出口
据EIA数据显示，2014年，美国天然气产量比消费量多260亿立方米，进入2017年后此差已继续扩大到500亿立方米。因得益于管线和LNG出口终端等基础设施的大幅改善，美国生产的天然气可以从海上出口到国外消费市场。
3.1管线天然气出口稳步增长
美国管道天然气进口保持平稳而出口逐年增加（见图4），地理上呈现北进南出。据EIA数据显示，2016年，美国管输天然气出口达1.55亿立方米/日，其中出口墨西哥的天然气占总量的87%，而2015年出口1.36亿立方米/日，其中出口墨西哥的天然气占总量的60%。
3.2LNG出口将持续大幅增长
据BP统计，2016年以前，美国LNG进口都高于出口，而且进出口量都远远低于管道气（见图4）。2016年5月，Chenniere公司位于路易斯安那州SabinePass液化终端第一条生产线开始商业化运营，产能为450万吨/年，从墨西哥湾向海外出口LNG，第一船LNG从该终端驶往巴西，这是美国第一个出口终端。2016年7月，巴拿马运河扩能完工，缩短了到亚洲和南美西海岸等主要消费市场的运输时间，并减少了成本，进一步增加了美国天然气的出口能力。
3.2.1 LNG新建产能速度惊人
基于页岩气产量大增和LNG终端产能的快速建设，出口将持续大幅增长。
据美国联邦能源法规委员会（FERC）消息，目前在建的LNG终端有6个，其中Chenniere公司位于路易斯安那州的SabinePass液化终端，其第一、二条生产线已于2016年开始运营，第三、四条生产线于2017年4月和8月开始运营，第五条生产线正在建设，预计2019年投产。每条生产线的设计产能均为450万吨/年。SabinePass是美国首个LNG出口终端，到2019年，该终端的产能将达2250万吨/年。
预计还将有4个在建终端将在2017–2020年投产。到2021年，当在建终端都投入运营后，美国将成为仅次于澳大利亚和卡塔尔的世界第三大LNG出口国，LNG年出口能力将达约6000万吨。如果美国能源部再放开一部分拟建项目，到2025年美国LNG出口量将超越其他国家而位居第一。
3.2.2美国LNG出口面临强劲对手
在美国具备大规模LNG出口能力的同时，也将遭遇已有LNG出口国的严峻挑战。卡塔尔是老牌的LNG生产国和出口国，拥有产能7700万吨/年。2017年，澳大利亚将有6个超大型LNG项目准备投产，预计2020年前，澳大利亚总液化能力将增至8600万吨/年，有望取代卡塔尔成为全球最大的LNG海运出口国。
2017年，全球LNG市场将增产5100万吨LNG，总能力约3.93亿吨。而全球LNG需求却远远落后，2016年全球LNG需求仅2.63亿吨，由此LNG供应过剩及由此导致的低价可能持续到2020年以后。
美国LNG出口的目的地，一部分是传统出口地欧洲，与俄罗斯天然气工业公司（俄气）的管道天然气竞争，美国LNG对欧洲市场的远期影响不可低估，其出口潜力为欧洲主要天然气交易中心的天然气价格设置了高限，使欧洲天然气价格与美国HenryHub价格关联，只要Arb打开，LNG船就会涌入欧洲市场，迫使管道气供应商降价或失去市场份额；另一部分美国LNG则向东，瞄准中国和日本市场，但因运输距离较远，其经济性可能不敌卡塔尔和澳大利亚的LNG；拉美将是美国LNG得天独厚的市场。未来，LNG市场份额争夺最激烈的地区将是欧洲、东亚和南亚。与传统点对点模式不同，美国LNG船可到任何地方，并依靠美国与亚洲、欧洲间的天然气价差谋利。
4页岩革命使原油出口解禁且成品油出口大增
得益于页岩油产量大幅增加，美国原油自给率提高，净进口量呈下降趋势，进口原油的结构也发生了很大变化。在炼油方面，随着国内技术进步和燃油效率提升使油品总消费增长平稳。而另一方面，原油加工效益持续较好、加工能力继续扩大，使美国油品出口逐年加大。
4.1原油净进口呈下降趋势
页岩革命使美国国内能源供应大幅增长，美国政府在2015年解除了长达数十年的原油出口禁运，2015年12月美出口原油39.2万桶/日，此后原油出口逐月增长。预计2017年美原油产量超过900万桶/日，原油出口平均将超过80万桶/日。如图5（a）所示，美国原油净进口呈下降趋势。
4.2原油进口结构调整
在原油进口量下降的同时，进口来源和品种也发生了显著变化。轻质低硫页岩油产量的大幅增加，挤出了进口的西非轻质原油，使来自尼日利亚的原油大幅减少（见图5（b）），来自加拿大的进口原油则有所增加，新管线开通将推动廉价的加拿大重质油砂原油南下出口美国。
由于美国增产的大部分原油是轻质低硫页岩油，国内炼厂无法全部吸收，只能通过调整进口原油轻重比例和出口国产轻质原油解决。美国出口原油的大部分都是WTI原油、鹰滩和贝肯原油的混合原油。
由于美国加入了原油出口行列，使美国在国际原油市场的地位日趋重要，不仅改变了全球原油贸易的流向，而且将影响油价计价和套利方式，例如WTI与迪拜原油之间的SWAP套利交易将会成为市场热点。
4.3油品净出口逐年增加
美国炼油能力超过1800万桶/日，是世界最大的炼油生产地。该国有近140座炼厂，主要位于墨西哥湾沿岸。页岩革命使国内页岩油产量大幅增加，使加工原油总体出现轻质化，炼厂投资增加蒸馏能力加工轻质原油。过去五年来，从国际大型石油公司（如雪佛龙）到专门炼油商（如瓦莱罗能源），美国炼油业都在进行调整，从长期以来业务集中在国内转向新的全球化战略。
随着美国油品出口日益兴盛，美国已成为“全球炼厂”。成品油净出口逐年增加（图5（c））。2016年美国出口了约460万桶/日油品，比2010年的231万桶/日翻了一番。EIA数据显示，汽油和柴油进口均呈下降趋势，而出口则大幅增长（见图6），2010年汽油出口29.6万桶/日，柴油出口65.6万桶/日，到2016年，二者分别增长到57.8万桶/日和123.1万桶/日，均增长约1倍。LPG出口增长则更为迅猛，2010年仅出口13.2万桶/日，到2016年已出口89.3万桶/日，增长近6倍。
美国油品的主要出口地为拉美、非洲和欧洲。由于美国墨西哥湾炼厂距拉美最近，运输成本较低，从而使其出口到拉美国家的石油产品大幅增加。但是，美国炼油商的出口目的国也面临着本地炼油商的竞争。同时，随着中国乃至整个亚洲炼油能力过剩加剧，美国炼油商同样会遇到该地区油品的竞争。炼油商都在寻求新的出路销售过剩产品，如亚洲炼油商可以将燃油运输到拉美太平洋沿岸国家（如智利）直接与美国炼油商竞争。
5页岩革命催生廉价石化原料与产品出口蓬勃发展
随着阿拉巴契亚盆地马萨勒斯和尤蒂卡页岩区块等的天然气产量迅猛增加，使天然气液（NGL）供应大幅增加。EIA数据表明，2010年美国NGL和LPG产量为12078万桶，到2016年已增至20413万桶，增长69%（见图7）。EIA预测2015−2017年，NGL产量将增长45万桶/日，其中66%为乙烷，其余为LPG和凝析油。预计天然气液产量将从2012年的214万桶/日增至2020年的404万桶/日，到2030年达到419万桶/日。此后将基本保持该水平。
5.1乙烷与LPG出口带动化工原料优化
美国页岩革命带来的天然气产量增加，不近为美国带来更多的出口盈利，还未全球石化工业带来了大发展的机遇。乙烷和LPG主要供应石化装置，因其价格优势而替代石脑油生产烯烃。美国墨西哥湾地区已建有大量输送乙烷的基础设施，将乙烷分离并冷冻到−100℃达到液化点。随着美国乙烷出口的不断增长，已从最早通过管线出口加拿大，发展到通过海运出口欧洲。这些廉价乙烷原料取代欧洲和亚洲原来使用的昂贵石脑油，将大幅降低这些地区的烯烃产品价格，增强竞争力。
同时，在LPG（特别是丙烷）需求的带动下，美国NGL出口量大增，甚至成为亚太地区的重要供应国。2015年，中国一度成为美国最大的丙烷客户。2016年底，随着巴拿马运河扩建工程完工，美国加大了对亚洲的LPG出口。到2018年，美国LPG出口可能等于或超过阿联酋与卡塔尔之和。
5.2廉价烯烃等化工产品冲击市场
除出口乙烷和LPG以外，在美国国内，自2011年CPChem宣布在墨西哥湾建设石化项目以后，乙烷裂解项目数量已成为美国页岩竞争力的一种指标。截至2016年3月，美国已有20个乙烷裂解项目开始工作，预计2017年底有4套装置建成投产。陶氏化学、埃克森美孚和雪佛龙菲利普斯等公司在墨西哥湾将各有一套世界级乙烯裂解装置投产，利安德巴塞尔将在2017年四季度完成德州CorpusChristi项目扩能，实现产能110万吨/年。目前，美国乙烯行业已确定新增150亿~200亿美元投资，增加670万~890万吨乙烯产能，而绝大多数新增产能都以轻质原料特别是乙烷作原料，生产大量乙烯，带动乙烯下游如聚乙烯产能增加。
2017–2020年，北美石化企业将每年新增890万吨的乙烯和丙烯产能，而国内需求并不能完全吸收，故低成本的乙烯产品出口将给世界化工市场带来冲击。同样，美国国内丙烷脱氢（PDH）装置的丙烯产量也不断增加。美国化工企业计划将PDH产能增加178万吨/年，但与乙烯产能增加带动下游产品产能增加不同，PDH产能增加并未伴随丙烯下游产能增加，而是直接出口聚合级丙烯保持市场平衡。
美国页岩革命为其基础化学品行业带来了竞争优势，除乙烯、丙烯及下游产品外，甲醇的产能也在过去5年增加了400万吨/年以上。预计美国基础化学品增长将由2016年的1.3%提高到2017年的4.2%，将有越来越多的低成本廉价基础化学品出口到国际市场。
6结论与展望
美国页岩革命为其带来了原料和产品的供应与价格优势。油气产量大幅增加，打破了世界油气供需平衡，导致全球油气价格中位下移。同时，为烯烃等化学品提供了丰富价廉的原料供应，也为美国基础化学品带来强劲的竞争力，并给美国和世界石化业带来了再次繁荣。
自特朗普总统上任以来，一方面，宣布将废除能源环境方面的限制法规及取消对某些地区的油气开采限制，可能敦促联邦能源管理委员会加速批准提高LNG产能；另一方面，政府宣布大幅降低企业和个人税收提高本国企业的竞争力，将吸引全球更多资金投向美国油气和化工行业。这些政策将利好美国油气开发及下游加工行业，促使企业继续增加投资。可以预见，未来将进一步影响全球油气和化学品市场原有的平衡局面。
但是，美国页岩油气产业的发展也面临市场的严峻挑战。在原油方面，传统低成本的中东产油国，为保其自身市场份额，也会采取必要措施应对美国页岩油冲击。另一方面，由于页岩气产量大增，近年美国加速LNG出口设施的建设，将促使出口高速增长。与此同时，卡塔尔、澳大利亚和加拿大的产能建设也在不断扩大，将给本已过剩的LNG市场增添压力，继续抑制LNG的市场价格，从而影响上游投资收益，加剧美国LNG在国际市场面临的竞争，尤其是在欧洲市场与俄罗斯的竞争。
总之，美国页岩革命将在原油、成品油、LNG及化工原料与产品等多方面，给全球油气和石化产业带来巨大的机遇和冲击。（文/加璐 张建华，中国石油化工集团公司经济技术研究院 中国国际石油化工联合有限责任公司）
