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| 美國煤炭消費量什么時候開始見頂？ | |||
| 煤炭資訊網(wǎng) | 2018/9/20 10:45:49 頭條 | ||
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1.美國煤炭消耗見頂?shù)闹饕颍耗茉唇Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、經(jīng)濟放緩 進入21世紀以來，美國能源消耗增速逐年放緩，到2007年達到峰值2372百萬噸油當量后開始回落，主要原因是經(jīng)濟增速放緩和單位經(jīng)濟增加值的能耗降低。值得注意的是，對比2007年消費量來看，10年間美國一次能源消費量降幅僅為6%，而煤炭消費量降幅高達42%，主要原因為：隨著“頁巖氣革命”的開展，美國的天然氣價格迅速下降，這使得發(fā)電領(lǐng)域大規(guī)模應用天然氣成為可能，在發(fā)電量仍在增長的情形下，廉價天然氣的擠壓使得美國煤炭消費量持續(xù)下降。 2.從美國煤炭消費峰值看中國：增速放緩是大勢所趨，但見頂回落言之尚早。 過去8年里，我國經(jīng)濟由高速增長進入中速或中高速發(fā)展階段，國內(nèi)生產(chǎn)總值增速由2010年的10.7%逐步下降到2017年的6.9%。就像世上沒有永動機一樣，環(huán)顧世界，沒有哪一個國家或地區(qū)可以長久地保持經(jīng)濟高速增長。從中國經(jīng)濟目前在6.7%的增速下企穩(wěn)的情況來看，中國經(jīng)濟發(fā)展的潛在增長率是遠遠高于發(fā)達國家的。中國目前還處在一個具有高成長性的歷史階段，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的潛力非常大。 （1）中國城鎮(zhèn)化遠沒有完成。2017年底，我國常住人口的城鎮(zhèn)化率為58.82%，而多數(shù)發(fā)達國家都超過75%，如美國超過85%、日本超過90%，中國的城鎮(zhèn)化遠沒有完成。（2）中國制造2025目前還未實現(xiàn)。中國工業(yè)升級和高水平加工制造業(yè)的發(fā)展方興未艾，與信息化相結(jié)合的新型工業(yè)化也正在推進的過程之中，遠沒有完成。（3）單位GDP能耗相當于美國在上世紀80年代的水平。2017年中國每萬美元GDP消耗的一次能源仍有2.60噸油當量，相比美國的1.24噸油當量、日本的0.70噸油當量還有較大差距，大體相當于美國在上世紀80年代的水平。 另外，中國“富煤、貧油、少氣”的資源賦存條件決定了煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)的主要地位。中國頁巖氣儲量雖然豐富，但中美在頁巖氣賦存條件、技術(shù)等方面存在著諸多差異性，“頁巖氣革命”在中國難以復制，技術(shù)制約下煤炭仍將是最經(jīng)濟的發(fā)電原料，在中國煤炭作為工業(yè)最重要的一次能源的地位在可預見的未來還難以撼動。 3.毋須悲觀，中性假設下中國煤炭消費呈小幅增長 根據(jù)BP的數(shù)據(jù)，2017年中國煤炭消費量達1892.6百萬噸油當量，占中國一次能源總消費的60.42%；結(jié)合前文對中國一次能源總消費量的預測，分別假設2027年中國煤炭消費占比降低到55%~46%時中國煤炭消費量的增速，在中性假設下預計中國煤炭消費將繼續(xù)小幅增長。 正文 1.美國煤炭消耗見頂?shù)闹饕颍耗茉唇Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、經(jīng)濟放緩 1.1. 美國能源消費和煤炭消費的峰值 美國作為全球第一經(jīng)濟大國，同時也是全球能源消費大國，在2009年被中國超越前，其一次能源消費量長期居于全球首位。進入21世紀以來，美國能源消耗增速逐年放緩，到2007年達到峰值2372百萬噸油當量后開始回落，2017年美國一次能源消費量為2235百萬噸油當量。
美國煤炭發(fā)展史可以追溯至1885年，煤炭取代木材成為美國最主要的能源，以此作為起點，美國煤炭行業(yè)積聚了130來年的發(fā)展歷史。總體來看，1885年-2007年美國煤炭消費絕對量穩(wěn)步增加， 2007年是美國一次能源消費的重要節(jié)點，同時也是煤炭消費的轉(zhuǎn)折點。2008年受金融危機影響，美國經(jīng)濟增長大幅下滑，與之伴隨著能源消費的大幅下跌，2007-2009年美國一次能源消費量從2372百萬噸油當量下滑至2206百萬噸油當量，降幅7%；美國煤炭消費量從573.3百萬噸油當量快速下滑至496.2百萬噸油當量，降幅13.4%。此后隨著金融危機影響的逐漸淡去，美國一次能源消費保持較為穩(wěn)定的水平，而煤炭消費量繼續(xù)快速下滑， 對比2007年消費量來看，10年間美國一次能源消費量降幅6%（2007年：2371.82百萬噸油當量；2017年2234.85百萬噸油當量），煤炭消費量降幅42%（2007年：573.3百萬噸油當量；2017年332.12百萬噸油當量）。
1.2. 美國煤炭消費下滑原因1：頁巖氣革命的沖擊 上文提到一個數(shù)據(jù)，2007年-2017年十年間，美國一次能源消費量降幅僅6%，而煤炭消費量降幅卻高達42%，其主要原因是天然氣在發(fā)電領(lǐng)域的替代作用。美國煤炭的消費集中在發(fā)電領(lǐng)域，21世紀初隨著“頁巖氣革命”的開展，美國的天然氣價格迅速下降，這使得發(fā)電領(lǐng)域大規(guī)模應用天然氣成為可能，在發(fā)電量仍在增長（2001~2017年CAGR約0.4%，EIA）的情形下，美國動力煤用量持續(xù)下降。
美國是頁巖氣勘探開發(fā)最早、也是最成功的國家。早在1821年就成功鉆探了世界第一口頁巖氣井，20世紀70年代，美國政府從政策、財力上大力支持頁巖氣開發(fā)，有效推動了頁巖氣開采技術(shù)的發(fā)展，20世紀80-90年代，美國米切爾能源開發(fā)公司在德克薩斯中北部地區(qū)貝納特頁巖區(qū)實施了深部頁巖氣項目，并實現(xiàn)頁巖氣的大規(guī)模商業(yè)開采，這主要得益于針對頁巖氣儲層的特點開發(fā)了頁巖氣射孔優(yōu)化技術(shù)、壓裂技術(shù)和水平技術(shù)。技術(shù)上的突破和商業(yè)化生產(chǎn)，有效降低了能源價格，緩解美國嚴重依賴能源進口的局面，為美國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供保障。
即便如此，天然氣單位熱值的能源價格仍高于煤炭。據(jù)EIA數(shù)據(jù)，2017年美國管道天然氣到電廠平均價格約3.52美元/mmbtu，是動力煤到廠平均價格1.57美元/mmbtu的兩倍以上，即使考慮了天然氣更高的熱效率，天然氣的經(jīng)濟性也不如煤炭。 但燃氣機組的資本開支少，隨著天然氣成本下降，單位電量完全成本低于燃煤機組。發(fā)電成本由三部分構(gòu)成：固定資產(chǎn)投資（電廠建造成本折舊）、運行維護成本和燃料成本。在美國，由于政策引導與技術(shù)進步，隨著天然氣成本的下降，投資和運維成本低的優(yōu)勢使得天然氣發(fā)電的綜合成本低于燃煤發(fā)電的成本，這是近些年來天然氣發(fā)電在美國得以快速發(fā)展的重要原因。
總體而言，美國“頁巖氣革命”能夠順利推進是一個多因素共同作用的結(jié)果： ①供給端：賦存條件好和技術(shù)進步使得大規(guī)模開發(fā)頁巖氣成為可能；②需求端：資源成本下降使得燃氣發(fā)電的成本低于燃煤，因此電力領(lǐng)域煤炭消費被大規(guī)模替代。 ? 1.1. 美國煤炭消費下滑原因2：經(jīng)濟增長放緩 美國能源消耗減速與經(jīng)濟增長放緩的相關(guān)性顯而易見。隨著美國GDP增速的放緩，一次能源消費增速趨于下行。
值得關(guān)注的是，美國實際GDP增速是高于一次能源消費量增速的，經(jīng)濟增長逐漸顯示出擺脫能源消費增長的跡象。從單位實際GDP的能源消耗情況看，在過去的50年間美國每萬美元GDP的能源消耗量從約3.3噸油當量快速下行至約1.2噸油當量，換言之，經(jīng)濟增長的“能效”在不斷提升。
單位GDP能耗下降可以從兩個維度來解釋： 一是能源終端消費結(jié)構(gòu)的調(diào)整。與大多數(shù)國家不同，美國工業(yè)能耗僅占到總能耗的32%，其次是交通運輸業(yè)的29%、居民部門的20%和商業(yè)、服務業(yè)的19%（IEA，2017）。而相比之下，美國2017年僅服務GDP貢獻就達到總量的47%（BEA），可見第三產(chǎn)業(yè)相對第二產(chǎn)業(yè)的能效更高，過去50年間隨著美國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中第二產(chǎn)業(yè)比重的逐年下降，單位GDP能耗逐年降低。
第二個維度是一次能源熱轉(zhuǎn)換效率的提升。目前主要的一次能源中，煤炭的熱效率只有40%~60%，石油約65%左右，天然氣可達75%以上。美國“頁巖氣革命”后，天然氣價格迅速下降，電力等工業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模使用天然氣作為一次能源成為可能，在此背景下美國煤炭消費受到?jīng)_擊，而更高熱效率的天然氣占比提升，這使得美國一次能源整體的熱效率提升。此外，技術(shù)的進步對能源使用效率也有一定的提升作用。
2. 從美國煤炭消費峰值看中國：增速放緩是大勢所趨，但見頂回落言之尚早 與美國不同，中國的能源消費還在持續(xù)增長?！禕P世界能源統(tǒng)計年鑒（2018）》顯示，2017年中國能源消費總量達3132.2百萬噸油當量，同比增2.8%，占全球能源消費總量的23.2%和全球能源消費增長的33.6%，連續(xù)17年穩(wěn)居全球能源增長榜首。但同時消費增速有所下降，2000~2010年能源消費增速CAGR為9.51%，2010~2017年只有3.35%。
2.1. 中國經(jīng)濟增速換擋，但增長潛力不可忽視 過去8年里，我國經(jīng)濟由高速增長進入中速或中高速發(fā)展階段，國內(nèi)生產(chǎn)總值增速由2010年的10.7%逐步下降到2017年的6.9%。就像世上沒有永動機一樣，環(huán)顧世界，沒有哪一個國家或地區(qū)可以長久地保持經(jīng)濟高速增長。根據(jù)物理學的原理，假如要維持勻速，質(zhì)量越大的物體，就需要越多的動能。對于宏觀經(jīng)濟也是這個道理，當一國經(jīng)濟經(jīng)過一段時間的高速增長，經(jīng)濟總量已經(jīng)達到一定規(guī)模后，如果仍要人為地維持增長速度不變，就需要更多要素的投入。2008年我國GDP總量為31.95萬億元，在此基礎(chǔ)上增長10%，新增部分僅為3.195萬億元（假設價格不變，下同）。到了2017年我國GDP總量已經(jīng)達到82.71萬億元，如果希望2017年能實現(xiàn)10%增長，新增部分就是8.271萬億元，其難度顯然比十年前大得多。因此，中國這個如此龐大的經(jīng)濟體不可能長久地維持高速增長，他“做不到”也“受不了”像過去那樣持續(xù)高速增長了，潛在增長率下降是必然趨勢。
從中國經(jīng)濟目前在6.7%的增速下企穩(wěn)的情況來看，中國經(jīng)濟發(fā)展的潛在增長率是遠遠高于發(fā)達國家的。中國目前還處在一個具有高成長性的歷史階段，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的潛力非常大。 （1）中國城鎮(zhèn)化遠沒有完成 2017年底，我國常住人口的城鎮(zhèn)化率為58.82%，而多數(shù)發(fā)達國家都超過75%，如美國超過85%、日本超過90%，中國的城鎮(zhèn)化遠沒有完成。 （2）中國制造2025目前還未實現(xiàn) 中國工業(yè)升級和高水平加工制造業(yè)的發(fā)展方興未艾，與信息化相結(jié)合的新型工業(yè)化也正在推進的過程之中，遠沒有完成。 （3）單位GDP能耗相當于美國在上世紀80年代的水平 2017年中國每萬美元GDP消耗的一次能源仍有2.60噸油當量，相比美國的1.24噸油當量、日本的0.70噸油當量還有較大差距，大體相當于美國在上世紀80年代的水平。
我們認為，現(xiàn)階段來看中國單位GDP能源消耗下降的空間并不大，分解來看： (1)中國能源終端消費長期以工業(yè)為主，而第二產(chǎn)業(yè)仍是目前中國國民經(jīng)濟增長的主要驅(qū)動力，因此中國的能源終端消費格局長期穩(wěn)定，1990年至2015年工業(yè)領(lǐng)域的能源消費比例僅從74.61%小幅降低至71.69%； (2)中國“富煤、貧油、少氣”的資源賦存條件決定了低熱效率的煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)的主要地位（2017年占6成以上），這個問題將在下一節(jié)中具體展開； (3)供給側(cè)改革及環(huán)保政策約束下落后產(chǎn)能逐漸被置換，能源使用效率預計會有所提升。
我們預計未來十年中國單位GDP能源消耗將繼續(xù)降低，為此我們假設了三種情景： 情景一中單位能源消耗下降速率假設為4.5%，高于過去十年的CAGR3.51%； 情景二取下降速率為3.51%，高于美國在相同的能耗強度下從1980年到1990年的單位能耗下降速率2.41%； 情景三假設單位能源消耗維持現(xiàn)狀，而事實上情景一、三均是很難發(fā)生的。
預計中國一次能源消費量增速將有所放緩，但增長仍將持續(xù)。隨著中國經(jīng)濟進入新常態(tài)，經(jīng)濟增速逐漸放緩，而結(jié)構(gòu)性不斷優(yōu)化，粗放式的能源消費將發(fā)生轉(zhuǎn)變，能源使用效率將繼續(xù)提升。在此背景下，我們中性假設下2017~2022年能源消費總量復合增速為2.46%，2022~2027年減速至1.64%，均低于過去2010~2017年復合增速3.35%。
2.2. “頁巖氣革命”難以在中國復制，煤炭為主的能源消費結(jié)構(gòu)難以撼動 隨著頁巖氣革命后廉價的天然氣對煤炭的替代，美國煤炭需求自2007年起見頂回落，加速了美國煤炭業(yè)的衰落。中國頁巖氣儲量雖豐富，但中美在頁巖氣賦存條件、技術(shù)等方面存在著諸多差異性，美國“頁巖氣革命”難以在中國進行復制。 2.2.1. 對標美國，中國的頁巖氣開發(fā)道路仍重重困難 對標美國，中國的頁巖氣開發(fā)道路仍重重困難：①雖儲量較大，但資源條件一般，埋深較深，且開采條件差； ②開采技術(shù)落后于美國，如果引進技術(shù)的話資本開支高，導致開采成本較高； ③頁巖氣富集的地區(qū)水資源多短缺，而頁巖氣開采需要耗水。 雖同為頁巖氣的儲量大國，但中國頁巖氣的賦存條件與美國相比有較大差距。據(jù)EIA數(shù)據(jù)，中美兩國天然氣風險氣藏量、技術(shù)可采資源量均相當，但中國頁巖氣賦存條件較差，分布分散、生烴條件差于美國、地質(zhì)構(gòu)造條件相對不穩(wěn)定、埋深較深，這些負面條件均增加了中國頁巖氣的開采成本；與此同時中國頁巖氣多分布與多山地區(qū)，也增加了開采難度。
目前中國頁巖氣開采技術(shù)落后與美國，相同條件下開采成本較高。中國企業(yè)在頁巖氣勘探方面經(jīng)驗不足，但基本可以滿足要求；而頁巖氣開發(fā)和采集技術(shù)目前落后美國較多，國內(nèi)油田技術(shù)服務公司基本不掌握頁巖氣開采技術(shù)，很難參與到開采工作中，而如果從美國引入技術(shù)所需的資本開支較高。MOLBASE根據(jù)美國頁巖氣的開發(fā)情況，預測目前中國四川盆地的頁巖氣開采成本2.5-4.5元/立方米，技術(shù)成熟后可降低至1.5-2.5立方米，但與國內(nèi)常規(guī)天然氣、美國頁巖氣開采成本相比還有比較大的差距。
此外，水資源也是制約中國頁巖氣開發(fā)的原因之一。中國頁巖氣區(qū)塊多位于干旱缺水的地區(qū)，嚴重制約了當?shù)仨搸r氣的發(fā)展。并且由于缺乏開采經(jīng)驗，單井壓裂需要很多的砂和清水，這對于中國已經(jīng)脆弱不堪的生態(tài)環(huán)境和水資源環(huán)境無疑是雪上加霜。
2.2.2. 技術(shù)制約下煤炭仍將是最經(jīng)濟的發(fā)電原料 美國燃氣機組固定投資有明顯的成本優(yōu)勢。據(jù)EIA2012年的數(shù)據(jù)，美國燃煤機組單位產(chǎn)能的固定資產(chǎn)投資是燃氣機組的3.2倍，燃氣電廠固定資產(chǎn)投資成本優(yōu)勢顯著，主要原因一方面試美國制定了一系列環(huán)保政策直接和間接地太高了燃煤電廠的建造成本，另一方面，隨著輪機抗高溫材料和進氣冷卻技術(shù)的不斷突破，燃氣機組的發(fā)電效率不斷提高，單位產(chǎn)能的建造成本隨之下降。
與此形成對比的是，中國燃氣機組造價僅僅比燃煤機組低12%。這是因為目前全球的重型燃機市場幾乎被歐美三大燃氣輪機主機制造商（通用電氣、西門子、三菱重工）壟斷。2001年以來，中國通過“以市場換技術(shù)”的方式積極與國外燃機制造廠合作，把燃氣輪機的國產(chǎn)化率提升到70%以上，但核心技術(shù)沒有突破，關(guān)鍵熱部件仍需進口且價格較高。 固定資產(chǎn)投資相當?shù)那闆r下，較高的天然氣價格制約了燃氣電廠的發(fā)展。
因此，在現(xiàn)有條件下，盡管煤炭熱效率低、污染相對嚴重，但其經(jīng)濟性顯著優(yōu)于其他化石燃料，煤炭在工業(yè)、尤其是電力領(lǐng)域作為主要燃料的地位還難以撼動。 ? 3.毋須悲觀，中性假設下中國煤炭消費呈小幅增長 根據(jù)BP的數(shù)據(jù)，2017年中國煤炭消費量達1892.6百萬噸油當量，占中國一次能源總消費的60.42%；結(jié)合前文對中國一次能源總消費量的預測，分別假設2027年中國煤炭消費占比降低到55%~46%時中國煤炭消費量的增速，在中性假設下預計中國煤炭消費將繼續(xù)小幅增長；即使在最悲觀情景下年均煤炭消費量降幅也只有-1.71%，顯著低于美國2007~2017年的CAGR（-4.43%）。
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