2013年11月04日08:29
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页岩气和页岩油是指储藏在页岩层岩缝里的天然气和原油（图1）。页岩是层状的易碎沉积岩，岩石中的微小空隙中储藏有天然气和原油（图2）。以前没有低成本开采页岩气和页岩油的技术，但随着1980年代到2000年代上半期的技术革新，确立了“水压致裂法”，实现了页岩气的高效开采（图3），一举加快了页岩气和页岩油的开采步伐。
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图1：页岩层中储藏着天然气和原油 页岩层的微小岩缝中储藏着天然气和原油，长年累月地移动就形成了现有的油田和气田。 |
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图2：页岩的外观 页岩为层状易碎沉积岩，岩石中的极小岩缝中储藏着天然气和原油。 |
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图3：页岩层挖掘作业的现场 美国从2000年代下半期开始全面开采页岩气。2012年，页岩气产量占天然气的40％。 |
水压致裂法是开采页岩气和页岩油必需的主要技术，是从地面以高压大量浇注掺杂沙子（支撑剂）和少量化学物质的水，使储藏有天然气和石油的页岩形成微小裂缝的方法。水中的沙子进入页岩的裂缝中防止裂缝崩塌，这样就能从裂缝中稳定地提取天然气和石油。
随着价格低廉的页岩气的大量产出，美国的天然气价格大幅下滑。在页岩气生产全面开始前的2008年，天然气价格为8～13美元/MMbtu（英制热量单位，1btu=1.054kJ，1MMbtu为100万btu），而现在为3～4美元/MMbtu（图1）。因为页岩气的生产在2012年度激增至美国天然气总产量的40％，迅速缓解了供应紧张的局面。
但看看页岩气的生产成本，就会发现了另一个情况。日本石油天然气和金属矿物资源机构（JOGMEC）调查部首席研究员伊原贤称，“与中东能以最低成本开采的气田相比，美国的页岩气生产成本是其3倍左右”，这令人颇感意外。既然如此，页岩气为什么还具有成本竞争力呢？答案是，页岩气是在美国国内开采，然后用管道运往美国的需求地；而跨海的中东地区的天然气必须以极低温度液化、缩小体积后，在保持极低温度的情况下用船运输，成本当然会因此而上升。这就是生产成本是气田3倍的页岩气能够使美国天然气价格下降的原因。
在页岩气全面开采之前，美国被认为是天然气进口大国。仅凭来自邻国加拿大的管道供给并不能满足需求，美国还推进了在中东将天然气压缩成LNG后运到美国的项目。因此，美国接连在卡塔尔建设了天然气液化设备，并在美国东海岸建设了LNG储藏设备。平均下来，LNG液化的成本大约是3美元/MMbtu，运输成本为3美元/MMbtu左右，天然气价格中总共有6美元/MMbtu左右的附加成本。
在美国市场上，来自中东的LNG如果售价10～13美元/MMbtu就完全能盈利，但如果加上6美元/MMbtu附加成本，在之后陆续展开的与页岩气的竞争中则处于非常不利的地位。这样一来，从中东进口LNG的项目无始而终。随着页岩气生产的扩大，曾被视为天然气进口大国的美国将摇身一变成为天然气出口国。这使得全球天然气市场发生了巨变。
2017年美国LNG将进入日本
向美国的出口之路被堵死的中东LNG转向了欧洲市场（图4）。以前，欧洲的天然气主要是从俄罗斯通过管道供应，现在又增加了中东的LNG。另外，随着美国从煤炭火力发电转向天然气火力发电，煤炭的供应紧张局面也得到缓解，价格降低的美国煤炭也流入了欧洲市场，并引发了价格竞争。
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图4：美国扩大页岩气生产的影响 页岩革命对全世界产生了很多影响。对日本来说，今后可能会产生天然气价格下降的好影响。 |
但这一切暂且还都和日本毫无关系，日本仍然在购买昂贵的LNG。不过，这种情况已开始出现改变的迹象。因为，预计美国产LNG将从2017年前后开始出口到日本（表）。
以目前的价格来计算，美国产LNG的价格为将近4美元/MMbtu，再加上液化和海上运输的6美元/MMbtu成本，日本的进口价格约为10美元/MMbtu。而日本2012年进口天然气平均价格为17美元/MMbtu（日本能源经济研究所调查数据），由此价格可降低约4成。日本2012年的天然气进口金额约为6.2万亿日元，如果降低4成，可削减约2.5万亿日元费用。
不过，美国的天然气出口采取审批制，因此不可能满足日本的全量进口需求。但只要能确保廉价的供应商，就会成为与中东和非洲等地的供应商谈判的有力武器。
页岩油的成本是传统原油的10倍
美国的页岩革命不仅限于天然气，页岩油的产量也在快速增加，2008年约为50万桶/日，到2012年增加了3倍，达到200万桶/日（JOGMEC推测）。
不过，页岩油在生产成本方面还存在课题。JOGMEC的伊原称，目前页岩油的生产成本是现有原油的约10倍。“成本最低的中东大油田，原油约为5美元/桶，而页岩油约为50美元/桶”。但除去雷曼危机之后那段时间，最近几年的原油价格一直保持在70～110美元/桶，因此开采页岩油依然合算，而且其收益性要比天然气高。因此，美国的页岩革命正在从天然气向原油过渡。
原油无需液化和极低温运输，没有这部分成本，因此页岩油并未引起美国原油价格的大幅降低。200桶/日的产量与原油的总产量相比也是微乎其微，不会成为大幅改变世界原油交易的因素。东丽经营研究所的福田表示：“也许有降低原油价格的效果，但这种效果可能只在美国才有。”
页岩气储量庞大
接下来介绍今后可能发生的事情。美国的页岩革命会怎样发展下去呢？这一点可以参考国际能源署2012年11月在“世界能源展望2013”（World Energy Outlook 2013）中发布的预测。美国将超过沙特阿拉伯和俄罗斯成为世界最大的天然气和原油生产国。天然气方面将于2015年超越俄罗斯，原油方面将于2017年超越沙特阿拉伯。
那么，始于美国的页岩革命在全世界会扩大到什么程度呢？仅美国一国扩大页岩气和页岩油生产，就对全世界的能源市场和制造业产生了巨大影响，如果世界各地都开始大幅增产廉价的页岩气和页岩油，其影响无法估量。
目前最受关注的是，何时以什么样的价格供给多大量的页岩气和页岩油。这一点很难准确预测，基本数据可以参考美国能源情报署2013年6月10日发布的《全球页岩气和页岩油资源量评估报告》。
对全球主要的页岩层（41个国家的137个页岩层）进行评估后发现，从技术上来说，页岩气的可采集资源量为7299Tcf（20.7万km3，图5），页岩气以外的天然气的可采集资源量为15583Tcf（44.1万km3），这样算来，页岩气储量相当于其他天然气的47％。
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图5：全世界的页岩气从技术上来说的可采集量 页岩气技术上的可采集量为7299Tcf（20.7km3），相当于页岩气以外天然气的技术上可采集量15583Tcf（44.1万km3）的47％。图由JOGMEC根据美国能源情报署2013年6月10日发布的报告制作。 |
各国的页岩气可采集量方面，第一位为中国的1115Tcf（3.16万km3），第二位为阿根廷的802Tcf（2.27万km3），第三位为阿尔及利亚的707Tcf（2万km3），第四位为美国的665Tcf（1.88万km3），第五位为加拿大的573Tcf（1.62万km3）。率先产出页岩气的美国其实只排名第四。
而页岩油技术上的可采集资源量为3450亿桶（图6）。此次是首次公开页岩油的储量，3450亿桶相当于传统原油技术上可采集资源量（30120亿桶）的11％。现阶段掌握的页岩油储量还非常低。
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图6：全世界的页岩油技术上的可采集量 页岩油技术上的可采集量为3450亿桶，相当于以往原油的技术上可采集量30120亿桶的11％。图由JOGMEC根据美国能源情报署2013年6月10日发布的报告制作。 |
各国的页岩油可开采量方面，第一位为俄罗斯的750亿桶，第二位为美国的581亿桶，第三位为中国的322亿桶，第四位为阿根廷的265亿桶，第五位为利比亚的261亿桶。
不过，技术上的可采集资源量是指，暂不考虑经济效益，只是纯粹从技术上来说的可开采量，因此并不清楚多大的量才能盈利以及何时能进入实际生产。
在页岩气储量最大的中国，开发页岩气面临的一些课题已经明确。据JOGMEC的伊原介绍，这些课题包括：（1）页岩层比美国深，开采成本高；（2）需要建设开采后用来运输气体的管道等基础设施；（3）地层复杂；（4）难以确保水压致裂法所需要的用水，等等。其他国家也正处于调查开发页岩气的可能性的阶段，因此美国和加拿大以外地区的生产扩大可能并非易事。
今后将陆续介绍页岩革命会为树脂等有机材料、钢铁的供给以及汽车带来怎样的变化。（作者：高田宪一，日经能源环境网 供稿）
