美国页岩油的“天花板效应”及其影响.pdf

伦敦经济月刊（ 2013 年 1月） 2013 年 1 月 18 日 中银 研究产品系列 经济金融 展望 季报 中银调研 宏观观察 银行业观察 人民币国际化观察 作 者 ： 边卫红 中国银行国际金融研究所 电 话 ： 010 - 6659 2776 签发人：陈卫东 审 稿： 钟 红 边 卫红 联系人 ： 梁 婧 电 话： 010 - 6659 4097 对外 公开 全辖传阅 内参 材料 2017 年 7 月 25 日 2017 年 第 19 期 （总 第 190 期 ） 美国页岩油的 “ 天花板效应 ” 及其影响 近年来，由于技术革命使得页岩油成为影响国际原油市场的重 要因素，其迅速发展越来越深刻地影响着国际能源格局。随着更深层次 技术进步 的 发展 ， 页岩油或将进一步降低成本，扩大产量， 在国际原油市场中更具有竞争力。未来页岩油产量仍受到诸多不确定性因素影响，但在油价高涨时页岩油生产商将会迅速增产，成为压制国际石油价格增长的“天花板”。预计 2017 年年内 WTI 原油价格维持在 45-55 美元 /桶区间 ， 2018 年国际原油价格有望升至 55-60 美元 /桶的价格水平。 国际金融研究所 宏观 观察 2017 年第 19 期（总第 190 期） 1 美国页岩油的“天花板效应”及其影响 近年来，由于技术革命使得页岩油成为影响国际原油市场的重 要因素，其迅速发展越来越深刻地影响着国际能源格局。随着更深层次 技术进步 的 发展 ，页岩油或将进一步降低成本，扩大产量， 在国际原油市场中更具有竞争力。未来页岩油产量仍受到诸多不确定性因素影响，但在油价高涨时页岩油生产商将会迅速增产，成为压制国际石油价格增长的“天花板”。预计 2017 年年内 WTI 原油价格维持在 45-55 美元 /桶区间 ， 2018 年国际原油价格有望升至 55-60 美元 /桶的价格水平。 一、页岩油市场演进： 2006 年后进入快车道，增长是大趋势 20世纪 70 年代，美国能源部曾广泛推动页岩油生产相关技术。 20 世纪 90年代中期， Mitchell 能源公司曾开展过一些较为商业化的开采活动。但是在很长一段时间内，页岩油的产量和影响均微不足道，页岩油生产一直属于试验性质。 2006 年以后，页岩油行业获得长足的发展，正式登上国际能源市场的舞台。从产量波动情况来看， 2006年之后的页岩油发展可以分为以下四个阶段： 第一阶段为页岩油产量爆发式增长的阶段（ 2006-2008 年）。 在这一阶段，国际经济过热，以石油为代表的大宗商品价格迅速上升 。同时，页岩油行业处于萌芽期，投资者刚刚建立对页岩油技术的信心。在外部有利环境和自身产业阶段的双重影响下，各大能源公司纷纷加大投资，寻找新的页岩油气资源。在这一阶段，页岩油生产初具规模，相关开采技术不断完善，产业高度分散。页岩油产量出现迅速增长，但总生产量依然较小。 第二阶段为金融危机阶段（ 2008-2010 年）。 2008 年的金融危机对页岩油行业的发展产生了重大的影响。一方面，由于金融系统的紊乱，页岩油企业在现金流方面受到很大制约。另一方面，金融危机严重影响了国际经济，大幅降低了大宗商品的需求，使得原油价格 断崖式下跌。尽管页岩油生产商受到美国政府一定的资金支持，但是由于国际原油价格依然处于低位，页岩油生产商无利可图，产量依然处于萎缩之中。 2 2017 年第 19 期（ 总第 190 期 ） 第三阶段为复苏阶段（ 2010年持续至今）。 2010年以后，油价从金融危机后的低点出现了一定程度的回升。同时，页岩油开采技术在这一阶段出现了长足的进步，开采成本大幅下降，虽然没有达到海湾国家水平，但其成本也具有足够的竞争力。在这一阶段，虽然页岩油产量也曾由于低油价而减少，但总体而言，页岩油产量呈现增加的趋势，并根据原油市场价格迅速调整。 二、美国页岩油产业的崛起 （一）美国 页 岩油 可开采资源量位居世界第二 页岩油是以游离态、吸附态、溶解态、凝析态等多种形式存储于生烃页岩层系中，具有开采价值的液态烃类。目前所谓的页岩油其实是存在于页岩层中的致密油。页岩油广泛存在于世界各地，在各个大洲均有分布。根据美国能源信息署（ EIA）的估计，世界上的页岩油可开采资源总量约为 345 亿桶，相当于全球原油储量的 10%。页岩油技术可开采资源量最多的国家是俄罗斯；美国的页岩油技术可开采资源量位居世界第二位，约占世界页岩油资源总量的 16.8%； 中国页岩油技术可开采资源量位居世界第三（见图 1）。 图 1： 世界页 岩油气储量及分布 （单位：亿桶） 资料来源： EIA 宏观 观察 2017 年第 19 期（总第 190 期） 3 （二）美国页岩油成为世界原油供给 的 重要部分 尽管页岩油资源广泛存在于世界各地，但是由于自然环境、地质构造和技术水平等因素的限制，页岩油开采并没有在全世界大规模普及。目前，世界上只有美国和加拿大进行了大规模商业化的开采活动。其中，美国页岩油的生产占绝对的主导地位。美国页岩油在国际石油市场中也具有重要的地位，并且其影响力仍然在不断加强。根据 2017 年 5 月的数据，世界原油总产量约为 9167 万桶 /日，北美页岩油产量约为 528万桶 /日，占世界总原油产量的 6%。 图 2： 2017 年第二季度世界石油供给构成 资料来源： Bloomberg 美国页岩油资源主要集中在几个区域，分别为 Permian 页岩区、 Bakken 页岩区、Eagle Ford 页岩区、 Barnett 页岩区、 Niobrara 页岩区和 Utica 页岩区。其中，Permian 盆地页岩油产量最大。截至 2017 年 5 月， Permian地区产量约为 242.1 万桶 /日； Bakken 区块产量为 102.6 万桶 /日； Eagle Ford 地区产量约为 124.4 万桶 /日。上述三个区块目前约占美国页岩油总产量的 90%。 8.64%8.38%4.93%2.32%2.91%4.56%32.70%7.10%14.36%4.65%12.35%U.S.（ 48 States) U.S.（ Offshore） CanadaMexico North Sea Other OECDOPEC Crude Oil Portion OPEC Other Liquid Former Soviet UnionChina Other Non-OECD4 2017 年第 19 期（ 总第 190 期 ） 图 3： 美国页岩 油主要产区位置和产量月度变化情况 （ 2015.1-2017.3，单位：千桶 /日 ） 资料来源： EIA （三）技术变革发挥了重要作用 页岩油是一种非常规油气资源，其发展状况直接取决于相关油气资源采集技术的发展情况。页岩油的决定性技术有两种：水平钻井技术和水力压裂技术，其中，以水力压裂技术最具特色。这两种技术提高了效率，令石油生产商可以在丰度相对较低的页岩层进行商业化开采。水力压裂技术最早可以追溯到 19世纪，不过当时只是试验性质。受惠于设备制造能力的提升，相关技术在 20 世纪 50 年代得到迅速发展。 20 世纪70 年代中期，受到石油危机的严重冲击之后，美国能源部积极推动页岩油气的商业化生产。在这一阶段，相关技术得到迅速发展，并最终演变为现在的页岩油 气开采技术。近年来，随着技术进步，页岩油的开采成本不断降低，市场竞争力才得以不断加强。 三、页岩油成本是世界原油价格的“天花板” 和传统的石油生产相比，页岩油生产过程具有以下特点： 第一，固定投资较低。页岩油生产相对于传统石油生产而言，其生产流程较为简便，无需大规模勘探钻井，固定成本较低。 第二，生产决策较灵活，投资周期短。由于页岩油生产的简便性，生产商随时可以做出是否生产的决策，进入成本和退出成本都很低，产量决策易于实现。 宏观 观察 2017 年第 19 期（总第 190 期） 5 这两点决定了页岩油产量具有很高的价格弹性。页岩油生产商会根据油价的历史走势或预测的 未来价格水平决定生产数量。当国际油价上升，超过页岩油开采成本时，页岩油生产商可以迅速提高产量。从历史走势中我们可以看出，油价水平的变化确实会对页岩油的生产造成影响，该影响大概有 4-6 个月的滞后期。 值得注意的是，页岩油厂商对待油价的态度非常灵活。即使油价低迷，如果页岩油厂商相信未来油价会上涨，生产商也会大量投资，开发新的钻井以增加产量。 作为具有替代效应的非传统能源，页岩油的生产成本已经成为国际原油价格的上限，即“天花板效应”。当国际原油价格达到或高于页岩油的成本集中区，页岩油就会迅速增加产量，改变供需平衡 ，在较短的时间内就会令价格下降，使得油价长期内很难超过页岩油成本（见图 4、图 5）。 图 4： 美国各页岩油地区生产成本 资料来源： Bloomberg $0.00$10.00$20.00$30.00$40.00$50.00$60.00$70.00Wolfcamp- Reeves (TX)Eagle Ford- DeWitt (TX)Wolfbone - Reeves (TX)Bakken- McKenzieBakken- McKenzieSpraberry - Martin (TX)BoneSpring - Play AverageEagle Ford- Karnes (TX)Bone Spring -Eddy (NM)BoneSpring - Lea (NM)Bakken- MountrailSpraberry - Play AverageSpraberry - Upton(TX)Bakken- Play AverageEagle Ford- Play AverageWolfcamp -PlayAverageBakken- Dunn(NW Dunn)EagleFord -Live Oak (TX)Bakken- WilliamsEagleFord -LaSalle(TX)Eagle Ford- Atascosa (TX)Eagle Ford- Lavaca (TX)Wolfcamp- Reagan(TX)Bakken- Williams (Alamo)Wolfcamp- Irion (TX)Eagle Ford- Dimmit(TX)6 2017 年第 19 期（ 总第 190 期 ） 图 5： 美国页岩油各区块生产成本 （单位：美元） 资料来源： Bloomberg 页岩油的主要生产地是在美国，因此页岩油的产量会很大程度 上 影响美国库存。近来，页岩油的增产是支撑高企的美国原油库存的重要原因（见图 6）。美国原油库存的高低对国际油价变化具有显著的影响。 图 6： 页岩油产量和美国原油库存走势 注：左轴为原油库存；右轴为石油产量 资料来源： Bloomberg 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90BakkenEagle FordNiobraraPermian DelawarePermian Midland2014 2015 201601000200030004000500060007000800090001000001000002000003000004000005000006000007/2010 11/2010 3/2011 7/2011 11/2011 3/2012 7/201211/2012 3/2013 7/201311/2013 3/2014 7/2014 11/2014 3/2015 7/2015 11/2015 3/2016 7/2016 11/2016 3/2017美国月度原油库存总计（千桶） 美国 48州石油产量 (MBPD)宏观 观察 2017 年第 19 期（总第 190 期） 7 页岩油属于轻质原油，北美页岩油的大量生产会影响美国轻质原油的进口量，从而改变国际市场轻重油供给结构，炼化厂也会根据轻重油的供给变化调整其混合配比。总的来说，页岩油产量会很大程度上影响轻油与重油的价差。 四、未来页岩油市场所面临的不确定因素 （一）全球经济复苏乏力，化石能源需求仍然疲软 金融危机过去近 10年，世界各主要经济体已经踏上复苏之路，但各主要工业国家的经济复苏状况并不强劲。中国作为世界最大原油需求增长的来源，现在正在经历去产能、供给侧改革等结构性调整阶段，其经济增速有所放 缓。 OECD 国家基本完成工业化，正在向绿色低碳方向发展。世界经济温和复苏，但经济增长依然乏力，对能源的需求不会十分旺盛（见图 7）。 图 7： 全球原油需求变化 （单位：百万桶 /日 ） 资料来源： Bloomberg (二）世界非常规原油开发方兴未艾，竞争者不断出现 虽然目前美国页岩油产业在国际市场上具有绝对的领军地位，但其他国家也正在积极勘探开发，发展本国的页岩油产业。俄罗斯具有巨大的页岩油资源潜力，其石油公司正在积极和世界石油巨头合作，在包括 Domanik 页岩区在内的多块区域进行试验01020304050602002 Q32003 Q12003 Q32004 Q12004 Q32005 Q12005 Q32006 Q12006 Q32007 Q12007 Q32008 Q12008 Q32009 Q12009 Q32010 Q12010 Q32011 Q12011 Q32012 Q12012 Q32013Q12013 Q32014 Q12014 Q32015 Q12015Q32016 Q12016 Q32017 Q1China OECD Non-OECD8 2017 年第 19 期（ 总第 190 期 ） 性开采活动；澳大利亚正在和英 国北方石油公司合作勘探该国的数个盆地；阿根廷国家石油天然气公司已经在国内的 Vaca Meurta 页岩区开发了数十口钻井并准备继续追加投资。 尽管上述国家在开发过程中遇到了较多的问题，并且产量相对而言有限，但是从中长期来看，一旦问题得到解决，其丰富的储量将会对美国页岩油行业形成压力，是后者的有力竞争者。 另外，美国页岩油未来可能的竞争者是深海油。最近有报告指出深海原油的生产成本已经降至约 50美元 /桶。巴西、加拿大等非 OPEC国家近期深海油出口不断增加。墨西哥湾的海上油井最近也已经显现出活力。如果趋势得以持续， 北美市场原油供给将再次过剩，美国页岩油生产也将受到直接冲击。 （三） OPEC 政策仍有变数，利好、利空因素均存在 OPEC 达成了减产协议，减产的目标是维持现有原油供需结构，保持油价稳定。然而， 2017 年 6 月份 OPEC 原油产量上升 ， 减产协议执行不力 。 6 月份 OPEC 原油日产量 环比 上升近 1.4%，至 3,261 万桶，主要是利比亚、尼日利亚、安哥拉、伊拉克和沙特阿拉伯产量增加。 市场依旧怀疑 OPEC 的减产计划能否被忠实地执行。 利比亚和伊朗被认为是削弱 OPEC 减产计划的重要因素。作为 OPEC 减产协议中被特殊对待的国家，利比亚并不完全受到 OPEC减产协议的限制。根据利比亚国家石油公司的声明，其日产量已经上升至 82.7万桶。受利比亚增产的影响， 2017年 5月份 OPEC原油产量小幅度上升，为年内首次。伊朗是另一个不确定因素。 OPEC 并不能完全辖制伊朗，而伊朗也有意重新夺回其石油市场份额。伊朗积极和西班牙、日本等国家开展合作。伊朗正在全力推行输油管线等能源项目，未来有望继续扩大对国际市场的出口额。作为页岩油的最有力竞争者， OPEC 减产协议 的效果会严重影响页岩油生产商的决策。如果 OPEC减产切实提升了原油价格，对原油市场的乐观前景会促使资金投入到页岩油行业中；反之，如果 OPEC 减产效果不明显，页岩油生产速度可能继续放缓。 另外一个不确定的因素是沙特阿拉伯的出口政策。由于美国原油库存数据会影响宏观 观察 2017 年第 19 期（总第 190 期） 9 国际油价的变化，沙特可能考虑对美国减少原油出口，以削减美国原油库存。如果该项政策得以实施，那么页岩油在美国市场所面临的竞争压力就会减轻。美国的原油需求会促使页岩油产量的上升。 （四）国际油价是影响页岩油产量的重要因素，但对冲头寸也会引发意外波动 一般而言， 页岩油产量会随原油价格变动而做出反应。然而页岩油厂商积极参与金融市场，往往会在合意的油价水平上运用各种金融工具对冲未来头寸，提前锁定价格。 目前，页岩油生产商增加对冲头寸，达到其未来产量的至少 50%以上的水平。尽管近期国际原油价格波动剧烈，并且诸如 OPEC会议等风险事件频发，不过由于对冲手段的存在，页岩油生产商依然继续生产。同时，油价对冲也锁定了页岩油生产商的现金流，使得后者可以从容地筹集资本，开发新的钻井（见图 8）。 图 8： 2017 年部分页岩油生产商页岩油生产对冲比例 资料来源： Bloomberg 五 、前景展望 页岩油作为一种非常规能源，其前景可期，未来将改变美国在国际能源市场中的0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%70.0%80.0%90.0%100.0%