【睡前消息395】种粮靠煤炭，做饭指望页岩气

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大家好，2022年2月18日星期五，欢迎收看395期睡前消息，请静静介绍新闻。

1月18日，发改委组织新闻发布会，谈到春耕化肥将高位运行，需要启动化肥保供稳价工作机制，才能保证供应。最近几天，国际财经媒体发现，过去18个月化肥价格涨了两倍，担心会引发粮食危机。督工，化肥价格为什么暴涨？

中学化学和生物课都介绍过化肥，主要包括氮、磷、钾三种，其中磷肥和钾肥几乎完全依靠天然矿产，不是想增产就能增产的，我们第13期节目介绍过中国在西部盐湖开发钾肥，199期分析了中国和西撒哈拉的磷肥资源，这都是矿业话题。唯独氮肥基本上是工厂里生产，这一次肥料价格上涨，主要也是说氮肥。

氮肥分很多种类，硝铵、硫铵、尿素，但中学化学告诉我们，所有氮肥生产的基础都是合成氨，合成分子式一氮三氢的氨，生产工艺主要是把氮气和氢气放到特定的温度和压力下结合。

空气的78%都是氮气，很容易就能提取氮，但地球上的氢基本上都是化合物的形式，所以合成氨的前提是生产氢气。一旦有了氢气，合成氨本身是个放热反应，需要的能源绝对值就不算多了。获取氢气消耗的能源和原料，决定了氮肥的成本。

现在世界各国主要采用天然气制氢，过去天然气价格比较低的时候，总成本的50%要用来买天然气。而天然气制氢法提供了全球70%的合成氨，所以天然气价格决定了世界氮肥价格。过去18个月，全球天然气价格飙升了两倍以上，合成氨价格肯定水涨船高。

好在天然气这对中国影响没那么大，因为除了用天然气制造的70%氮肥，还有30%其他形式的氮肥产量，主要是用煤制造氨，而这些煤化肥工厂几乎都集中在中国。最近煤炭价格也有波动，但毕竟比天然气好一些，而且中国产煤多，可以尽量调控，所以中国的氮肥供应还是有把握的。

其他国家造氮肥以天然气为主，为什么中国要用煤炭呢？

天然气本身就含有氢，用天然气制氢而且能耗低。我国化肥生产企业统计过，以天然气合成一吨氨，消耗的能源相当于1.36吨标准煤，改成用煤造氨气，需要1.87吨标准煤，能耗差了接近一半。而且相同规模的天然气制氢装置成本只有煤制氢装置的40%左右。如果有选择的话，中国也想用天然气造氮肥。

但是，中国过去买不起，也买不到那么多天然气。在21世纪之前，要把大量的天然气运到远方主要靠管道，没有管道和修不起管道的地方，就用不上天然气。当时最主要的天然气国际贸易是苏联利用管道卖天然气给欧洲。前苏联和欧洲都是利用前苏联地区的天然气造化肥，美国用自己的天然气造。只有中国，冷战期间不可能和俄罗斯修管道，后来运输天然气的LNG船也没发展起来，所以只能基于自己的资源，用煤炭造化肥。后来虽然美国页岩气和卡塔尔的天然气产量暴涨，用LNG船队到处销售，但这个时候中国的煤炭合成氨工业已经建成了。

中国用煤造化肥，成本肯定要高一些。但对于中国这样的农业大国，要解决几亿人口的吃饭问题，再贵也要有足够的化肥供应。结果中国的化肥产业反而形成了一定程度的抢跑效果。

在LNG船出来之前，缺乏天然气供应的国家都严重依赖美欧苏的合成氨工业。在日本经济的黄金年代，其他产品都在世界上发展很快，但是到1983年，日本合成氨产量也只有不到300万吨，而且还主要依赖昂贵的重油。同时期中国其他工业品产量大大低于日本，但合成氨产量是日本的五倍多，就是因为中国化肥工业不依赖天然气。现在全世界每年可以造2.2亿吨合成氨，中国产量超过四分之一，依然是全世界唯一远离天然气主产区的合成氨基地。

现在中国已经开始从俄罗斯和中亚购买管道天然气了，海上也能建造全世界最大的LNG船，未来会不会用天然气造氮肥？

现在用于生产合成氨的天然气占全球总产量的5%左右，已经是天然气消费中最重要的版块之一。而中国合成氨企业消耗的煤炭每年大概7千万吨左右，都换成天然气，至少需要多买3000万吨天然气，2021年全球液化天然气贸易量只有3.5亿吨左右，3000万吨占了8-9%。对于天然气这种交易量比较稳定的大宗物资，增加9%的订货，必然导致全球市场价格疯涨，甚至可能再翻倍。

去年我国已经进口了8140万吨液化天然气，世界最多。在卖方市场上这种大买主地位非常不利，尤其是现在大卖家只有卡塔尔、澳大利亚和美国，几乎可以算作一个资源同盟，中国不能再增加进口了。就算想增加，我们也未必能买到3000万吨天然气。

从短期来看，这次天然气危机源于欧洲和俄罗斯关于北溪管道的矛盾，但是在北溪管道争议爆发之前，2020年中，天然气价格已经开始急速上涨，最高峰超过2020年中的三倍，现在也有两倍多。2020年左右化肥企业利润率也不算高，现在主要原料价格涨了一倍以上，唯一的选择就是涨价。

从长期趋势看，尽管俄罗斯可能增加产量，但中国大陆和印度的潜在需求不断增长，而德国、台湾喊着要减少碳排放，却不肯要核电站，非得进口天然气。无论他们实际上买了哪国的天然气，结果都是稀缺和涨价。所以，天然气和化肥涨价是必然的结果。

为了吃饭，北美、俄罗斯利用本土的天然气供应，可以给自己的化肥企业长期协议价格，但欧洲这种买天然气的就会用几倍的价钱去造化肥。当然欧洲也买得起，第三世界那些进口化肥的国家就难说了。比如非洲现在也有13亿人口，非常依赖氮肥，很多小氮肥厂靠进口天然气维持生产，连哈萨克斯坦这种天然气大国的化肥厂都开始停产了。今年的粮食危机可能从工业开始。

说到天然气供应，2021年，美国通过开采页岩气，超越了卡塔尔和澳大利亚，成为全球第一大液化天然气出口国。过过去美国作为发达国家，一直要进口资源，70年代石油危机的时候还因为高油价出现过经济衰退，现在美国每年出口7000多万吨液化天然气，已经可以用天然气贸易控制欧洲乃至其他国家了。

终于，美国首次成全球第一大LNG出口国！欧洲气荒是“神助攻”？|天然气|页岩气_网易订阅open in new window

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与其同时，中国超过日本成为世界第一大液化天然气进口国，2021年中国液化天然气进口量已经有8000多万吨，比美国的出口量还大。

督工，中国的页岩气储量也十分丰富，有没有仿照美国模式，开发本土页岩气的项目呢？

从地理条件和产业积累来看，在中短期未来，本土页岩气开发不太可能达到美国的规模，但最近几年中国页岩气开发也有显著进步，年产量超过200亿立方米，已经超过美国之外所有国家了。

2015页岩气占天然气产量比例只有3.4%，现在超过10%。每新增三立方米的天然气产量，就有1立方米是页岩气。

而且中国页岩气产业并不是只有开采环节，还拉动了天然气设备的开发。比如说杰瑞股份、石化机械、宝石机械、三一重工，都在给石油国企造国产压裂设备，产业链越来越完整。

最近几年，国内天然气消费量和产量都不断增长，但总体来说消费增长更快，天然气自给率已经降到60%了，中亚国家稍微动荡，东部省份的地暖就出问题。未来中国天然气新增产量主要指望页岩气。同时，中国2020年的原油自给率已经下降到26.5%。页岩气和页岩油资源的开发，就算成本高一些，也是中国重要的战略安全技术储备。

中国页岩气产量追到了世界第二，主要在哪些方面取得了技术突破呢？

无论是中美，开发页岩油，页岩气，都要靠液体压裂技术。首先钻井到含有油气的地层，然后用地面高压泵注射压裂液，通过高压应力制造人工裂缝。再注入带有支撑剂的携砂液，填充裂缝。压裂完成后，压裂液返排出来，支撑剂留在地层内，撑住裂缝，让石油和天然气流到钻井的地方。要完成这个流程，需要完成数千米的钻井，需要维护高压管网系统，更重要的是探测复杂的地下岩层信息。中国的石油国企加上前面提到的那些产业链配套企业，现在基本解决了制造裂缝和利用裂缝的全流程。

压裂技术视频：

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气井压裂-桥塞分段式射孔分段式压裂高清动画演示-采气工艺展示-采气工考试教学_哔哩哔哩_bilibiliopen in new window

02 页岩气大型压裂技术_哔哩哔哩_bilibiliopen in new window

用暂堵球 + 暂堵剂控制地下裂缝的走向

压裂开采流程

压裂法生产页岩气模型，摄自2020工博会

中国基本解决了全产业链技术，页岩气储量也不少，为什么开采量和美国还有明显差距呢？

中国页岩气理论储量比美国还大，但具体产量还要看开采难度。

今天的北美大平原，在中生代晚期曾是一片浅海，沉积了大量生物有机质，所以油气储藏多。除了普通油气田之外，还有储量大、埋藏浅的页岩气。直到今天，这片平原仍然地形平坦，地下页岩层形状规整、脆性好，容易产生可控的压裂。所以美国最先发展出页岩气技术。

而且开采成本不仅仅和地质条件有关，和现在的地表条件也有关系。美国地广人稀、水源丰富，无论是征地代价还是运营成本都低，所以一旦拥有页岩气技术，很快就变成了天然气出口国。

相比之下，中国主要地质构造处于海陆交界地区，板块构造扭曲、破碎，结构复杂，海相地层往往被压在陆相地层下面，虽然有理论储量丰富的页岩油气，但普遍埋藏深，开采难度大，气井的开采寿命短，成本没法和美国比。相比之下，四川算是国内最接近美国开采条件的地区。

首先，四川盆地拥有中国少见的的海相地层构造，其他几处海相地层分布在塔里木盆地、鄂尔多斯盆地，渤海湾盆地，都非常缺淡水。压裂法开采油气，一口井需要四五万立方米淡水，这只有在四川盆地利用长江水系才能满足。

不过四川页岩气田也只能说是开采条件在国内相对优越，和美国没法比。美国很多含油页岩深度在2000米左右，BJ、双S这些公司提供的压裂设备主要根据美国平原地形设计，最多开采4500米的页岩油页岩气，再深就不感兴趣了。到了中国， 65%的页岩气埋深超过3500米，超过4500米的岩层也很常见。所以中国产量很难达到美国水准。

反过来说，中国也不可能通过简单地引进美国技术解决问题，大多数工作流程和设备都要自己开发。

国内页岩气开发的第一阶段是2005-2010年，证实了国内存在丰富的页岩气储量；第二阶段是2011-2018年，油气企业逐步掌握了水力压裂技术，开始利用水平井、水力压裂实现规模化商业开采；在此期间，我国还实现了钻完井、测录井、压裂试气、环保四大工程技术的国产化。国家863项目专门支持了压裂设备和柱塞泵的国产替代。经过中国恶劣地质条件的磨练之后，杰瑞股份等民营企业已经开始向美国页岩气田出口成套压裂装备。美国页岩气产量提升，中国也能赚一笔设备钱。

2019年起，国内页岩气开采进入第三个阶段，追求集约化开采，在四川宜宾、自贡、内江、泸州和重庆永川找到了页岩气储区，探明储量超万亿立方米。2020年7月1日，财政部发布《清洁能源发展专项资金管理办法》，，按照“多增多补”的原则分配补贴，开采量比上一年多，按照超额程度给梯级奖补；比上一年少，就要扣奖金。国家的指导政策已经从全面撒钱，转向鼓励增量和效率了。

在政策指导下，过去几年中国页岩气的单井成本显著下降，目前差不多是美国单井成本的1.3倍。考虑到地质条件上的巨大差异，这是一个了不起的成就。

页岩气技术会怎么改变普通中国人的生活？

首先是改变了四川人的生活。现在在全国城镇人口天然气普及率刚刚超过50%，四川城市燃气普及率已经超过90%。

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像宜宾、涪陵这种地方，天然气供应网已经超出了城市，开始覆盖大多数乡村。内江市宣布页岩气属于支柱产业。成都市甚至利用天然气，在长江流域开始推行老城区集体供暖改造计划。这都是四川本土居民的福利。

好消息，成都燃气集中供暖来了！_四川在线open in new window

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现在中国媒体喜欢说天然气是清洁能源，这个说法其实是相对而言的，主要原因是之前我们太依赖烧煤了。从环保角度说，天然气也有一定的问题，将来要考虑碳排放和碳回收。但对于现代城市生活来说，天然气用起来实在太方便了，所以一旦普通老百姓能用上，就会快速替代其他的烹调、取暖方式。当年液化气罐用了十几年时间淘汰了烧柴烧煤的灶台，现在页岩气技术和配套的管道，也会用类似的速度渗入大多数中国家庭。

中国人均资源不算丰富，将来页岩气也许有产量逐渐下降的一天，但这一波天然气周期起码有几十年。将来依托页岩气建立的管网和储存设备也不会浪费，可以用西部北部的光电风电搞人工合成甲烷，继续向每个家庭输送最方便使用的能源。也许有一天，中国的石油国企会变成一个依托管网运营的新能源企业。

另外，页岩气是少数埋藏几千米深度也有开发价值的矿产。平时人类对大多数几千米深度的岩层都只做科研探测，现在中国自己搞页岩气技术，可以在传统油田之外得到大量的深层地质信息，比如说微重力差异、电阻率、传声、地磁数据，为下一步开发页岩油提供了技术储备。美国资本开发页岩气的时候，筹集的相当一部分资金也是用来搞页岩油的。前面提到，中国石油对外依存率还要高过天然气，最近油价因为中东局势和美国印钱而上升，有再次回到100美元以上的趋势。国家为页岩气支付的补贴，一部分也是用来保障未来石油安全的。

接下来回顾最近几期节目弹幕比较密集的段落。

393期节目，我说中国空间站两次提升轨道躲避星链卫星，是因为星链卫星接近寿命末期要变轨。观众列出了详细数据，指出这两颗卫星并没有完成使用周期，而且在变化轨道之后也没有立刻坠毁，所以不应该属于寿命末期主动变轨。我当时的说法的确有问题。

之后，我说太空是没有法律约束的地方，只能凭实力说话，凭实力妥协，道德批判一文不值。当时我用了葡萄牙和西班牙瓜分地球的例子，原话是“只有这两个国家拥有跨大洋殖民能力，一个派出了哥伦布，一个派出了麦哲伦，所以他们认为大航海时代属于自己，和其他国家没关系。”很多观众指出，哥伦布和麦哲伦都是西班牙派出去的。的确这里用达伽马绕过非洲的航行来做葡萄牙殖民能力的代表更合适。

不过，如果说麦哲伦探险是西班牙殖民能力的代表，也不太合适，因为麦哲伦环球旅行的一半旅程是作为葡萄牙军官完成的。1505年，达伽马第一次从亚洲返航还不到6年，25岁的麦哲伦加入了葡萄牙东方探险队，在东非、印度和马六甲海峡附近都参加过殖民战争，还在东南亚带了一个说马来语的奴隶回到葡萄牙。这一来一回，算是穿越了东半球。然后麦哲伦发现自己在葡萄牙混不出头，决定找西班牙国王要几艘船，向西绕过美洲去东南亚。

1521年3月，麦哲伦船队到达了菲律宾，他的奴隶能听懂当地人的口音，意识到这是麦哲伦十年前参加战争的区域。虽然整个西班牙船队只绕了大半个地球，但是麦哲伦和自己的奴隶已经基本完成了环球旅行。到了4月，麦哲伦因为卷入当地人的战争被打死，由部下把船队带回了西班牙。麦哲伦本身的环球航行，和西班牙船队的环球航行，只能说有半程重合，另外半程他20多岁的时候就完成了。

394期，我说湖北荆门市60万人口，市区产业水平不高，没有办法对100万人的钟祥市和60万人的京山市制造向心力，所以有分裂的可能性。这句话并不是开玩笑，大家看湖北行政区地图，可以看到荆门市东南方向就有三个不属于任何地级市的县级市，天门、潜江和仙桃。而武汉市东南部还有一个1000多平方公里的小地级市鄂州，虽然有下辖区，但没有任何县或者县级市。

如果荆门市的向心力不够强，将来很可能由荆门市区和沙洋县构成一个鄂州式经济圈，而钟祥市和京山市和邻居天门、潜江、仙桃一样，直接对省级领导负责。

另外，今天说到化肥的话题，前面主要说了氮元素。从磷肥来看，中国磷肥产量超过世界的三分之一，但储量远远不到三分之一，磷肥是中国未来紧缺资源之一。刚才提到的湖北钟祥市，就有中原地区最重要的磷矿。

394期节目，我提到美国3亿人口的铁路货物周转量达到中国的三分之二左右，在2014年左右还一度反超中国，中国应该学习美国铁路的运营经验和对企业服务意识，提高重载铁路运白货能力。我那一期还说，中国修了高铁网络，应该放弃一些普通铁路的低速客运，保证货运列车准时发车，提高铁路的货运效率，被很多观众抗议。说高铁票价太贵,放弃普通客运列车，是无视了普通铁路沿线的出行问题。另外，还有一些观众说中国高铁网络覆盖率还不够，有钱应该再修点高铁覆盖中小城市，中国铁路服务于民生，应该先解决客运问题，再去运货赚钱。睡前消息280期节目下面也有很多观众表达了类似观点。

我发现，主张修高铁的观众，和主张坚持铁路原有线路低速客运的观众，彼此居然不争论，不认为他们的观点之间有冲突。同时，全部的铁路慢速客运都亏损，开一辆亏一辆，高铁也只有六七条线路赚钱。所以，在铁路资金有限的背景下，观众的这两种意见，可以总结为一点，就是中国铁路应该优先提供廉价客运，以补贴票价满足各个阶层的消费需求，然后再去投资货运赚钱。

中下收入阶层希望廉价的绿皮车，中上收入阶层喜欢方便的高铁，这都没问题，但问题是两个阶层的出行方式都需要国家补贴，我们必须考虑谁来为补贴付钱。如果说希望高收入阶层的票价来弥补亏损，显然铁路的商务座也赚不到多少利润。铁路总公司不可能凭空变出钱来，所以最终只有两个选择，或者是货运赚钱，或者是国家用税收补贴。

现在铁路总公司负债5万多亿，占用大量低息贷款才能维持运营，投资方面已经很难持续前些年的力度了，如果还不强调加强货运，铁路这种本来适合大宗物资和准时发货的运输方式，就会变成一个普惠式的福利机构，失去拉动经济的能力。

当然，很多人说高铁和绿皮车也可以拉动沿途经济，这其实是基于小生产者日常生活的想象。从发展经济角度说，高铁加强了大城市的枢纽地位，同时加强了大城市吸取中小城市资源的力度。目前国内找不到一个靠高铁发展经济的中小城市，就连京沪高铁沿线，通高铁的中小城市如果之前没有不可替代的产业，人口和资金向大城市集中的趋势也在加强。

当然，人口流向都市区这不是坏事，但最好不要用发展沿途经济的理由来赞美高铁，这只反应了在大城市赚到钱，或者在小城市有编制的中等阶层的感受。

至于说绿皮客运发展经济，也是反过来的，之所以铁路沿线居民点不能通过铁路改善本地经济，一个重要的原因恰恰是缺乏高效、准时的铁路货运。所以这些通火车的地方还是显得偏远，还是不能有效沟通大城市周围的产业中心。所以当地居民不能发挥资源和人力优势搞产业，只能通过铁路做点随身带货的小生意。无论从基本逻辑推导，还是从全世界的先例来看，所谓铁路拉动经济，最重要的就是发挥货运优势，因为铁路的优点就是大宗、廉价和准时。

当然，如果铁路既能发展经济，也能提供廉价客运，那当然是最好的选择。但现实是投资不可能无限增加。过去几年向内地铺设高铁网，占用了很多本来应该加强货运铁路的资金。所以去年5月的280期节目说武汉和西安都在减少向周边辐射的高铁，投资重点转向加强普通铁路的货运功能。

我之前说过好几次，人人满意的改革方案，几乎必然是一个无效的和稀泥方案。让所有阶层都收到社会福利的政策，长期来看必然是一个无法持续的政策。只有先投资赚钱提高就业水平，才能考虑普遍发福利。从全社会的角度来看，靠补贴运营的客运是消费不是投资。在背上5万亿债务之后，中国铁路下一步的发展重点，还应该是加强货运，扩大沿海工业的辐射面积，赚钱减少5万亿的债务。观众如果希望做国家的主人，希望国家有长远的前途，就必须承认，建设项目必须有所取舍。

接下来分享几条简讯。

纽约市长亚当斯一直倡导素食，而且要求纽约市的公立学校也推广素食，周一和周五两天不提供肉类，其中周五的饭菜甚至不包括奶酪，可以直接给守戒的和尚吃。

2月7日，美国前总统克林顿公开表态，支持纽约市长亚当斯倡导素食文化的做法。不过克林顿还算个老实人，说他虽然支持素食，但是医生要求他每周吃一次三文鱼。

克林顿支持纽约市长亚当斯公立学校倡导素食-时政-美国中文网 - open in new window

事实证明，总统的话不是随便说的。就在克林顿夸亚当斯的同时，美国一家政治媒体挖出了亚当斯的黑料。这个市长自己经常在餐厅点鱼肉吃，尤其喜欢吃烤鱼。在纽约时报跟进报道之后，亚当斯被迫承认自己的素食不完美，也会偶尔吃鱼。

明目张胆抢劫！纽约高档名品店成目标！自称素食者的纽约市长亚当斯承认偶尔吃鱼！地铁票提供优惠_亚利桑那_新闻_华人头条open in new window

去年365期节目，我们提到了美国里维安电动车公司还没出量产车，上市就拿到1000亿美元市值，被称为特斯拉第二。但是，2022年以来，里维安公司一直没解决核心部件供应问题，做不到2022年量产4万辆车，所以股价大幅度下降，已经从100多美元收缩到60多美元，而且还有继续下降趋势，也许会成为电动车领域又一个泡沫。