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驱动美国页岩气开发的核心因素分析及政策启示_纪瑶 (1)

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驱动 美国 页岩 开发 核心 因素 分析 政策 启示 纪瑶
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2 0 1 5 年 第 7 期( 总第 5 3 5期)Jul- , 2 0 1 5公共管理ECONOM ICMANAGEMENT Vol. 3 7No. 7軀幼義?1 [ 岩 气升农 的核 素 今析&政象肩 承*纪 瑶 , 高新伟( 中国石油大学(华东)经济管理学院, 山东 青岛 2 6 6 58 0)内容提要 : 目前我国能源供给短缺、 消费结构亟需优化的现状,要求我国必须借鉴美国页岩气开发的成功经验,加速国内页岩气开发。现有文献多从定性角度予以研究, 或定量分析单一影响要素 ,尤以技术进步的定性研究较多, 但页岩气开发是受气价、采矿业结构调整和技术进步共同影响的。鉴于VEC模型能够反映多变量间长期均衡关系和短期偏离关系的性质,本文通过运用ADF检验、R&D知识存量测度等定量方法,进一步构建了美国天然气价格、采矿业结构变化、技术进步与页岩气产量间的 VEC模型 ,并给出三个因素对页岩气产量的贡献比例。 从回归系数来看 ,技术进步是提高美国页岩气产量最重要的因素,采矿业结构变化次之;而在页岩气产业开采初期 ,相较于投资开采技术创新和调整采矿业结构升级,适当抬高天然气价格才是提高页岩气产量最关键举措。最后,提出加大国内页岩气开发技术的研发投资、出台税费补贴等政策建议,为今后我国促进页岩气开发及有效利用提供数据支撑及理论借鉴。关键词 :天然气价格;采矿业结构变化; R&D知识存量;页岩气产量; 向量误差修正模型中图分类号 : F4 1 6 . 2 文献标志码 : A 文章编号:1 0 0 2—5 7 6 6 ( 2 0 1 5 ) 0 7—0 1 7 1—1 12 0 0 6 年,美国因页岩气勘探开发技术取得重大都明确提出“推进页岩气等非常规油气资源开发利突破, 成功实现了页岩气的商业化大规模开采,仅用”的要求。 国家能源局为加大我国页岩气资源的2 0 1 0 年,页岩气相关产业就为美国创造了 6 0 多万勘探开发力度,增加油气供应量 ,促进能源结构调新增就业岗位和近7 7 0 亿美元的GDP,使得中东、整和减排, 于 2 0 12 年 3 月 1 6 日发布了《页岩气发展非洲等主要产油国“出口东移” ,并改变了北美甚至规划( 2 0 1 1—2 0 1 5 年) 》 ,为“十二五”规划期间页岩是全球的天然气市场格局和能源消费结构 ,造成近气产业发展制定了 目标与任务。根据美国页岩气来油价持续性下跌,而页岩气也因其在所有非常规资源勘探开发经验及2 0 1 2 年国土资源部发布的资油气资源中开采成本最低而成为最重要的清洁能源评估成果,我国页岩气资源量达 8 6 万 ̄1 6 6万亿源替代品。 美国页岩气革命成功 ,被公认为由技术立方米,可采资源潜力为2 5万亿立方米,发展前景创新、市场价格升高拉动多个中小企业合作、能源良好,然而, 目前我国已钻完的页岩气井仅6 3 口 ,消费结构转型、政府长期补贴技术研发等原因促不到美国的 0 . 0 7% , 页岩气开采尚处于起步阶段。成。现如今,世界其他地区如欧洲、俄罗斯等国均从现有文献及美国页岩气开采经验来看,天然气价开始重视页岩气的勘探开发工作, 随着先进技术的格、采矿业结构变化和技术进步等因素与页岩气开不断扩散,页岩气开发将在全球成为一项重要的资发密切相关, 而我国相关数据不完备,通过分析这源生产项目 。从我国来看,十八大及“十二五”规划三个因素与美国页岩气产量间的定量关系 ,分别得收稿日期 : 2 0 1 5 - 0 4- 2 0* 基金项目 : 国家社会科学基金项目 “我国页岩气资源开发环境规制研究” ( 1 4 BJY 0 7 2 ) ;东营市社会科学基金项目“东营市油气资源开发的环境监管研究” (DYSK( 2 0 1 5 )第 1 2 号) ; 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目“页岩气: 产量、价格与投资研究”( 1 4 CX0 4 0 2 9 B) 。作者简介 :纪瑶( 1 9 9 1 - ) ,女, 山东青岛人。 硕士研究生,研究方向是工业项目经济评价。 E-mail:j ijiangluyao@ 1 6 3 . com ;高新伟( 1 9 6 4-) , 男 ,甘肃镇原人。 教授,博士生导师 ,研究方向是国际石油经济合作。 E-mail : glxgxw@1 6 3 . COm。1 7 1塵——2 0 1 5 年 第 7 期(总第 5 3 5 期)^n?一鑾鈴蠻理出各变量对页岩气产量的贡献大小,再对比中美页长有正向促进作用; 朱学敏等( 2 0 1 2 ) 分析发现 ’第岩气开采条件,确定我国页岩气开采起步阶段各政二产业和第三产业的经济增长是驱动天然气消费策的重要性排序,对保障国家能源安全和促进经济量增长的主要原因。可持续发展具有重要的指导意义。3 . 从技术进步、财政和环境政策人手研究页岩气开采一、相关研究述评 Medlock等( 2 0 1 1 )研究发现技术革新与发展促近年来,有关页岩气开发的研究多从借鉴北美使美国页岩气大量开采,从而使得电力价格急速下开发经验,技术进步、投资及市场推动等角度分别降 ,改变了地缘政治影响力。 国内学者黄玉珍、葛予以介绍 ,尤以 “技术进步能够推动页岩气大量开春梅、董大忠、吴奇等总结了页岩气开发的先进技采”的研究居多。术 ,如同步压裂技术、水平井多段压裂工艺技术等;1 . 以推动天然气价格市场化为基础研究页岩闫存章(2 0 0 9 ) 、潘继平(2 0 0 9 ) 等认为 ,北美页岩气气开采 的成功开发, 归功于页岩气开发技术进步、政府财Rogers ( 2 0 1 1 )指出 ,未来美国和欧洲势必将通税政策支持和天然气价格升高的推动作用等, 建议过液化天然气套利操作、价格联动等方式争夺页岩我国政府应进一步加强对页岩气勘探开发产业支气资源和投资; SUpraptO ( 2 0 1 4 ) 采用基于边际成本持政策的研究, 加强关键技术工艺的研发与创新法最大化经济效益的天然气最优生产模型研究了等;而吴建军、常娟(2 0 1 3 )又强调 , 主要是众多中小Donggi 气田个案, 结果表明 ,适当抬高天然气价格型公司的参与推动了美国页岩气开采技术的快速将提高最优天然气产量限制和增加企业利润。 发展。 除了开采技术和经验都较为成熟的美国 、加2 0 1 2 年 9 月 , 随着我国页岩气第二轮招标的启动, 拿大之外 ,法国、波兰、英国等欧洲国家及其他多数国资、外资、 民资开始纷纷涌 向页岩气开发领域。页岩气储量大国均因能源压力和环境保护的冲突,孙书博( 2 0 1 3 ) 指出 ,要实现页岩气全球大规模开发对页岩气开发产业和水力压裂法等开采技术持谨应用 ’则需迈开市场化步伐, 推动气价市场化工作;慎态度, 非常规天然气开发举步维艰( 刘满平,国家能源局油气司司长张玉清表示 , 国家鼓励多元2 0 1 2 ) 。资本进人页岩气市场, 页岩气开发将采取市场定4 . 从页岩气开采的战略角度鼓励学习北美先价,相关政策也将陆续出台 ;杨海霞( 2 0 1 2 )认为,在进经验天然气市场价格还未实现市场化定价的情境下,油Ross( 2 0 0 7 )、Rachman(2 0 1 0 )、MedlockIII气市场放开页岩气价格是国家为多方吸引投资进( 2 0 1 2 ) 等指出 , 目前以页岩气为代表的非常规能源人页岩气产业开发而尝试的重要制度突破。的大量开发,在很大程度上减少了美国及欧洲的对2 .研究产业结构变化与能源消费需求关系外能源依存度 ,并将改变世界天然气和能源供需格产业结构及其变化特征对能源需求的影响表局,进而影响国家能源供应安全及国际市场话语现在三个方面:一是产业结构的调整 ;二是能源消权。 中国页岩气储量丰富 , 在能源供应紧张现状费结构的优化与升级;三是企业结构和产品结构的下,应借鉴美国经验促进页岩气资源开发。 国内学调整(徐国泉、姜照华, 2 0 0 7 ) 。林伯强( 2 0 0 3 )构造者主要基于政策方针视角 ,提出今后我国需制定明误差修正模型得出电力需求与中国的结构变化及确的能源发展目标 ,在顶层设计层面统筹规划 ,发效率改进是负相关关系 ;史丹、张金隆( 2 0 0 5 )应用挥我国特有的“发展型地方政府”对页岩气开发的回归分析法发现,产业结构变动是影响能源消费强推动作用 ,克服经济、技术及法律法规不健全等困度的重要原因 ;华贲( 2 0 1 0 )研究表明 , 产业结构转难,借鉴但不能完全照搬美国先进的开发经验 ,相型对能源强度变化有重要影响;张唯实( 2 0 1 0 )实证关部门也要逐步提高勘探水平、出台有关页岩气开表明 ,优化产业结构对提高能源使用效率和经济增发的税费优惠政策,推动我国贪岩气开采事业快速1 7 22 0 1 5 年 第 7 期( 总第 5 3 5 期 )健康发展 (尹硕、张耀辉,2 0 1 3; 曾少军等,2 0 1 3) 。代以来页岩气产量开始较快增加 ;2 0 0 7 年以来, 页虽然我国有关页岩气的研究涉及到技术进步、岩气产量开始持续大幅度增长 , 迈人快速发展阶投资推动、市场推动 、能源效率提高及国际先进经段, 而天然气价格整体也随供应量的变化经历了先验借鉴等内容 ,但全面性和系统性仍有不足, 且大升高后下降的变化趋势。多为定性分析,依据主要指标间定量关系的分析提美国页岩气产业革命成功, 关键是完全开放、出驱动页岩气产业开发的研究至今仍比较有限。竞争的能源开发体制 ,在这种市场化定价环境条件下,美国约 6 0 0 0 家中小企业投人到页岩气产业链各二、气价、采矿业结构调整和技术进步对页岩个环节当中 , 相互竞争 , 共同促进页岩气产业发展,气产量影响的定性分析说明开放的市场价格体制对页岩气开采产生了重普遍认为 ,美国页岩气实现商业化大量开采 ,大影响。 相比之下 ,我国天然气定价体制正在改主要取决于技术进步 ,但页岩气不能被看作普通商革 ,现主要采用以成本为基础的定价,以行政为主 、品 ,许多影响其开发的因素被人们所忽略。 根据前市场为辅,且我国由于行业内竞争有限 、天然气定人研究成果的启示 ,本文将构建VEC 模型系统地分价政策等压制了天然气的实际价值。 但“十二五规析天然气价格、采矿业结构变化和技术进步三个因划”及十八大政策都对非常规能源开发提出新要素对页岩气开发的协调作用结果。求 ,随着能源价格市场化进程的推进, 国内页岩气1 . 天然气价格开发将带来上千亿元的投资需求, 除三大油企外 ,由供给定理可知 , 假定其他条件不变 , 天然气在页岩气产业开发进程中引人民营资本投资、打破价格上升将导致单位页岩气开采利润增加 ,这将促行政垄断是大势所趋 ,天然气定价机制的改革方案使企业加大投资、开发力度 , 页岩气开采量将随之也将不断推广。 与美国相比 , 中国油气市场开放程增加 ;而当页岩气供应大于天然气需求量时, 则天度较低 ,因此 ,在借鉴美国市场管理体制的同时, 我然气价格又会降低 。 因此, 能源价格因其对能源开国必须探索适合中国资源和政策环境的页岩气开采利润的影响而成为能源供应和需求函数中的一 发路径。 页岩气产量及天然气价格关系及 1 9 9 1 一个重要变量。 美国开始页岩气开采已有 8 0 多年历2 0 1 3 年美国数据如图 1所示。史 ,2 0 世纪 7 0 年代中期步人规模化发展阶段;9 0 年国家投资 L3 0 0 0 ,1 2补贴政策"1广.,,、/?nn _|>=□页岩气产量|., l n"( 企业歡) ̄< 页岩守量 tZ—天然气价格A/』 哗同行业静」^rA亿 2 0 0 0 - 1/Vy\8|影响 \妾 1 5 0 0 - \n6^\虿誦-八 純、、,4 镇(开采,润 f)( 开采财t )\5 0 0 ‘_n n n fl2 》、1ZqL?n lnni nnI nn inni flCLlD门iMLLlLILLL1LLlLII 111 I IQ下降? ̄坦一(天然4 价格)图 11 9 9 1 一2 0 1 3 年美国页岩气产量及天然气价格2 . 采矿业结构影响程度最大,从而影响页岩气产业发展、 能源消采矿业结构变化是指历年美国采矿业增加值费结构及不同资源的利用程度; 反之,通过提高页占 GDP 比重的变化状况。 三次产业对页岩气开发岩气等非常规能源的需求来调整国家能源消费结与消费的依赖程度和影响系数不同 ,一般来说, 第构,近期又会影响不同资源的生产开采、消费需求二产业中采矿业的发展水平对页岩气开采产量的水平, 间接导致天然气价格的上升或下跌, 远期将1 7 3?-ut4 Lii .^.2 0 1 5年 第7 期 (总第 5 3 5 期)公麴簪理促进新能源、髙技术等产业的发展, 淘汰高能耗产三次产业结构的调整与演进(如图 2 所示) 。业,不断升级能源供需格局及逐步“去碳化”来推动|国家产业政策hIa然资源細Im|H减少石化能源的需求与消费観n 平I一|采矿业结构变化广 ̄7|消 整 h ̄I降低煤电比重I国际市场需求及贸丨影响 ̄ ̄[fii] ̄ ̄H大力jfeMfp能—可胜能源n^iiwH影响网■|页釣消|1|相互 1影响天k气价格1图 2 采矿业结构变化与页岩气产量等因素间的关系美国第二产业占GDP 的比重仅为2 2%左右岩中 ,埋藏深,储层薄, 开采难度大大增加,开采技(采矿业占比 2 %左右) , 因三次产业结构升级战略, 术的进步将对页岩气的生产供应、消费需求产生重美国对页岩气等高效、清洁能源的开发与利用越来要影响:一是能够降低页岩钻井成本 ,进而推动页越重视,使得页岩气、页岩油等非常规能源开发产岩气的开采与供应;二是能降低能源消费需求与经量逐年提高 ,并提高了资源利用率。 同时, 美国也济发展之间的弹性关系 ,提高节能效率( 如图 3 所通过增加非常规油气资源开发及其充分利用来逐示) 。 美国政府正是因为在技术研发方面投人了大步降低第二产业比重,使得美国一次能源结构更趋量资金, 经过多年的研究探索,最终在清水压裂技合理。 1 9 7 5 年,石油在美国一次能源消费结构中占术、水平井与分段压裂技术上取得突破,建立了完比为 4 5 . 5 %,而到 2 0 1 3 年占比为 3 7 %, 4 1 年间下善的管网设施,实现了规模效应才有了经济效益,降了近 9 %(尹硕、张耀辉,2 0 1 3 ) 。 相较于美国 ,现最终使得页岩气开发产量大幅提高。 2 0 1 3 年, 美国在我国经济发展已到工业化中期的后半段, 2 01 3页岩气产量达3 0 2 5 亿立方米,较 2 0 0 6 年产量增幅年,第三产业对我国 GDP增长贡献首次超过工业, 超过 8 0 0 %,大大降低了美国石油对外依存度,保障占比近半,标志着我国经济或将迈入“服务化” 时了国家能源安全。 而从科技水平来看, 我国能源科代,未来我国服务业占比将进一步提高 ,产业结构技战略一直实行“ 弓 I 进一消化一吸收”模式,缺乏自逐步升级,为页岩气开采提供了较好发展条件。主创新,没有稳定、成体系的页岩气核心开采技术3 . 技术进步与体制 ,使得目前我国页岩气开采困难。 因此,通美国页岩气开发成功是资源、 市场、 科技、政过设计页岩气等能源的顶层战略,借鉴并不断创新策、投资等要素共同作用的结果,其中 ,技术进步是页岩气开采技术,对加快我国页岩气产业发展至关关键。 因为与常规油气资源相比 , 页岩气赋存于页重要。 ̄mm^\财砂Hi"H页患妒量糾页坑消费fH能源消费压而图 3 技术进步与页岩气产量、消费的关系通过上述分析及中美页岩气开采现状对比后建页岩气产量的VEC模型及对我国今后页岩气开发现, 天然气价格、采矿业结构占比及技术进步三采提供借鉴奠定了理论基础。个因素与页岩气开采量有密切相关关系 , 为下文构1 7 42 0 1 5年 第7 期( 总第 5 3 5 期)找綠她糧SII醫環知识老化而产生的。 依据已有研究及文献(渡边千三、数据与模型介绍仞,2 0 0 1 ) ,考虑到美国页岩气开发投入的增加和页1. 数据来源与预处理 岩气产业迅猛发展的态势 , 本文取 0 = 3 年, S=本文选取 1 9 9 1一2 0 1 2 年共 2 2 年的年数据,选1 0 % 。 考虑到 0 和 S ,基于永续存盘的知识测度模取的变量有 :天然气价格、采矿业结构变化、技术进型及一些改进方法,本文采用下式计算R&D :步和页岩气产量。具体数据来源: ①天然气价格 + /?F,RFt =Et_ e( 1 )(HenryHub 期货年均价) 取 自美国信息能源署其中 ,碑表示 《期R&D知识存量,相当于技术( EIA) , 网页为htp;//www.eia.doe.gov/forecasts/进步(T);RFt表示t期R&D知识流量,等于第t-daeo/MT—naturalgas.cfin#slialeg; ②美国历年采矿业期R&D 投资额Et_ e o 基期《。 年R&D知识存量可增加值和GDP数据均取自美国商务部, BureauofE-用格瑞里斯推荐的方法计算:conomicAnalysis, 整理自“ 1 9 4 7—1 9 9 7NAICSBased KS, 0 =Eto/ ( g+ S)(2 )GDPbyIndustryData”和“1 9 9 7—2 0 1 3 NAICSBased式中 ,⑵,。为基期( 1 9 9 1年) R&D知识存量;尽。GDPbyIndustryData",www.bea.gov; ③虽然本文为基期 R&D 投资额; g—R&D投资在基期以后2 0需对技术进步与美国页岩气开发产量的定量关系年内的平均年度对数增长率(g等于4 . 8 9 %) 。进行研究,但美国页岩气大规模开发不过是近六七(2 ) 序列平稳性检验。 在对各时间序列回归得年才兴起的,数据搜索困难并很难找到完备数据,. 到 VECM前,首先要检验序列数据的平稳性,分为因此,采用美国石油和天然气开发的投入资金作为两步 :R&D知识流量来计算技术进步程度,可近似认为页第一步,本文采用最常用的基于残差的ADF单岩气产业开发的技术进步与此相类似 ,数据来源同位根检验法( 两个假设:珥卸= 0 和^#< 0 ;基于②;④美国历年页岩气产量数据取自 US.EnergyIn-最小二乘估计法的 t 统计量检验) 检验时间序列的formationAdministration ,AnnualEnergyOutlook2 0 1 4单整阶数。 选择单位根检验的回归模型 , 模型中“ 1 9 9 0—2 0 4 0 年美国天然气产量来源” , 网址同如下:①。 在以上时间序列数据中 , 天然气价格、采矿业 ^结构占比和页岩气产量时间序列可直接获取或简? = x, _ 1+hPix' _单运算得到 , 但技术进步序列数据需要通过 R&D “知识存量M度计算才能得到。 为剔除不同核算期=c+知‘- 1++St⑷价格变化影响 ,反映生产活动成果实际的变化情_-况,天然气价格、历年GDP和采矿业数据等均按可Ax,=c+辦 +Sx。 ++et( 5 )比价格计算。 同时 ,为使数据趋线性化、消除序列式中 , c 和 t 表示常数项和时间趋势。 若t 值小中的异方差现象,对这些序列数据进行对数处理。于9 9 %置信水平临界值,则时间序列平稳。2 . 测算方法与模型介绍第二步 ,协整检验。 采用 Johansen 协整检验,(1)R&D 知识存量测度方法。 R&D 投人这是一种进行多重协整检验的较好方法,可以检测即 R&D知识存量, 它是影响技术进步的重变量间的长斯关系。 迹检验统计量A,■公式如下:要因素 ,反映了一个组织的知识生产状况和创新潜g-力(李顺才等, 2 0 0 3 等) ,可以用来测算能源产业的A'_( r)="T^Jn( 1 "Af )( 6 )技术进步水平。 对R&D知识存量进行测度主要考其中 ,A 为迹特征值;r 为假设的独立协整关系.虑两个因素 ??一是R&D 时间滞后 ,指从研究开发投向量数,整个协整过程从r= 0开始, 当大于临人到获得新技术知识的时间滞后( 研究开发周期界值( 一般取1 % 或 5%显著性水平) 时, 则拒绝原0 );二是知识的陈腐化率( 即折旧率S) ,是由于技术假设,说明存在协整个数大于 继续检验新的原假1 7 5公典營理2 0 1 5 年 第 7 期(总第 5 3 5 斯)设, 直至 A_6小于临界值 ( LUtkepohl&Kratzig ,口价格;S 为采矿业的产业比重,用历年美国采矿业2 0 0 4 ) 。 增加值占 GDP 增加值的比重来表示 ; f为技术进( 3 ) VEC模型。 向量误差修正模型(VEC )是有步,指通过增加研发投人等提高资源生产技术以达约束条件的VAR模型 ,鉴于VEC 模型对处理经济到实现页岩气产量提高的目 的,采用R&D知识存研究政策等方面的时间序列数据应用十分广泛,且量计算方法求得; u 为残差。 构建 VEC模型后 ,可上文分析发现 ,天然气价格、采矿业结构变化和技以通过脉冲响应函数和方差分解对各自变量对因术进步水平三个变量与页岩气产量之间理论上具变量的贡献比例做出分析。有相互影响关系, 因此 ,设联立方程<?=/( p, s , r,u),本文依据VECM 方程式, 经软件运算得出历年四 、页岩气产量与气价、采矿业结构和技术进美国页岩气开发产量的VEC模型,公式如下 :步三要素的实证分析Ay(=A^yt+AAyt2+ … + 基于上述分析及方法介绍 ,现得模型构建所需‘,‘ ‘ ''1T r(n 、序列数据如表 1 所示,且下文模型结果均由 EvieWSAk^YM + Y[ Yt .k+Vt ( 7 )运算額。其中々为历年页岩气开发产量; P为天然气井表 11 9 9 1一2 0 1 2 年页岩气产量、天然气价格、采矿业结构占比和技术进步水平四变量序列数据页岩气产量 天然气价格 采矿业页岩气产天然气价格 采矿业结年份 (万亿立方 (美元/千立方 结构占比 年份 量(万亿立 (美元/千立方 构占比英尺)英尺)(% )乙芙兀)方英尺)英尺)(% )乙芙兀^1 9 9 10 . 1 52 . 4 12 . 5 42 . 1 82 0 0 20 . 4 54. 1 21 . 8 82 . 8 51 9 9 20 . 1 72 . 5 22 . 3 81 . 9 62 0 0 30 . 5 26 . 5 61 . 6 33 . 3 31 9 9 30 . 2 22 . 9 72 . 3 61 . 7 72 0 0 40 . 6 06 .8 51 . 5 63 . 6 51 9 9 40 . 2 32 . 6 82 . 4 61 . 9 12 0 0 50 . 7 51 0 . 0 71 . 5 03 . 7 51 9 9 50 . 2 82 . 3 92 . 4 22 . 0 72 0 0 61 . 0 07 . 3 81 . 6 24 . 1 01 9 9 60 . 1 6 3 . 8 22 .  1 7 2 . 2 02 0 0 71 . 5 07 . 4 11 . 6 94 . 5 41 9 9 70 . 2 43 . 3 12 . 1 52 . 2 72 0 0 82 . 2 59 . 2 31 . 7 25 . 1 31 9 9 80 . 2 62 . 7 42 . 1 62 . 3 22 0 0 93 . 4 74. 0 62 . 0 25 . 5 51 9 9 90 . 2 72 . 9 51 . 9 62 . 4 62 0 1 04 . 8 64 . 4 61 . 8 55 . 8 82 0 0 00 . 3 25 . 5 21 . 6 72 . 6 42 0 1 17 . 8 53 . 9 82 . 0 06 . 4 32 0 0 10 . 3 64 . 9 51 . 9 42 . 7 12 0 1 28 . 1 32 . 6 22 . 2 26 . 1 71 . 序列平稳性检验滞后阶数,根据SIC规则确定。 由ADF单位根检验将原始序列数据取对数, 即分别采用 LnQ、结果可看出 , 和Lnf 均为非平稳序LnP、LnS和hr表示美国页岩气产量、天然气价格、列 ,而一阶差分后序列均为平稳序列,所以 , 四个时采矿业结构变化及技术进步水平。通过观察和检间序列都是一阶单整序列 1 ( 1 ) ,满足存在协整关系验,最终决定对数据采用(c,0,4 )形式,对一阶差分的前提条件,下面列出原序列和1 ( 1 )序列单位根检后的变量数据检验则采用( c , t , 4 )类型 ,4 表示最大验结果,如表2所示。表 2各变量的单位根检验结果序列|ADF统计量1 %显著性5%显著性1 0°/。显著性是否平稳/1 . 7 1 4 5- 3 . 7 8 8 0- 3 . 0 1 2 4- 2 . 6 4 6 1否LnQ1 ( 1 )- 5. 6 5 3 3- 4. 4 9 8 3- 3. 6 5 8 4- 3 . 2 6 9 0是1 7 6^2 0 1 5 年 第7 期( 总第 5 3 5 期)八从_補序列ADF统计量1%显著性5 %显著性1 0%显著性是否平稳I- 1. 7 6 8 6- 3 . 7 8 8 0- 3 . 0 1 2 4- 2 . 6 4 6 1否LnP7 ( 1)- 5. 6 4 1 0- 4 . 4 9 8 3- 3 . 6 5 8 4- 3 . 2 6 9 0是I-1 . 7 0 5 5- 3 . 7 8 8 0- 3 . 0 1 2 4- 2 . 6 4 6 1否LnS1 ( 1 )- 4. 2 0 3 3- 4 . 4 9 8 3- 3 . 6 5 8 4- 3 . 2 6 9 0是I1 . 0 1 7 9- 3 . 7 8 8 0- 3 . 0 1 2 4- 2 . 6 4 6 1否LnT1 ( 1 )- 4. 2 2 7 7- 4 . 4 9 8 3- 3 . 6 5 8 4- 3 . 2 6 9 0是对四个原始序列数据做协整检验( 假设页岩气检验残差值无单位根,说明各变量间存在较高水平产业开发存在线性趋势) , 结果表明 ,在 1 % 水平下的线性关系 , 模型较稳定。 根据方程( 8 ) 和方程至少存在一个协整方程,且残差检验平稳, 证明四(9 ) ,天然气价格、采矿业结构变化与页岩气产量呈个变量间存在长期较稳定的影响关系 ,可以构建时弱负相关关系,而技术进步水平与页岩气产量之间间序列数据的 VEC 模型。 现取Johansen迹统计检显著正相关。 从各系数大小来看, R&D技术知识存验结果,如表 3 所示。量的弹性系数为8 . 0 0 9 1 ,其每提高 1 % 能带动页岩表 31 9 9 1—2 0 1 2 年四变量的Johansen 迹统计气能源生产增加约 8 . 0 1 % ,它在列出的三个影响因协整检验结果素中对页岩气开发影响效果最明显,这也证实了现序列々PST‘有研究认为的“技术进步是推动页岩气成功开发的协整方程特征值,统5 %临 1 %临关键”;采矿业在产业结构中的比例提高 1 % ,将导致i+flmm页岩气开发产量降低 5 . 2 6% ,说明采矿业产业结构无”o. 9 2 5 6 9 77 7 ?麗 5 4  6 46 1 - 2 4转型对页岩气产量影响也非常明显;而天然气价格变最多1 个0 . 4 4 9 2 2 22 5 . 5 7 6 8 93 4.5 54 0.4 9, 趴最多 2 个 0 . 3 0 6 6 1 81 3. 6 4 8 4 11 8. 1 72 3. 4 6价格提高 1%,会使页岩气减产 2 . 3 6% 。 但需要指出i多3 个*0- 2 7 1 1 2 06 . 3 2 4 9 3 23 . 7 46 . 4 0的是,自 2 0 0 6 年页岩气大规模开发改变了美国天然注:? 代表5%水平下拒绝原假设;"代表1%水平下拒气格局开始,天然气价格才开始急剧下降到2 0 1 3 年的绝原假设3 . 2 5 美#千立方英尺,若采用 1 9 9 1一2 0 0 5 年序列数2 . 构建VEC模型据回归,则得到如下回归方程式,括号内为t 统计:进一步对1 9 9 1—2 01 2 年美国页岩气产量、⑶Q= 0. 1 2 2 7 ZJVP - 0 . 1 Q1 2LNS+ 1.1 5 6 0LA^r-天然气价格 、采矿业占比及技术进步水平四个时 ( 0 . 2 9 3 6 )( - 0 . 5 3 9 5 )( 1 . 4 9 9 8 )间序列数据建立误差修正模型 , 从动态角度分析L 9 3 Q8 ( 1 Q)变量间的短期关系 。 四个变量间的协整关系公 ( - 1 . 1 1 6 7 )式如下 ,括号内为 t 统计:对以上VEC 模型进行White检验,#= 5 . 4 1 0 <CointEql=LNQ,+ 2 . 3 7 5 8 L/VP,+ 5 . 2 6 07 LNSt-xl. 0 5 ^)= 7.8 2 ,不能拒绝原假设H。 ( H0 : 回归方程8 . 0 0 9 1 LNT,+ 1 . 2 4 5 7 ( 8 )随机误差满足同方差性;H,: 回归方程随机误差满= 0. 0 2 5 2 CointEql- 0 . 5 0 LNQt _ !+ 0 . 0 6 5 9LNPt _ !+足异方差性) ,说明解释变量系数矩阵不存在异方( 0 . 1 6 3 7 )(- 1 . 6 7 6 3 )( 0 . 1 9 3 5 )差性, 回归结果具有稳健性。 从回归系数可以看0 . 0 9 2 1 LNS,.,-1 . 5 3 9 7 LNTt_ 1- 0. 0 6 2 6( 9 )出 ,虽然采矿业结构变化与技术进步水平对页岩气( 0 . 0 68 2)(- 1 . 5 6 2 7 )(- 0 . 5 4 5 0 )产量的影响依旧一负一正,但天然气价格的提高会从回归效果看, AR根检验均落在单位圆内 ,且促进页岩气开发’ 即在页岩气实现商业化大规模开1 7 7?2 G 1 5 年 第7 期( 总第 5 3 5 期)公其簪_采之前,天然气价格只需增长 1 美元/每千立方英表 4各变量间的 Granger 因果关系检验结果尺,就将带动页岩气产量提高0 . 1 2万亿立方英尺 ,^滞后期( 月份)而技术进步及采矿业结构调整均需耗费约上千亿 1|2|3|4|5|6美元及经过多年的不断改革推进才能达到这-效P不是讀格兰杰願TTTTVT"果。 依据VEC 模型建立脉冲响应函数和方差分解p不是P 的格兰杰原因 001000图 ,也可以看到,三个因素中天然气价格对页岩气开S不是 0 的格兰杰原因 1 1 1 1 1 0采的贡献率最大(平衡时约占 4%左右) ,而前期页岩p不是S的格兰杰原因001000气产量的蕭_于主导驗,这翻繊内 ,類r不即_兰杰願了"TT"丁YY页石气开采量的走势呈现出明显的趋势性。<?不是r賺兰杰原因 o o o o oo3 .Granger 因果关系检验从雪模型结果来看,各变量与页岩气产量之设 用注0=0 5’拒绝原假设’則表示.无法拒绝原假间有较为显著的相关性,但页岩气产量与各变量之’‘ 、间是否存在因果关系还需进一步验证。 虽然Grang-开发产量在滞后 1  ̄ 6 期均存在显著的单向因果关er 因果关系检验要求数据平稳, 否则会出现伪回系,说明从统计意义上来说,天然气价格、采矿业结归 ,但这里四个变量序列数据一阶平稳协整, 且变构变化与技术进步是引起页岩气产量变化的原因。量间存在 VEC 模型 ,满足 Granger 因果检验要求。当然,在此需要说明 , Granger 因果关系检验对本文对 LNQ—LNP 、LNQ—LNS、 LNQ—LNT变量组滞后期和数据平稳性较为敏感,也与样本容量多少分别进行Granger 因果关系检验,取滞后 1 期  ̄ 6 期有关,本文中时间序列数量为2 2 ,虽然符合Granger的检验结果( Granger 因果关系检验要求单列数据因果关系检验要求,但数目并不充足。 并且,Grang-超过 1 4 )如表 4 所示。er 因果关系检验只代表统计意义上的因果性,而不表4结果表明 , 除在滞后3 期时,天然气价格与是真正意义上的因果关系。 此外,其他一些如地质页岩气产量有双向因果关系;滞后 6 期时, 采矿业环境、国家政策等因素也同样会引起页岩气开发产结构变化与页岩气产量间没有因果关系外,天然气量的变化。 四个变量间的长、 短期关系如图 4价格、 采矿业结构变化和技术进步三变量与页岩气所示。^相战响^“去撇”市场蛇业比^1 1 能源髓_升级拾高天然I采矿业?化(I/ M¥/「影响微弱」丨g/_碰—量IJ高乂 促、相互影响进二、乂|放I^撤增議
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本文标题:驱动美国页岩气开发的核心因素分析及政策启示_纪瑶 (1)
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