技術(shù)革命襲來(lái)，顛覆了從零售到生產(chǎn)再到運(yùn)輸?shù)谋姸嘈袠I(yè)。如今網(wǎng)購(gòu)成為許多人的每日必修課，而使用軟件叫車更是讓人覺(jué)得溫暖。不過(guò)，技術(shù)帶來(lái)的顛覆遠(yuǎn)比人們想象的更為深遠(yuǎn)，特別是當(dāng)它發(fā)生在諸如石油、天然氣和電力這些傳統(tǒng)行業(yè)時(shí)。

    復(fù)雜系統(tǒng)的智能管理、精細(xì)化的大數(shù)據(jù)分析和自動(dòng)化技術(shù)三極驅(qū)動(dòng)的智能化趨勢(shì)極有可能攻占能源領(lǐng)域這個(gè)新的堡壘。

1.頁(yè)巖氣的沖擊

    過(guò)去的十年間，技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)改寫(xiě)了能源行業(yè)，首先要提的是頁(yè)巖油氣革命。從2005年起，隨著水平鉆探和水力壓裂（也叫液壓破碎法）兩項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用，石油公司能夠從頁(yè)巖盆地開(kāi)采頁(yè)巖氣和頁(yè)巖油，給石油市場(chǎng)增加了新的供給。

    工程師開(kāi)始是垂直鉆孔，然后將鉆頭沿著頁(yè)巖接縫向側(cè)面鉆探，再注入高壓力的水、沙子與化學(xué)物質(zhì)將頁(yè)巖層壓裂從而撬動(dòng)巖石注入碳?xì)浠衔铩＿@項(xiàng)新技術(shù)促使油價(jià)從2008年7月歷史最高價(jià)的每桶145美元降低到今天不到當(dāng)年價(jià)格的三分之一，也讓石油的供給更加靈活地反應(yīng)了市場(chǎng)的需求，更導(dǎo)致世界主要石油輸出國(guó)組織歐佩克OPEC對(duì)全球原油價(jià)格的影響日漸式微。

    這一切只是剛剛開(kāi)始。復(fù)雜系統(tǒng)的智能管理、大數(shù)據(jù)分析、自動(dòng)化技術(shù)正在重塑能源行業(yè)，并極大地促進(jìn)了能源公司的生產(chǎn)力與靈活性的提高。這些變革不僅發(fā)生在油氣行業(yè)，也悄然給電力生產(chǎn)和運(yùn)輸企業(yè)帶來(lái)改變。一個(gè)新的電力產(chǎn)業(yè)正在出現(xiàn)——既能實(shí)現(xiàn)分散管理與用戶友好，還能將不同來(lái)源的電流整合進(jìn)高度安全可靠的電網(wǎng)中。未來(lái)幾年，這些新趨勢(shì)會(huì)促進(jìn)能源豐沛、低價(jià)的態(tài)勢(shì)，能源供給的效率與對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)比歷史上任何時(shí)代都更高效、靈活。

    這場(chǎng)變革不會(huì)是一帆風(fēng)順的，所帶來(lái)的好處也不會(huì)讓所有國(guó)家和從業(yè)人員雨露均沾。主要產(chǎn)油國(guó)、經(jīng)濟(jì)收入幾乎依賴傳統(tǒng)能源的國(guó)家將受到沉重打擊；面對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的沖擊，低技能工人的工作機(jī)會(huì)也危在旦夕。更為重要的是，人們會(huì)更傾向于使用低廉的化石能源，這使得遏制全球變暖、實(shí)現(xiàn)大幅減排的目標(biāo)難上加難。

2.復(fù)雜的智能管理

    基于復(fù)雜系統(tǒng)的智能管理，油氣生產(chǎn)企業(yè)才能在復(fù)雜地形環(huán)境下更加有效地進(jìn)行油氣開(kāi)采。大約15年前，借助影像工程學(xué)的發(fā)展，油氣公司可以輕松地在墨西哥灣、巴西沿海地區(qū)的深水區(qū)發(fā)現(xiàn)石油礦藏。當(dāng)石油公司蜂擁而至要來(lái)開(kāi)發(fā)這些資源時(shí)，深水作業(yè)以及穿透厚重的沉淀層與基層巖的技術(shù)要求又抬高了成本。到2014年，新的深水項(xiàng)目耗資巨大，只有油價(jià)達(dá)到每桶100美元時(shí)才能實(shí)現(xiàn)盈虧平衡；當(dāng)油價(jià)從2014年初的100多美元/桶一路下滑到2015年1月不到50元/桶時(shí)，很多項(xiàng)目不得不停產(chǎn)。2016年年初，由于40%的部分屬于深水資源，一個(gè)預(yù)計(jì)日產(chǎn)四百萬(wàn)桶石油的大型項(xiàng)目也被束之高閣。

    當(dāng)鉆探項(xiàng)目停止時(shí)，急于削減成本的油氣企業(yè)開(kāi)始重新思考他們所用到的復(fù)雜系統(tǒng)。深水開(kāi)采活動(dòng)頻率降低，意味著曾經(jīng)緊俏的關(guān)鍵設(shè)備和服務(wù)現(xiàn)在處于閑置狀態(tài)，以石油鉆機(jī)每天的租價(jià)為例，現(xiàn)在降到過(guò)去的一半；企業(yè)通過(guò)改良基礎(chǔ)生產(chǎn)力，也能降低成本提高效率，例如鉆井平臺(tái)與采油平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)易于批量生產(chǎn)、降低成本，在生產(chǎn)中也不容易產(chǎn)生致命的延期與超量生產(chǎn)問(wèn)題；油氣企業(yè)還在全行業(yè)內(nèi)分享自己的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，殼牌公司最近宣布將陸地頁(yè)巖油氣開(kāi)采的技術(shù)——水平井鉆井以及注水技術(shù)，用于成熟的深水項(xiàng)目來(lái)增加生產(chǎn)力。

    正是基于上述創(chuàng)新，新上深水項(xiàng)目的平均盈虧平衡點(diǎn)急劇下降，墨西哥灣項(xiàng)目已經(jīng)降到40～50美元/桶，這也讓墨西哥灣項(xiàng)目成為全球深水項(xiàng)目的領(lǐng)頭羊，其產(chǎn)量變化牽動(dòng)著國(guó)際油價(jià)的漲跌。盡管石油價(jià)格持續(xù)低迷，但投資熱情卻再度回升，僅2016年全年和2017年上半年，就有十個(gè)深水項(xiàng)目通過(guò)投資審批。

    復(fù)雜系統(tǒng)的智能管理也在重塑電力行業(yè)。幾十年來(lái)，電力行業(yè)都是由煤電、核電、大型水電之類集中式、帶基本負(fù)荷的發(fā)電廠主導(dǎo)。過(guò)去20年間，政府開(kāi)始補(bǔ)貼風(fēng)能與太陽(yáng)能發(fā)電并將其納入電力系統(tǒng)，來(lái)豐富自己國(guó)家的能源結(jié)構(gòu)、創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)，并減少溫室氣體排放。然而這些新能源在能源總盤(pán)子里所占比重太輕，難以對(duì)整個(gè)能源系統(tǒng)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響。

    如今可再生能源的成本已經(jīng)直線下降，在電力供應(yīng)中的份額大幅上升，開(kāi)始改寫(xiě)電力市場(chǎng)的格局。德國(guó)的風(fēng)能與太陽(yáng)能占全國(guó)能源總量的30%；美國(guó)夏威夷占到了四分之一，而這一局面讓傳統(tǒng)公用事業(yè)公司倍感糾結(jié)。今年3月，由于電網(wǎng)承受不起太陽(yáng)能在下午產(chǎn)生的巨量電流，美國(guó)加州電網(wǎng)企業(yè)不得不關(guān)閉80千兆瓦時(shí)的加州可再生能源電廠，如果不盡快擴(kuò)大電力存儲(chǔ)能力，此類的情況還要發(fā)生。在美國(guó)德克薩斯州的很多地方，當(dāng)大風(fēng)呼嘯而人們此時(shí)并不需要用電時(shí)，電價(jià)有時(shí)會(huì)是負(fù)數(shù)——換言之，電廠要花錢(qián)請(qǐng)客讓大家用他們發(fā)的電。沒(méi)有提前布局應(yīng)對(duì)可再生能源沖擊的公用事業(yè)公司舉步維艱，德國(guó)四大公用事業(yè)公司的市場(chǎng)估值只有十年前的三分之一，雖然政府為可再生能源提供了很多的補(bǔ)貼，但這些企業(yè)購(gòu)買(mǎi)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)設(shè)備的巨額成本依然難以消化。

    可再生能源只是這場(chǎng)變革的一部分。在未來(lái)幾年，公用事業(yè)公司將實(shí)實(shí)在在地面臨更加小型化、分散化的“微電網(wǎng)”能源系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。由消費(fèi)者需求驅(qū)動(dòng)，微電網(wǎng)十多年前開(kāi)始出現(xiàn)，客戶主要是美國(guó)軍方這些財(cái)大氣粗但將電網(wǎng)的可靠性置于首位的客戶——即使大型電網(wǎng)突發(fā)停電事故，軍事基地也需要足夠的電力保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。微電網(wǎng)的早期用戶也包括遠(yuǎn)離傳統(tǒng)電網(wǎng)覆蓋區(qū)域、居住在偏遠(yuǎn)地區(qū)的社區(qū)居民，例如阿拉斯加的居民。現(xiàn)如今，微電網(wǎng)已經(jīng)普及到了大學(xué)校園和醫(yī)院，既能提供可靠的電力供應(yīng)，還能利用多余的電力為建筑供熱或供冷，替用戶省錢(qián)。

    燃料電池、電池存儲(chǔ)系統(tǒng)（存儲(chǔ)可再生能源生產(chǎn)的多余電量），再加上精細(xì)化的軟件，這些新科技催生了愈加微小的能源系統(tǒng)——納微網(wǎng)，沃爾瑪之類的大型商超已經(jīng)在引進(jìn)這個(gè)系統(tǒng)。能源系統(tǒng)下一步的發(fā)展方向是更加細(xì)微的兆微網(wǎng)。雖然人們?nèi)匀贿B接在傳統(tǒng)電網(wǎng)上確保穩(wěn)定性，但對(duì)于傳統(tǒng)電網(wǎng)提供電力的需求逐漸減少，這將促使政策制訂者制訂新的監(jiān)管體系、營(yíng)運(yùn)企業(yè)創(chuàng)造新的商業(yè)模式。美國(guó)紐約州在積極地?fù)肀н@個(gè)新趨勢(shì)，為投資分散式能源系統(tǒng)的公司提供大量的優(yōu)惠政策，然而到目前為止還沒(méi)有研發(fā)出新電網(wǎng)如何與傳統(tǒng)電網(wǎng)融合的具體計(jì)劃。

3.大數(shù)據(jù)與自動(dòng)化

    創(chuàng)新的第二個(gè)主要因素是更加完美的大數(shù)據(jù)分析。通過(guò)使用復(fù)雜的演算法來(lái)分析海量數(shù)據(jù)，石油公司更容易找到油氣礦藏并進(jìn)行生產(chǎn)管理。正是基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，以前需要一年時(shí)間進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)現(xiàn)在幾周內(nèi)就可以完成，英國(guó)石油公司（BP）2017年4月宣布，在墨西哥灣現(xiàn)有采場(chǎng)又發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)2億桶儲(chǔ)量的油礦。

    云處理系統(tǒng)更是如虎添翼，可以為規(guī)劃石油采掘場(chǎng)創(chuàng)建數(shù)百萬(wàn)個(gè)場(chǎng)景方案提供選擇，石油公司通過(guò)評(píng)估優(yōu)化方案可以提高5%的生產(chǎn)力并節(jié)約30%的投資成本。

    石油行業(yè)還將大數(shù)據(jù)分析用于“可預(yù)見(jiàn)性維護(hù)”，通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)設(shè)備疲勞程度并給予及時(shí)的保養(yǎng)維護(hù)，減少意外停機(jī)的時(shí)間和損失。可預(yù)見(jiàn)性維護(hù)最初是應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)并及時(shí)保養(yǎng)壓縮機(jī)和其他旋轉(zhuǎn)設(shè)備，極大地減少了這些機(jī)器停機(jī)對(duì)油氣鉆探帶來(lái)的巨額損失。

    第三個(gè)也是最重要的因素是自動(dòng)化技術(shù)。機(jī)器人已經(jīng)在海上油田從事危險(xiǎn)的工作，比如在鉆探操作時(shí)連接管道，這項(xiàng)工作此前都是由業(yè)務(wù)能力非常全面的工人完成。很快智能化自動(dòng)控制系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程鉆探，幾個(gè)高級(jí)技工坐在數(shù)百英里外的陸上控制室就能完全地操控；能夠長(zhǎng)時(shí)間停留在海底檢查石油管道與水下設(shè)備的機(jī)器人也在研發(fā)之中。一個(gè)海上石油鉆井平臺(tái)一般會(huì)雇傭100~200個(gè)工人，隨著新技術(shù)的發(fā)展，雇傭人數(shù)會(huì)逐漸下降。雖然在關(guān)鍵時(shí)刻需要人類進(jìn)行決策，但不可否認(rèn)的是，自動(dòng)化技術(shù)將改寫(xiě)石油行業(yè)的勞動(dòng)力需求。根據(jù)麥肯錫公司的調(diào)查，10年之內(nèi)，油氣公司雇傭的擁有博士學(xué)位的數(shù)據(jù)科學(xué)家將超過(guò)地質(zhì)學(xué)家的數(shù)量。

    自動(dòng)化技術(shù)也改變了電力行業(yè)，智能電表已完全淘汰了人工抄表。未來(lái)的自動(dòng)化技術(shù)與完善的大數(shù)據(jù)分析一起，可以更好地管理使用風(fēng)能、太陽(yáng)能這些可再生能源以及分散型電網(wǎng)帶來(lái)的電力供應(yīng)波動(dòng)，并讓電網(wǎng)更加安全可靠。自動(dòng)化技術(shù)與改良的人機(jī)交互還可以讓大范圍停電的概率越來(lái)越低。

    當(dāng)然創(chuàng)新也會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題。由于能源行業(yè)的自動(dòng)化，政府越來(lái)越難發(fā)揮安全規(guī)范方面的傳統(tǒng)功能。當(dāng)技術(shù)革新在鉆探設(shè)備、采油平臺(tái)、電網(wǎng)改造上慢慢發(fā)生時(shí)，政府應(yīng)該跟上技術(shù)發(fā)展的步伐，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，并從偶爾發(fā)生的監(jiān)管失靈中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。當(dāng)今世界，高度自動(dòng)化系統(tǒng)的復(fù)雜性使得對(duì)其進(jìn)行監(jiān)管與預(yù)測(cè)難上加難，因此政府需要與企業(yè)同步發(fā)展適應(yīng)變化，研究早期預(yù)警系統(tǒng)，啟動(dòng)監(jiān)督機(jī)制。各國(guó)各級(jí)政府可以相互學(xué)習(xí)借鑒，例如挪威海上油氣監(jiān)管機(jī)構(gòu)非常擅長(zhǎng)對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)的海上企業(yè)進(jìn)行管理；美國(guó)民用核能企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)也值得借鑒，他們?cè)谛袠I(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)同行評(píng)審對(duì)工廠的管理狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.能源革命的贏家與輸家

    對(duì)全世界來(lái)說(shuō)，能源行業(yè)革命帶來(lái)的絕大多數(shù)是好消息，然而隨著這場(chǎng)變革向縱深發(fā)展，將極大地改變政治、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境生態(tài)，政策制定者和商業(yè)領(lǐng)袖必須要小心應(yīng)對(duì)。

    首先，持續(xù)低迷的能源價(jià)格削弱了長(zhǎng)期控制世界幾乎所有石油資源的主要產(chǎn)油國(guó)的經(jīng)濟(jì)與地緣政治影響力。一些產(chǎn)油國(guó)已經(jīng)做出相應(yīng)的改變。沙特阿拉伯去年啟動(dòng)“2030遠(yuǎn)見(jiàn)”項(xiàng)目，降低國(guó)家對(duì)石油的依賴并提高經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)多樣性。政府宣布明年將沙特阿美石油公司—沙特最大的國(guó)有石油企業(yè)5%的股份，通過(guò)首次公開(kāi)募股上市，促進(jìn)公司提高效率。這些姍姍來(lái)遲的改革舉措充滿希望，但也遭遇到了頑強(qiáng)的抵制和反對(duì)，改革的成效需要時(shí)間來(lái)證明。

    俄羅斯的改革也需要繼續(xù)深入。十年前，俄羅斯政府只能在油價(jià)達(dá)到100美元/桶時(shí)才能實(shí)現(xiàn)收支平衡。展望未來(lái)，雖然俄羅斯政府收入的35%仍然來(lái)源于碳?xì)浠衔铮词?019年油價(jià)跌到40美元/桶，政府也能實(shí)現(xiàn)預(yù)算平衡。這一過(guò)程仍伴隨著不穩(wěn)定因素，所以莫斯科必須不斷地削減開(kāi)支。安哥拉與尼日利亞卻沒(méi)有實(shí)施足夠的改革舉措，能源價(jià)格下跌加劇了國(guó)內(nèi)的動(dòng)蕩。謹(jǐn)慎的財(cái)政政策加上吸引外國(guó)投資者的穩(wěn)定環(huán)境，可以幫助當(dāng)?shù)啬茉雌髽I(yè)獲得最新的科技并參與國(guó)際能源市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。

    不僅是創(chuàng)造更多工作機(jī)會(huì)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，能源革命催生的廉價(jià)能源給美國(guó)帶來(lái)的是更加深遠(yuǎn)的影響。就電力行業(yè)來(lái)講，天然氣與可再生能源發(fā)電越來(lái)越受消費(fèi)者青睞，雖然煤電2007年在美國(guó)電力供應(yīng)中占據(jù)半壁江山，2016年仍然占到30%，然而不管政治家們?nèi)绾喂拇担弘娨呀?jīng)很難與天然氣、可再生能源競(jìng)爭(zhēng)，大多數(shù)煤電行業(yè)的工作機(jī)會(huì)已經(jīng)一去不復(fù)返。

    美國(guó)至今還沒(méi)有就新經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型框架下人力資源需求狀況的轉(zhuǎn)變進(jìn)行過(guò)大型論證，但能源行業(yè)已經(jīng)直接感受到了這一巨大的沖擊，也為即將到來(lái)的勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型做好了充分準(zhǔn)備。很多能源公司正在幫助職工保持并延長(zhǎng)自己的職業(yè)生涯，如提高發(fā)電廠控制室工人與采油平臺(tái)工人的專業(yè)技能，讓他們能夠從事自動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)工作。這也導(dǎo)致了教育與培訓(xùn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，美國(guó)德克薩斯農(nóng)工大學(xué)就新開(kāi)設(shè)了專門(mén)為油氣行業(yè)從業(yè)人員量身定做的地理空間技術(shù)碩士學(xué)位。

    這場(chǎng)變革給全球應(yīng)對(duì)氣候變化提出了最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化委員會(huì)（IPCC）最新的評(píng)估報(bào)告，如果要減緩并最終停止全球升溫的趨勢(shì)，全世界要減少80%的溫室氣體排放。從過(guò)去20多年的氣候峰會(huì)與磋商情況來(lái)看，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)非常不容易。化石能源生產(chǎn)的革命使得碳基能源價(jià)格相比低排放的能源更具競(jìng)爭(zhēng)力，讓減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)難上加難。破解困局的方案之一是加大對(duì)創(chuàng)新的投入，因此2015年底在巴黎氣候大會(huì)上，大國(guó)政要們紛紛承諾要在能源研發(fā)上進(jìn)行雙倍的投資，然而到目前為止，這些承諾并沒(méi)有兌現(xiàn)。私營(yíng)企業(yè)在能源研發(fā)上的投入呈上升趨勢(shì)，但工業(yè)化國(guó)家過(guò)去四十多年間在能源研發(fā)的政府投入上一直沒(méi)有起色。

    消費(fèi)者在能源技術(shù)革命中獲得了很大的實(shí)惠。全世界每天需要消耗9200萬(wàn)桶原油，隨著技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)能提高、價(jià)格下降，跟十年前的油價(jià)相比，同樣數(shù)量的原油每年可以節(jié)約2萬(wàn)億美元。能源革命也助力了美國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)：2008年至2014年，低油價(jià)每年平均為每戶居民節(jié)約700美元。美國(guó)以前的原材料供給安全性政策——著眼于如何獲得原油、煤與天然氣等原材料的時(shí)代，已經(jīng)終結(jié)；今天的政治家更需要轉(zhuǎn)換思路，深入研究如何有效管理這個(gè)能源豐沛、廉價(jià)的新世界。來(lái)源：美國(guó)《外交事務(wù)》雜志