在上一场美国主导的半导体技术革命中，很遗憾我们落后了，这也导致我们严重受制于美国，在华为等企业遭受制裁的时候，我们甚至毫无还手之力。可是这样的悲剧我们或将再一次上演，而且要比半导体更为严峻，那就是已经到来的页岩革命。
过去我们开采石油或者天然气，通常都是集中开采，好比地表下面有个能量包，我们通过吸管的方式，把这个能量包给抽取出来。可是我们地球上的石油、天然气却并不是以能量包方式集中存储，而是像夹在书本当中的葡萄干，需要我们从书本的夹缝当中把它们取出来。
过去由于开采技术有限，这些“葡萄干”开采成本极高，因此并没有引起重视。可是随着水压、钻井，3D成像等技术的成熟，使得页岩开采石油成为一种可能，理论上来讲，地球上的石油、天然气等不会枯竭了（请注意，不要相信石油枯竭谎言，石油是可再生的）。
其实人类开采页岩气的时间很早，在19世纪20年代，当美国很多油井枯竭的时候，很多人就开始尝试开采页岩当中的石油和天然气，但是投入和产出完全不成比例，因此这项技术逐渐被淡忘。
可是随着墨西哥湾石油逐渐枯竭，美国也逐渐失去了石油的定价权，尤其是欧佩克的成立，曾一度导致全球的石油危机。过去由于欧佩克成员国不满以色列入侵行为，将石油价格提高2倍多，从而导致全球能源价格上涨，欧美等经济体严重受到影响，工业生产下降14%-20%。5年后的两伊战争，同样导致石油产量骤减，石油价格暴涨了近3倍，直接导致整个世界经济全面衰退。
所以从20世纪70年代开始，美国采取了一系列措施，保证自己的石油安全。首先利用其强大的军事力量部署在全球石油产地，以及石油运输通道上；其次颁布了《能源独立计划》，鼓励本地油气的开发，特别是页岩油气的开发。
页岩技术为何这么难
虽然美国政府大力支持页岩油气的开发，可是在近100年的时间里，这项技术发展极其缓慢，最大的原因是没有突破三项技术障碍。
第一项难题：水力压裂。相较于一般的油气开发，页岩这个厚度确实很高，而且这些夹在厚厚书本里的油气，几乎没有流动性，因此你无法利用吸管把它们都给吸上来，需要你把这些页岩压碎，让它们流动起来，之后才能汇聚在一起加以利用。
把页岩压碎，我们首先想到的可能是拿炸药给炸开，炸药炸开的同时，也会产生巨大裂纹，让气体挥发出去。我们既要产生裂纹，也要裂纹具有可控性，以利于油气的抽取。
水力压裂技术出现得很晚，刚开始压力不够，人们利用黏性更强的液体用于压裂，可是这种粘稠液体也会导致空隙堵塞。之后随着压力设备改进，水压能够达到上百兆帕，页岩压裂也就做到可控。
第二项：水平钻探。之前的钻探都是垂直钻探，在有油气的地方打孔，可是页岩这种面包加葡萄的能源结构，打了一个钻孔，旁边的葡萄依旧吃不到。于是人们把煤矿开采当中水平钻探利用到页岩开发当中，在打一个垂直孔的同时，利用水平钻探技术，把周围的油气都顺便采集到。
之前的水平钻探主要在煤矿挖掘当中使用，用于除去煤矿当中甲烷气体的，之后这项技术不断改进，应用到页岩开发当中。现在很多新技术都是如此，并不是凭空创造出来的，而是在其他领域迁移过来的。
第三项：3D地质成像技术。这项技术就好比给地质来个B超，通过过往地震资料，推算出地质结构，然后利用建模的方式，把这一片区域的地质情况给建造出来。随着计算机分析能力的提升，分析模型越来越完善，3D地质成像技术越来越成熟，省去了大量勘探成本。
美国页岩油气如何发展起来的？
除了上述三项技术难题，页岩开发最大的障碍还是成本，过去石油价格一直处于低位，页岩开发需要依靠国家补贴才能维持下去。可是随着石油价格不断飙升，尤其是2008年，石油价格更是一路飙升到140美元/桶，这给页岩开发企业难得好时机。
和我们国家一样，能源并不是完全由市场说了算的，因为能源开发前期需要大规模的投入，能够有资本和技术的往往都是一些能源巨头，比如埃克森、壳牌等公司。但是这些大型能源公司对风险是厌恶的，最后只能轮到那些大型能源个体户。
这些能源个体户像马斯克一样，天生都是冒险家，他们凭借异于常人的意志力，以及对技术疯狂钻研，成为能源行业的黑马。在这场页岩革命当中，最富有传奇色彩的是乔治·米切尔，这位从62岁开始创业的老人，用唐吉坷德式的疯狂模式，赢得了一场看似不能成功的胜利。
米切尔出生在一个希腊移民家庭，从小在贫民窟里长大。但是他并没有沾染社区当中嗜酒烂赌的习惯，在自己刻苦努力学习下，考上了大学，拿到了石油工程的学位。二战后，美国石油一度占全世界石油产量的60%以上，此时的米切尔也凭借这股“春风”，意外成为石油个体户。
可是到了50年代，美国石油逐渐枯竭，很多钻井都成为枯井，然而米切尔凭借自己高压液体冲击岩石的技术，硬是让一口口死井产出了大量的油气，这项技术也是水力压裂的前身。
到了70年代，这些油井利用液压冲击技术也开发不出石油，米切尔公司陷入了巨大的财务危机。此时埃克森、壳牌等大型公司也将目光纷纷瞄准了海外，石油能源逐渐从墨西哥湾转向波斯湾。
然而正当米切尔走向绝路的时候，突然看到一篇论文，论文当中提到德州地下蕴含大量的天然气，只是这些天然气在页岩层当中，很难开采。于是米切尔在之后的16年时间里，总计投入2.5亿美金，用于页岩层天然气的开发。在他不断试验下，成功利用一种胶状液体提高压强，并成功让产量提高2.5倍。
2001年，行业巨头德文能源公司用31亿美元的高价收购了米切尔公司，已经82岁高龄的米切尔终于赌赢了这场战争，同时也开启了整个美国的页岩革命。
之后美国页岩油气迎来辉煌时期，到了2009年，美国成为全球最大的天然气生产国，到了2017年成为全球天然气净出口国，也就是生产的天然气不但能够自给自足，而且还能够卖到世界各地。得益于页岩气的开发，美国的天然气价格只有中国的1/4，每立方米只有0.59元。
中国页岩气开发
相比于美国，中国的页岩油气开发显得缓慢很多，虽然在页岩油气开发上，中国是仅次于美国和和加拿大的第三大国，但是我们的产量要远远落后于美国。根据2017年勘探结果显示，中国目前拥有的页岩气储量超过36万亿立方米，比美国要多出12万亿立方米，可是由于我国在开采技术上的落后，目前我国页岩开采仍然处于探索期。
页岩开采在中国受挫，除了技术落后之外，中国地质结构复杂，地形多变，另外页岩层也更深，和美国页岩层相比，中国页岩层普遍在三四千米深的底层，而美国多在地下一千米处，因此中国的页岩开发成本是美国的3倍。
另外页岩开发过程中，所利用的稀酸、杀虫剂、破胶剂等化学药剂，对地下水也有严重的污染。由于中国页岩技术缺少自主开发技术，“拿来主义”严重，因此面对技术难题，短时间内很难有大的技术突破。
当然最为核心的还是市场竞争力不足，美国拥有超过8000家页岩开发企业，投资主体多元，页岩开发技术革新快，而我国页岩开发主要集中在中石油、中石化和中海油等少数石油垄断企业当中。无论是上游的采矿权，中游的管网运输，还是下游的价格制定，它们都拥有绝对的话语权，因此很少有民营企业能够进入这个领域。由于页岩油气开发前期需要大量资本投入，国内融资条件受限，无疑加大了进入这一领域的门槛。
总结
在上个世纪90年代，美国为了石油，在海湾地区大动干戈。可是不到20年的时间，美国超越俄罗斯成为天然气最大的生产国，进一步逼近世界第一的宝座。未来十年，美国或将超越沙特、俄罗斯成为全世界最大的石油净出口国，彻底摆脱对石油的依赖。
这也是中美科技博弈的一个缩影，我们一直处于被动防守状态，无论是半导体技术还是页岩开发技术。目前中国是石油的第二大消费国，第一大进口国，我们在2020年进口石油超过5.4亿吨，对外依存度超过70%。
过去为了保障国内的能源安全，我们同俄罗斯进行长达15年的谈判，中间还被日本搅局，方才建立了一条原油管线。我们在巴基斯坦建立瓜达尔港，想绕过马六甲海峡，建立油气的安全输送线，中间也是一波三折。
过去英国掌控煤炭资源，成为了世界霸主，美国依靠对于全球石油能源的掌控力，从英国手中接过世界霸主的接力棒，成为了超级强国。而如今美国依靠着页岩气技术的革命，崛起成为了世界能源大国。
目前中国的能源状况，还不能自给自足，所以在未来的十年里，中国的能源地缘政治核心，还是要保证传统能源的安全，这一次甚至要比芯片更为重要。