页岩气“革命”最大挑战

页岩气的形成经历几百万、几千万甚至上亿年自然界的演变并需要有合适的地下储藏条件。天然气在生成、运移和聚集过程中，会沿着有孔隙岩石的小裂缝向上渗透，直至挤入泥岩层或其他岩石之中。这些岩层如同自然储集体(油气藏)上面的“盖层”，使天然气在那里聚集起来。页岩气资源非常丰富，但也难以开发。最容易开采的页岩气蕴藏在不太厚的岩层，很快就会开采完。到那时，就必须开采深度达3000米或3000米以上的页岩气。

从技术上讲，整个页岩气开发还处于早期阶段。近年来美国页岩气产量急剧增加，首先得益于掌握了国际领先的技术。经过多年攻坚，美国掌握了直接从页岩中开采天然气的技术，其中包括多层的水力压裂技术。先进技术的推广应用，大幅度提高了单井产量、降低了生产成本和天然气价格。

未来页岩气开发存在3个不确定因素：产量是否可持续，环境保护者的反对力量是否会加强，全球水资源短缺是否会趋严重。在关注美国成功的同时，也不能忽视美国页岩气开采的相关问题。根据目前美国就页岩气发展的相关讨论，页岩气的开采也存在问题，可能会造成水资源的过度耗用、水污染、大气污染及温室效应和其他的环境问题。

页岩气开发的环境问题主要是由于特有的开发技术及资源自身的特性引起的。现阶段页岩气的开发主要使用水力压裂技术，这需要消耗大量的水资源，同时在开发过程中其自身含有的甲烷将会有所逸出。这使得在页岩气的勘探开发过程中，除了伴随常规油气开发所带来的环境风险之外，还可能承受新的环境风险与挑战。

首先，页岩气的开发需要消耗大量的水资源，这主要是由其开采的技术特点所决定的。因为页岩气被束缚在致密的页岩里，必须通过水力压裂技术才能够采集到。水力压裂技术中采用的压裂液主要由高压水、砂和化学添加剂组成，其中水和砂含量在99%以上。页岩气的开采需要的井数极多，据估计平均每口页岩气井耗水量为1.5万立方米，这样一个页岩气田的开采将耗用大量的水资源。对于缺水的地区来说，页岩气的开发将加剧水资源紧张局面。

其次，开发页岩气将会造成水污染，引发用水安全问题。这种污染主要包括压裂液对地下水源及返排液对地表水源的污染。页岩气压裂液中含有化学添加剂，在开采过程中还可能融入甲烷，它们会在页岩气的钻井和压裂过程中通过诱发地质断层等方式污染地下水源。而压裂后的返排液除含有压裂液中的化学添加剂外，还有一定量的烃类有机物、重金属和水溶性盐类等。这些返排液经过处理很难全部达到合格，当不合格的处理液排入河流时，便会对地表水产生污染。

再次，页岩气的开发会严重影响当地空气质量。页岩气压裂注水需要很多大功率的柴油机提供动力，这将会产生大量的废气污染物。与此同时，页岩气燃烧排放的氮氧化物、碳氢化合物在一定条件下将生成臭氧。臭氧是二次污染物，其危害比一次污染物更为严重。在美国一些地区，由于页岩气的大规模开发导致的臭氧污染，已经引起公众高度关注。

与此同时，页岩气的开发还可能影响气候的变化。虽然页岩气相比煤炭石油而言，燃烧时排放更少的二氧化碳，但是其在开发、运输及存储过程中还有其他温室气体逸出。页岩气最基本、最重要的成分是甲烷。据统计，页岩气从开发到消费的整个生命周期内泄漏的甲烷为3.6%—7.9%，而常规天然气仅1.7%—6%。相比二氧化碳，甲烷的温室效应更强，同样质量的甲烷的温室效应是二氧化碳的25倍。如不加以控制，页岩气将和煤炭石油一样，对全球气候造成威胁。在温室效应愈来愈严重的今天，关注气候变化必须重视页岩气开发中甲烷的排放。

最后，页岩气的开发还会引发其他一系列的环境问题。页岩气的勘探、开发和井场建设等将会对地表和植被造成破坏。页岩气井水力压裂液储蓄池的挖掘等使得其土地占用面积远大于常规油气藏的钻井井场。页岩气钻井、水力压裂、井场建设等方面还存在噪声污染。除此之外，页岩气的开采在美国局部地区还引发了地震、泥石流等地质灾害。

2011年，美国最热门的环境问题就是关于水力压裂法开采页岩气的环境问题。某些地区的页岩气井因环境问题已暂时关闭。美国各界在调查马赛拉斯页岩气开发过程中发现，页岩气的开发不仅消耗了大量的水资源，也对当地水体、大气等生态环境造成了新的威胁。

美国西海岸加利福尼亚州的页岩气产量排在美国首位，但当地支持和反对开采页岩气的声音壁垒分明。在页岩气产业投入巨资的美国能源巨头盼着出口液化天然气时，加州的多家环保组织联合当地农户以环保为由把美国联邦土地管理局告上法庭，美国的“页岩气革命”在加州遭遇了“抵抗”。有评论称，美“页岩气革命”将梦断加州。

2012年12月以来，加州土地管理局还没有接到有关页岩气的开发租约申请。不仅如此，美国生物多样性中心、加州峰峦俱乐部等多家环保组织联合农户，把联邦土地管理局告上法庭。生物多样性中心高级法律顾问、加州环境法研究所主任凯西·西格尔女士认为，开采页岩气对加州环境和居民健康带来的危害难以估量。比如，水力压裂法会释放有害的碳氢化合物，产生的二甲苯等物质会破坏空气质量；水力压裂过程中使用的化学品可能渗入含水层并污染饮用水；水力压裂还将释放大量温室气体甲烷，大量开采势必削弱人们控制温室气体排放的努力；页岩气矿采掘时的噪声也会扰民等。更严重的是，科罗拉多州公共卫生学院最新研究发现，水力压裂法会给井口附近的居民带来哮喘等严重健康问题。还有科学家认为，水力压裂时所用化学物质的25%会诱发癌症，还有一些威胁生殖系统的有害物质。西格尔表示，水力压裂法正在对全美的农业造成严重问题，用水力压裂法打一口井需要大量的水，这势必给缺水严重的加州带来巨大挑战。此外，农民需要干净的灌溉用水，水力压裂法导致的水体污染、空气污染无疑也是对农业的威胁。

尽管政府部门承诺加强监管，但学术界似乎并不看好加州页岩气开发的前景。著有《来自巅峰的利润》和《投资可再生能源》等能源畅销书的加州著名专栏作家克里斯·内尔德就看衰加州的页岩气产业，他对美国整个页岩气产业的前景持悲观态度。

由于多种复杂因素的相互作用，自2010年起，全美大多数页岩气矿都在亏本生产。许多早期的天然气勘测公司以较高估价把页岩气开采租约炒卖给埃克森美孚等大公司，但此后由于页岩气开采无法实现盈利，购买租约的公司损失数十亿美元。对于在页岩气开采领域投入巨资的企业来说，页岩气增产使美国天然气价格下降，只有靠出口才不至于“倾家荡产”。埃克森美孚等公司支持大量出口液化天然气。但美国企业界对是否出口天然气持不同看法，反对者认为大量出口天然气将破坏依赖廉价天然气复苏的美国制造业。

瑞典斯德哥尔摩安全和发展战略研究所一名资源安全专家近日撰文说，华盛顿“重返”亚太的主力军不是美国海军，而是埃克森美孚等能源巨头，因为美国的“页岩气革命”不仅能完成前总统尼克松的“能源独立计划”、带来地缘政治的变化，也可以使全球制造业中心发生转移，并能为中国不断壮大的中产阶级提供他们非常渴望的能源。

但实际上，页岩气开发并没有改变美国作为天然气净进口国的事实。据内尔德介绍，目前，美国消费的天然气中仍有6%依赖进口，美国通过开发页岩气实现能源独立，不过是一场白日梦。内尔德还认为，美国对进口石油的依赖不会因页岩气的开采而显著降低。

除水力压裂法造成的环境污染仍是页岩气开采尚未解决和值得担忧的问题外，管道输送能力的缺乏导致生产出的天然气无法运走也是一个绕不过去的问题。例如，北达科他州巴肯页岩气矿生产的天然气有1/3只能白白烧掉。有时候，由于页岩气产量快速递减，在采掘的后期把油气输送到管道中反而不那么经济。还有的公司由于遇到资金困难，无法按计划建设油气管道。

谈及美国的“页岩气革命”，GSW战略集团执行主任杰弗里表示，美国可开采的页岩气田分布在不同地区，各地基础设施、水资源状况、地方官民态度等都有很大差别，总体来看，页岩气开发商面临着后勤保障、勘探开发和利益相关方角色等一系列问题。