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页岩气开发 水资源和环保难题待解

国家能源局近日印发《2014年能源工作指导意见》,要求着力突破页岩气非常规油气和海洋油气资源开发。并明确提出2014年我国页岩气生产量为15亿立方米。

作为“新能源革命”的重要引擎,页岩气在美国的巨大成功让诸多国家看到了摆脱能源危机的通路。近年来,我国也在不断加大对页岩气的探索和开发力度。然而,在页岩气引发的“新能源革命”势头正盛之时,页岩气开采所造成的巨大耗水量、地下水污染等隐患也引发了业界的忧虑。

页岩气开发面临环保挑战

“页 岩气开采的各环节正面临着严峻的环保挑战,中国的情况远比美国复杂,须格外关注。”中国科学院新疆生态与地理研究所研究员刘学军表示,页岩气开采中使用的 水力压裂法需水量惊人,即便是在水量充沛的美国也将其视为技术瓶颈。对于水资源紧缺的中国而言,如何平衡页岩气开发与水资源合理利用之间的矛盾更是一个重 大挑战。

中 国社会科学院日前发布《世界能源蓝皮书:世界能源发展报告(2013)》指出,环境及水资源利用问题将成我国页岩气开发过程中的焦点。《蓝皮书》称,我国 页岩气开发尚处探索阶段,相关环境防范等监管体系尚未提上议事日程。然而,未来无论我国页岩气开发采取何种模式,环境问题都将是各方关注的焦点。近期美国 页岩气开发已经导致环境污染与水资源利用等方面的广泛争议,部分州已出台短期页岩气开发禁令。《蓝皮书》认为,尽管页岩气开发已受到国家及业界的高度重 视,但我国页岩气开发仍面临资源情况尚不清楚,关键技术有待突破,资源管理机制有待完善等问题。现阶段,我国需跟踪了解美国在页岩气环境监管方面的最新进 展,尽可能减少开发初期可能带来的环境破坏和经济损失。

埃 森哲2013年6月发布的《水资源与页岩气开发》报告也指出,页岩气产量的迅速增加已引起广泛关注,人们主要关注页岩气开发对水资源、道路、空气质量、地 震和温室气体排放等诸多领域产生的影响。页岩气井采用水力压裂技术生产过程需要消耗大量水资源,同时会比传统气井产生更多的温室气体排放量。由于对水资源 及排放问题的担忧,美国和西欧许多地区的页岩气开发已经遭遇到巨大阻力。

业 内专家分析,页岩气开发已是大势所趋,但仍面临争议,其中最大的争议来自于开采过程中的水资源消耗以及污染。页岩气开发目前无可替代的成熟技术是水力压裂 技术,这需要将掺有沙石和化学物质的高压水注入平行井来冲破页岩层,释放出页岩气。每次液压破碎需要数百万吨水,压裂液中添加的化学药剂由此注入深部地 层,虽然不会对地下水造成直接污染,但长远看会有潜在危害。

2013 年12月,在十二届全国人大常委会第五次会议上审议环境保护法修订草案时,人大常委会委员杨卫提出,立法应超前考虑页岩气开采中可能造成的环境污染问题。 杨卫说,开采页岩气的主要方式是进行压裂,在这项技术中,压裂液很可能污染环境。如果进行大规模压裂作业,很可能会危害地下水系统,包括将来还可能漏到地 表产生危害。为先期从法律角度上建立壁垒,使页岩气开采部门在研究用什么样的压裂液开采方式的时候有所顾忌,杨卫建议在修订草案中增加规定:严禁在地下矿 产开发过程中灌注影响地表或地下水环境的污染物质。

水资源匮乏制约页岩气开发

易 贸研究中心研究员罗靖撰文指出,仅凭美国的技术和国内丰富的页岩气资源并不能让“页岩气革命”在中国生根发芽。中国还需要解决美国企业未曾遇到的本土性难 题,如矿区水资源的获取和利用。在美国和加拿大这样的人均水资源十分丰富的国家,页岩气矿区的用水问题可能并不突出。但是在水资源紧缺且分布不均的中国, 如果不能有效解决页岩气开发中的水资源管理问题,页岩气大规模开发很可能只是镜花水月。

将 “页岩气革命”移植到中国,首先要解决的问题就是获取足够的水。据国土资源部矿产资源储量评审中心主任张大伟估计,中国要完成《页岩气发展规划 (2011-2015年)》中提出的到2020年600亿-1000亿立方米的产量,需要打2万口生产井(不包括实验井和未获取工业气流的矿井)。如果以 单井用水量19000立方米计算,预计中国将需要3.8亿立方米的水,相当于1266万城市人口一年的用水量。

联合国粮农组织的数据显示,中国的人均可再生水资源为2060立方米,仅为美国的1/10,加拿大的1/42。另外,中国的页岩矿的埋藏深度普遍要比美国的深,因此需要打更深的直井,也意味着更多的打井和压裂用水。

埃 森哲《水资源与页岩气开发》指出,在页岩气开发中,我国城市污水处理设施缺乏处理页岩气开发潜在废水的能力。国务院发布的市政污水处理设施发展计划显示, 我国有处理77.5%城市污水的能力,其目标是到2015年全国污水处理率达到85%。尽管政府加大了投资力度,但现有污水处理能力与需求之间的差距却不 能在短期内得到解决。

他国经验或可借鉴

作 为页岩气开发的先行者,美国对开发页岩气所带来的环保问题一直都十分重视。美国环保署(EPA)2013年发布了一项针对页岩气开采的新法规,对页岩气开 采中因使用水力压裂技术所造成的空气污染加以控制。该法规要求到2015年1月,所有采用水力压裂法进行页岩气开采的气井都必须安装相关设备,以减少可挥 发性有机化合物及其他有害空气污染物的排放,如苯和正己烷等。

“美 国是页岩气产业发展最为成功的国家,我国发展页岩气产业,借鉴美国的经验是必要的。但是需要注意的是,中国和美国页岩气资源条件不同,产业发展阶段不同, 产业发展环境也不相同,这些因素决定了中国不可能完全复制美国页岩气产业发展模式。”中石化石油勘探开发研究院高级经济师罗佐县告诉记者。

埃 森哲大中华区副总裁杨葳表示,未来中国页岩气开发既要解决水量的问题,也要解决水资源污染的问题。根据美国经验,在页岩气生产作业中,水资源运输可能占到 总压裂成本的40%和总完井成本的20%,需要在商业可行的前提下做出安排。基于经济效益和社区环境影响等方面的考虑,杨葳认为页岩气运营商可以考虑进行 现场废水处理和处置、寻找减少用水量的替代技术、改进取水方式、使用轨道和管道等替代运输方式。

“作 为非常规天然气,页岩气在开发难度、技术要求和投资要求方面与常规天然气有着显著不同。”罗佐县认为,由于我国页岩气产业尚处于发展初期,对资源认识还不 到位,加上开采技术难度大,成本高,这些都对页岩气产业化形成了制约。“对页岩气的开发既要坚持积极的态度,更要采取科学的方法,要有序推进、稳步开发, 避免一哄而上和投资过热现象。”罗佐县表示。

环 保部总工程师万本太表示,我国人口密度大、水源稀缺且分布不均,季节性缺水特征明显。而页岩气分布集中的四川、重庆、贵州、云南和广西等地区,地质条件复 杂,地下暗河溶洞多,加大了地下水污染防控难度。要控制地下水污染风险,在页岩气开发立项前就必须严格进行环境影响评价,对可能给水体、空气等各个环境要 素造成的风险进行全面系统分析。“必要的话也可以进行国际合作,借鉴外国研究经验”。

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