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頁巖氣開發環境之憂
張萌[ 盡管有批評說這部紀錄片隻關註瞭那些極端的案例，大多數頁巖氣的開采是安全的。但是這部紀錄片的確反映出瞭美國公眾對頁巖氣開發導致環境問題的擔憂，並引起瞭廣泛的爭論。一些環境保護主義者認為水力壓裂會造成壓裂液中的化學物質和頁巖氣（主要是甲烷）混入地下水中，返排液處置不當也會污染地表水 ]2011年，一部叫做“天然氣之地”（Gasland）的小成本紀錄片出人意料地獲得奧斯卡最佳長紀錄片獎。這部紀錄片的拍攝者是一個普通的美國年輕人，他通過鏡頭講述瞭美國頁巖氣開發給環境帶來的諸多負面影響，尤其是頁巖氣開采所采用的水力壓裂技術可能導致開采地域的飲用水源受到污染。在片中，一些從居民傢水龍頭裡流出的水可以被直接點燃，飲用水也變得渾濁不清，流經開采地塊的河流裡魚蝦絕跡……許多畫面觸目驚心。所謂的水力壓裂就是通過將壓裂液壓入油井中，將巖層壓裂，產生高導流能力的裂縫通道，再註入支撐劑（主要是石英砂）撐住裂縫，進而提高油氣采收率的一種石油開采工藝。實際上，這並不是一種新鮮的技術，水力壓裂在石油工業界的應用可以追述到19世紀60年代，那時人們已經通過甘油三硝酸酯壓裂淺層堅硬的巖石，來提高石油產量。在頁巖氣開采所使用的壓裂液中，98%都是水，剩下2%的成分是化學添加劑。在壓裂結束後，約有30%~70%的壓裂液會被抽回地面，稱之為“返排水”。這些返排水通常會有四種處理方式：循環利用、處理後排放到河流中、註入地下水以及儲存在露天的蓄水池中。盡管有批評說這部紀錄片隻關註瞭那些極端的案例，大多數頁巖氣的開采是安全的。但是這部紀錄片的確反映出瞭美國公眾對頁巖氣開發導致環境問題的擔憂，並引起瞭廣泛的爭論。一些環境保護主義者認為水力壓裂會造成壓裂液中的化學物質和頁巖氣（主要是甲烷）混入地下水中，返排液處置不當也會污染地表水。而頁巖氣開采公司則認為正確的佈井以及壓裂作業的深度——絕大多數頁巖層都位於含水層下方數千米——足以保證飲用水的安全。2011年美國環境保護署（EPA）開展瞭針對水力壓裂對水環境影響調查，其中包括取水、壓裂液溢出、對飲用水的影響、返排液的影響、廢水處理五個方面。這個研究的最終結果預計將於2014年公佈。不過，在2011年12月EPA已經公佈的一份關於懷俄明州佩福林鎮地下水研究的初步報告中，EPA指出在佩福林鎮的含水層中發現瞭“類似水力壓裂作業中使用的至少10種化學物質”，而化學物質的含量“總體上低於當前所規定的健康和安全標準”。雖然天然氣工業界強調該報告並沒有給出一個明確的結論，同時認為這些化學物質有可能是通過其他途徑進入到測試樣本裡面，比如生活污水、附近的垃圾填埋廠都有可能對地下水污染有“貢獻”，而且孤立的事件並不能科學地證明這種技術存在著系統性風險。但這些解釋顯然無法讓反對水力壓裂的人滿意。公眾對水力壓裂的擔憂依然在不斷發酵。2011年5月份，紐約州政府要求美國聯邦政府對特拉華河盆地的水力壓裂作業施加禁令，以確保紐約州的飲用水供應安全。自2012年以來，紐約州已經有兩傢地方初審法院判決禁止水力壓裂，一些社會團體也不斷呼籲紐約州議會出臺相關法案，以禁止水力壓裂在這個富含頁巖氣資源州進行作業。在另一些地方對水力壓裂的反對態度則更為堅決。比如今年5月16日，美國佛蒙特州正式立法禁止水力壓裂在該州作業。不過，隨著人們對水資源和環境問題的重視，一些公司也加大瞭水力壓裂替代技術的投入。2011年11月第一屆世界頁巖氣大會將創新獎頒給瞭加拿大Gas Frac公司，以獎勵他們在無水壓裂技術上的突破性貢獻——LPG（液化石油氣）壓裂。LPG壓裂在地下的表現完全與水力壓裂不同。LPG在壓裂過程中會因為壓力和高溫而氣化，因此會與天然氣一起被重新抽回地面，進行分離並最終做到重復利用。這種壓裂手段相比於傳統的水力壓裂技術來說基本不需要水，也無需投入成本處理廢水，極大地緩解瞭對環境和水資源的壓力。但這項技術的推廣現在還存在難度，首先是LPG比水的成本要高，而且美國工業界已經建立瞭較為完善的水力壓裂作業體系，生產商缺乏技術替換的動力。其次是該技術尚不成熟，其安全性還有待檢驗。2011年1月，在加拿大阿爾伯塔省一個采用LPG壓裂技術的開采現場發生瞭一起火災，三名工人被燒傷。Gas Frac公司表示未被檢測到的LPG泄漏是該起事故的罪魁禍首。現在，該公司正不斷改進技術並完善安全標準，同時也希望到那些對環境和水資源要求高的頁巖氣產地進行作業。一些對水力壓裂持反對態度的地方，比如美國紐約州，也將本地區頁巖氣資源開發的希望寄托在瞭LPG壓裂等無水壓裂技術的進步上。美國頁巖氣開發實踐中所出現的問題，也為中國這樣的頁巖氣後發國傢提供瞭可借鑒之處。根據“十二五”規劃，天然氣在我國能源消費中所占比重將由目前的4%提高到8%。如果開發順利，預計2020年頁巖氣產量將達到800億立方米/年，接近我國目前常規天然氣生產水平。但考慮到中國同時還是個缺水嚴重、水污染嚴重的國傢——尤其是中國頁巖氣勘探的有利區域恰恰基本處於華北平原（黃淮海平原）、四川盆地、遼寧、山西、天山及河西走廊等重點缺水地區——這就決定瞭除勘探開發技術和政策以外，中國頁巖氣資源開發還需解決地理環境局限、潛在環境影響等問題。目前，中國石油(601857,股吧)大學沈忠厚院士正率領著一個課題組，試圖采用另一種無水壓裂技術——超臨界CO2壓裂法來突破這個困境。石油工業界早已采用CO2氣體驅油技術來提高采收率。而將CO2加溫加壓至臨界點以上時，稱其為超臨界CO2流體。超臨界CO2流體既不同於氣體，也不同於液體，但有著比水力壓裂更高的效率。比如在儲層原有的微裂縫中，高黏壓裂液無法進入，超臨界CO2流體卻可以隨意流動，使得儲層產生更多的微裂縫，由於裂縫的多少直接決定瞭產量的大小，所以超臨界CO2壓裂技術的應用可以提高單井產量和采收率。更為重要的是，超臨界CO2壓裂是一種清潔的壓裂技術，其在壓裂過程中不需要水的介入，也無需添加其他化學物質，對儲辦車貸條件信貸年息層沒有污染，也無需處理返排液，壓裂完畢後可直接投產。現在，純液態CO2壓裂已經在長慶油田有瞭成功的案例，超臨界CO2壓裂正是在這個基礎上所做的創新。但根據課題組成員王海柱博士向《第一財經日報》記者的介紹，超臨界CO2壓裂技術目前還在實驗室階段，也有一些技術難點有待克服，這種技術進入現場應用尚需一定時間。對於頁巖氣的開發，我們需懷有的審慎態度或許應當是：不能因為“Gasland”式的末日圖景而因噎廢食——由於潛在的環境風險而放棄一種高效能源；同時，也萬不能重蹈以往為瞭眼前利益而忽視長遠環境影響之覆轍。依靠嚴格環保標準，利用充分的市場競爭催生出新技術，進而破解我國頁巖氣發展的水資源約束，或許才是中國頁巖氣大規模開發的必由之路。
新聞來源http://news.hexun.com/2012-05-30/141910746.html
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