页岩气开发难上一层楼水资源环保难题待解
- 2014/2/17 15:17:00
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- 来源：中国环保在线
- 关键词:水污染 页岩 环保
页岩气开发难上一层楼 水资源环保难题待解
根据页岩气“十二五”规划，我国将于2015年初步实现页岩气的规模化生产，产量达到65亿立方米。然而，一个令人不安的现状是，2013年中国页岩气产量刚刚超过2亿立方米，其占比尚不及2015年目标的一个零头……
不可否认的现状
尽管近年来中国在页岩气领域取得了一定的成绩，但存在的问题同样不容忽视。
“美国的页岩气技术之所以能够不断探索下去，是因为政府鼓励私营企业去做这个事情。”中科院一位不便具名的研究员表示，尽管国家也鼓励民营企业参与到页岩气的开发当中，但补贴的力度还是太小了。
他进一步指出，在页岩气的资源占有上，很多私人企业拿到的多是开采风险很大且储量平平的“边角料”。“很难想象在这种状态下如何能够真正激发出中小企业的潜在活力。”
此外，页岩气开发的环境压力也引起有关专家的不安。
“页岩气开采的各环节正面临着严峻的环保挑战，中国情况远比美国复杂，须格外关注。”中科院新疆生态与地理研究所研究员刘学军介绍，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。所以，“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”。
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。
水资源匮乏制约页岩气开发
和其他石化能源的开发一样，页岩气开采的各个环节都离不开水。在钻井阶段，水是钻井液的主要成分；在压裂阶段，水占到了压裂液的98%以上；而钻井设备的清洗维护同样离不开水。
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。
当前页岩气生产的核心技术依然是水力压裂法—从地面通过高压泵向地下灌入掺有化学物质的水，让水压将页岩层压出裂缝，并且使裂缝不断扩大。于此同时还要从地面向下灌入混有沙粒或陶粒的支撑剂，以便支撑已经形成的裂缝，使其不至于闭合。压裂之后页岩气的产量将会骤增，随后快速衰减。为了充分提升气井的产量，生产企业很可能会对同一口页岩气井进行多次压裂。
由于个别矿井产区水资源匮乏，部分地方对水的使用也有不少限制，北美一些油气企业运用二氧化碳进行压裂作业已经很多年了。美国怀俄明州甚至修建了专门运输二氧化碳的输气管道。不过以液态二氧化碳和液化石油气为代表的无水压裂法大多处于试验状态，运用范围还比较小。在可以预见的将来，水力压裂法依然是主流技术。中国将不得不面对页岩气开发中的水资源管理难题。
他国经验借鉴难
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。
戴克瑞认为，美国页岩气革命建立在高度专业化的公司和大量人才储备基础之上，这在美国实现页岩气商业化开采之前就打好了基础。“其他国家和地区可以复制美国页岩气开发模式，但需要时间。”
此外，中国等国页岩气埋藏和开采条件与美国不尽相同，这为复制美国页岩气开发模式带来困难。
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。
专家指出，中国的页岩气埋藏平均深度较美国深，地址分布条件更为复杂，用于页岩气大规模开采的水资源和土地资源也有限，这都为实现页岩气大规模商业开发带来困境。
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