頁巖氣能否引發中國能源革命？

王夕

頁巖氣的開發不啻于油氣領域的一次革命，如果不遵循科學規律辦事，很容易使頁巖氣的投入產出不成正比，白白浪費大量的時間、資金還有精力，開采可能帶來環境污染。

幾年前，中國地質大學能源實驗中心主任張金川外出開會時，總是隨身背著一塊神秘的黑色石頭。在現場，他會把這塊石頭扔進水中，讓大家看看這塊石頭在水中咕嘟咕嘟冒泡的樣子。

“如果只是用嘴說石頭里能出天然氣，大家都會認為這是開玩笑，但是直到他們看見水里的石頭冒泡，表明有甲烷釋出時，他們才相信了。”

這塊黑色的、會冒泡的石頭叫做頁巖，而張金川將石頭放進水里的舉動，是方便向大家解釋什么叫做“頁巖氣”。

頁巖氣就是人們熟悉的天然氣

所謂頁巖氣，就是保留在頁巖這種致密的巖石中的天然氣。天然氣以游離狀態儲存在頁巖石顆粒之間的孔隙或裂縫中，或吸附在頁巖中有機物的表面。它是非常規天然氣的一種，與“煤層氣”屬同一類。

中國地質大學地球科學與資源學院教授于炳松告訴記者，開采出來的頁巖氣，就是人們熟悉的天然氣，只是這些天然氣儲存的地方不同，是在頁巖中而已。

頁巖氣的發現由來已久。1821年，美國在紐約州打出了世界上第一口天然氣井，這口氣井恰好就在頁巖層。但直到上世紀70年代，美國才開始將頁巖氣作為非常規氣的一個類型加以研究。

從2004年開始，我國開始逐步探索頁巖氣大致的分布輪廓。張金川說，我國頁巖氣聚集的目標區域是南方、華北—東北、西北和青藏地區。頁巖氣分布區域在我國南方大致呈“廠”字形分布，一橫就是指長江沿線、一撇主要指滇黔桂，中間這個節點就是在四川盆地，尤其是重慶。

于炳松告訴記者，“頁巖氣也是這兩年，人們才認識到它的價值。”雖是初來乍到，但是千萬不要小看這些頁巖氣，它是能源界中闖出的一匹黑馬。提起頁巖氣，能源界無人不曉。頁巖氣的開發不啻于油氣領域的一次革命。

頁巖氣幫助美國實現“能源獨立”

根據數據顯示，過去10年，美國的頁巖氣產量增長了11倍，如今可滿足美國近1/4的天然氣需求。光是在2009年，美國頁巖氣產量就超過了中國同期所有類型天然氣年產量的總和。

頁巖氣的使用，大大減緩了美國國內能源需求的壓力，2008年該國石油的對外依存度出現了1977年以來的首次下降。

而反觀國內，2009年，國內原油生產出現28年來的首次負增長。中國在2008年已成為天然氣凈進口國，2009年的天然氣供應缺口超過40億立方米。

“由于美國的開發，頁巖氣對國家戰略層面的影響逐漸被認識。”于炳松告訴記者，各界對頁巖氣的關注和期待與美國成功開發不無關系，頁巖氣給美國帶來一場“能源革命”，甚至可以幫助美國實現“能源獨立”，這讓頁巖氣儲量豐富的中國也看到了希望。

2011年，頁巖氣被國務院批準為第172個獨立礦種，政府頒布了諸多鼓勵補貼政策，對頁巖氣開發進行兩次招標，還為其長遠發展量身定制了“十二五”規劃。

根據國土資源部公布的數據顯示，我國頁巖氣的儲量也十分豐沛。初步的調查顯示，我國陸域頁巖氣地質資源潛力為134.42萬億立方米，可采資源潛力為25.08萬億立方米（不含青藏區），與常規天然氣資源相當。

開采可能帶來環境污染

守著頁巖氣這個“金礦”，人們自然就開始想方設法將它開采出來。2011年底，我國石油企業共建設了15口頁巖氣試驗井，其中9口成功開采到頁巖氣。

但是不得不承認的是，我國的頁巖氣開采還處于起步階段。比如頁巖氣勘探開發需要水平井分段壓裂等專門技術，而目前我國尚未完全掌握相關核心技術，突破關鍵技術尚需做大量工作。

“技術難點在于開發，因為它的開采方式，可能會造成污染，而且對水的需求量也很大。”于炳松說。

頁巖氣的開采方法叫做“壓裂開采法”，將一種由水、砂、化學制劑等物質混合成類似“雞尾酒”的壓裂液，會在高壓作用下向巖石噴射。天然氣會從被裂解的巖石中逃逸出來，被輸送回氣井表面。

但是，要在壓裂液中摻雜不同成分，包括支撐劑、防腐劑、生物促進劑等一些化學物質和藥品。這些壓裂液有可能會污染地下水體，而且水在壓縮后，還有一個往地表回灌的過程，這也可能對地面造成影響。

根據美國環保署（EPA）發布的信息，盡管壓裂液的99%都是水，但由于液體總量太大，使得每個礦井中那1%的成分其實相當于57000升化學物質，在回抽之后，仍有85%以上的漿體留在地下。

為此，2011年3月，美國環保署出資600萬美元深度研究頁巖氣壓裂開采法對環境可能造成的影響。據稱該研究將持續兩年，這是美國首次開展此類研究。

此外，根據《水資源和頁巖氣開發》報告顯示，頁巖氣在開發過程中要消耗大量水資源。從美國經驗來看，鉆井和壓裂所需水量為500萬加侖，相當于1000輛卡車的運水量。另外，在作業過程中，壓裂液將回流至地表，而壓裂液中大都含有化學物質，如處理不當，會對環境造成一定污染。

開采頁巖氣首先需摸清家底

國家發改委能源經濟與發展戰略研究中心副主任劉小麗也曾表示，我國水資源本來就匱乏，在重慶和成都這樣的地方都可能出現用水緊張的情況，更何況新疆和東北這樣水資源匱乏的地區了。

另外，頁巖氣在開發過程中還會發生一定程度的泄漏，頁巖氣的主要成分是甲烷，它的全球變暖潛力是二氧化碳的25倍，因此如何控制氣體外泄也是未來開發不得不面對的問題。

但是很早就開始研究頁巖氣的張金川卻有些不同的意見。他認為，開發環節的技術問題被誤認為是最大的瓶頸，但頁巖氣的主要技術，就是水平井和壓裂技術，這些在國內都是成熟技術，只不過是以前沒有綜合在一起運用過。“一件事還沒有實際做就說有難度，我認為是不妥當的。”張金川認為，頁巖氣的開發技術問題，只要有人潛心研究，10年之內是能解決的。

頁巖氣的重要性不言而喻，但專家認為，目前對頁巖氣的熱情有些過熱了。

“對于這股異乎尋常的熱情，冷靜顯得尤為重要，不能急于求成，也不要一窩蜂地去做。”于炳松說，美國從1970年代就開始研究頁巖氣，前期的地質勘探研究花了很長時間，而實際的大規模開發則很快，也就是近10年甚至5年內的事。

所以開發頁巖氣也要遵循科學規律。而它的科學規律就是要先認清它和常規天然氣的區別，它的存在狀態、富集規律以及形成機理等，然后從中國自身的地質條件出發，因地制宜地摸索適合我們自身的開采技術，決不能照搬國外的。“如果不遵循科學規律辦事，很容易使頁巖氣的投入產出不成正比，白白浪費大量的時間、資金還有精力。”

而在劉小麗看來，我國頁巖氣資源稟賦條件較為復雜，與國外相比，我國經歷的地質運動較多，因此造成的儲存情況更加復雜。“目前頁巖氣開發的首要任務還是要摸清家底。”