頁巖氣開發的環境風險

【摘 要】近年來，全世界頁巖氣產業發展迅速，并產生了巨大效益。對此，我們不應該只是看到“頁巖氣革命”帶來的益處，而忽略了頁巖氣開發的環境風險。

【關鍵詞】頁巖氣；環境；風險

0.引言

頁巖氣賦存于有機泥頁巖及其夾層中，主要成分為甲烷，是一種高效、清潔的能源。與常規儲層有差別，頁巖不僅是天然氣生成的源巖，也是聚集和保存天然氣的儲層和蓋層。因為頁巖滲透率極低，頁巖氣體在其中并不能輕易流動，因此常常通過水平鉆井和壓裂的方法來實現頁巖氣儲層的開發。與常規天然氣相比，頁巖氣開發具有開采壽命長和生產周期長的優點，大部分產氣頁巖分布范圍廣、厚度大、普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期以穩定的速率產氣。

近年來，頁巖氣產業發展迅速，對世界能源格局產生了重要影響。以美國為例，2011年其產量達到了1800億方，占天然氣總產量的34%；并且到2035年，美國頁巖氣總產量比重將達到46%，是其未來天然氣增產的主要來源。但是頁巖氣開發引起的環境問題也引起了國際社會的廣泛關注，有的國家就要求延遲或限制在頁巖氣開發中使用水力壓裂技術。紐約參議院就曾在2010年8月通過了暫停通過水力壓裂技術開采頁巖氣的法令，歐洲的大部分地區也尚未進行頁巖氣系統勘探。根據國土資源部2012年調查評價結果，我國頁巖氣儲量豐富，可采量達到了25.08萬億方（不含青藏地區），已超過美國本土（24萬億方）。中國政府也高度重視發展頁巖氣，制定了頁巖氣發展“十二五”規劃，出臺了頁巖氣補貼相關政策。

然而我國頁巖氣開發屬于起步階段，應避免“先開發，后治理”，充分利用已有研究成果和國外經驗教訓，結合我國頁巖氣主要富聚在西南、北方地區的客觀條件，及早建立適宜的環境監管體系，采取相應的措施。

1.水資源消耗

頁巖氣井鉆井和壓裂都需要大量水，尤其是頁巖氣開發常采用的多級壓裂技術，大約每口頁巖氣壓裂耗水量就達到2萬方水；并且頁巖氣井密度大、數量多，對水資源的需求。而這些用水主要來自于河流，池塘和含水土層的清潔水，這對于當地城市、生活和工業用水都是巨大的挑戰。而我國頁巖氣主要賦存地本身就常屬于嚴重缺水地區，水資源自我補給速度已經低于抽取地下水的速度，在這些區域進行頁巖氣開發會影響開發區域內水資源的可持續利用，使其面臨季節性甚至長期性水資源短缺。合理、有效開發頁巖氣應杜絕粗放型地開采，維持生態的協調可持續發展。

2.水體污染

頁巖氣開發過程中引起水體污染的途徑很多：（1）水力壓裂施工過程中需要使用壓裂液壓開地層、攜帶支撐劑，但是壓裂液含有緩蝕劑、除垢劑、降阻劑等化學添加劑，壓裂作業并不能完全返排，致使這些化學物質殘留在地層中，污染地下水。（2）壓裂返排液會混合重金屬、烴類物質和水溶性鹽類等，對偏遠地區的井場來說，返排液無論是就地處理還是外輸至污水處理廠都是棘手的問題，處理不當便會污染水質。（3）頁巖氣鉆探、固井、完井等作業操作不當也可能導致泥漿、水泥和其他化學物質泄漏到地下水層中，引起水體污染。（4）頁巖氣開發常常采用大型設備，大型設備震動會引起井水等水體混濁。

水體一旦受到污染，將很難采取措施進行恢復，尤其是我國賦存頁巖氣的區域常常地質條件復雜，地下裂縫、溶洞等發育，地下水環境復雜，濾失和泄漏的污染物處理非常困難。

3.溫室氣體排放和大氣污染

頁巖氣的最主要、最基本的成分是甲烷氣體，甲烷氣體是導致全球氣體變暖的主要溫室氣體之一。盡管甲烷在大氣中停留的時間僅為 CO2的1/10，同等質量甲烷氣體引起的氣溫上升是二氧化碳的幾十倍。到2030年，全球油氣生產釋放的甲烷氣體將會是人為產生甲烷氣體的最主要來源，如果考慮最近幾年頁巖氣開發的迅猛發展，該比例還會提高。

我國頁巖構造中約含有大于1%的硫化氫，還有少量的苯、正己烷等，如果處理不當，將嚴重影響局部空氣質量，造成嚴重環境隱患。另外，研究表明天然氣燃燒產物經過一系列復雜光化學反應還會產生新的污染，在美國的某些地方，頁巖氣大規模開發引起了地面臭氧煙霧污染，導致臭氧煙霧達到了污染臨界值。

4.土地占用和地表、植被破壞

頁巖氣開發鉆井數常常密度高、間距小，在10Km2的范圍內頁巖氣田氣井數可能就會超過10口，大量鉆井會導致土地資源占用，加劇土地矛盾，在農耕區甚至會改變區域土地利用類型；在壓裂作業時，大量壓裂卡車進場，對公路路面有潛在危險，修建壓裂車進場道路和壓裂場地會破壞大量的地表植被，勢必對生態造成一定影響；此外，修建頁巖氣集輸管道也會引起占用土地、破壞地表和植被。

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