為了借鑒美國在頁巖氣開發(fā)方面的技術(shù)與管理經(jīng)驗，2010年4月27日，國家發(fā)展改革委與美國貿(mào)易發(fā)展署在北京聯(lián)合舉辦了中美頁巖氣開發(fā)培訓(xùn)班。圖為培訓(xùn)班開學(xué)儀式。（楊旭 攝）
編者按 高油價時代，頁巖氣作為一種新能源，正在被世界所追捧。美國是世界上頁巖氣資源勘探開發(fā)最早的國家。近3年，頁巖氣的大規(guī)模開發(fā)改變了美國的能源格局。美國頁巖氣的快速發(fā)展，靠的是競爭的市場機(jī)制，靠的是競爭帶來的技術(shù)創(chuàng)新。而且，美國的頁巖氣開發(fā)在發(fā)展的同時，也在不斷地處理與環(huán)境的關(guān)系。而這一切，又是如何發(fā)生的呢？本版今天刊發(fā)的這篇源自于美國紐約時報記者克利福德·克勞斯和湯姆·策勒的文章，或許能夠給讀者以啟示。
2008年以前，面對迅速增長的天然氣需求，業(yè)界普遍認(rèn)為美國大量進(jìn)口液化天然氣不可避免。但是，在一家名不見經(jīng)傳的公司實現(xiàn)了頁巖氣開采技術(shù)的突破后，頁巖氣這種此前被認(rèn)為沒有經(jīng)濟(jì)價值的非常規(guī)天然氣的開采出現(xiàn)井噴。短短3年間，美國天然氣實現(xiàn)自給，并超越俄國成為世界最大天然氣生產(chǎn)國。
統(tǒng)計資料顯示，美國頁巖氣年產(chǎn)量已從2007年的340億立方米躍升至去年的超過900億立方米。預(yù)計到2015年，美國頁巖氣的年產(chǎn)量將達(dá)到1800億立方米。在頁巖氣產(chǎn)量攀升的幫助下，去年美國的天然氣年產(chǎn)量達(dá)到6240億立方米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了年產(chǎn)量為5820億立方米的俄羅斯。
美國頁巖氣產(chǎn)量大躍進(jìn)的背后，是該國頁巖氣開發(fā)的如火如荼。在這種大背景下，美國很多地方居民的生活也因頁巖氣而發(fā)生了改變。
荒涼之地發(fā)現(xiàn)了頁巖氣
頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣，是一種重要的非常規(guī)天然氣資源。頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點，往往分布在盆地內(nèi)厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中。與常規(guī)天然氣相比，頁巖氣開發(fā)具有開采壽命長和生產(chǎn)周期長的優(yōu)點，大部分產(chǎn)氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期以穩(wěn)定的速率產(chǎn)氣。
目前，美國的很多州都對頁巖氣鉆探工作大開綠燈，比如路易斯安那州、得克薩斯州和阿肯色州。有著豐富經(jīng)驗的鉆井人杰瑞·杜格斯曾在路易斯安那州工作，目前他在位于賓夕法尼亞州的卡波特石油和天然氣公司擔(dān)任主管。他介紹說：“在南方，石油和天然氣的鉆取和開采已有超過100年的歷史了。在那里的每一個人都習(xí)慣于看到鉆井人的身影，并且也明白這項工作的方方面面。對他們來說，沒什么可大驚小怪的。”
在美國，不論是迪索托（位于得克薩斯州）還是薩斯奎哈那（位于美國東海岸），在歷史上都是貧瘠落后之地。然而，這些地方現(xiàn)在都因為豐富的頁巖氣資源而發(fā)生了徹底的變化。
比爾·威廉姆森是一個已賦閑在家的電話工廠退休員工。他居住在迪索托北部一個名為“石墻”的小城市。這個小城地下1萬到1.3萬英尺的地方有著豐富的頁巖氣資源，這一部分巖層也被冠名為“哈內(nèi)斯維爾”頁巖。目前，加拿大天然氣巨頭恩卡納（Encana）正在威廉姆森家附近展開鉆探工作。盡管鉆探設(shè)備的汽笛聲十分刺耳，但威廉姆森并不反感這位不速之客。因為他得到了開發(fā)者支付的不菲土地租金。
其實，在2000年之前，僅有2.8萬人的迪索托還是得克薩斯州最貧困的地區(qū)之一，直到頁巖氣的價值被開發(fā)出來。迪索托所在的曼斯菲爾德市的市長柯蒂斯說：“那時，一夜暴富不是神話。很多人不久前還一貧如洗，突然就拿著現(xiàn)金買下凱迪拉克汽車。”在當(dāng)?shù)兀裢飞@樣的人還有很多，他們從天然氣公司得到了大筆租金，并簽下長達(dá)10年的合約。
在美國路易斯安那州的曼斯菲爾德，當(dāng)?shù)厝丝趦H為5500人。一直以來，這里都是一片凋零衰敗的景象，只有煤礦和木材加工兩個產(chǎn)業(yè)。縣里甚至連修路的錢都沒有。而在2008年，這一切改變了。石油天然氣公司接踵而來，以一英畝幾百美元的價格從當(dāng)?shù)厝耸种凶庀峦恋兀缓筮M(jìn)行勘探。當(dāng)?shù)劓?zhèn)長麥考伊說：“人們頭天晚上上床睡覺，結(jié)果一覺醒來發(fā)現(xiàn)自己變成了富翁。”2008年5月，史密斯已故父親留下的土地以140萬美元的簽約價格出租給油鷹能源公司進(jìn)行天然氣勘探。他說：“我的一生就此改變，我再也不用靠砍樹為生了。”
能夠吸引油鷹能源公司這樣的企業(yè)前仆后繼來到路易斯安那州這片窮鄉(xiāng)僻壤的，正是頁巖氣。居民史密斯的土地恰恰位于海恩斯維爾頁巖的上面。這里發(fā)現(xiàn)的黑色頁巖層厚達(dá)150到300英尺，位于地下幾百米的地方，其面積達(dá)3400平方英里，橫跨路易斯安那和得克薩斯兩州。這些巖石中貯藏著大量的天然氣——據(jù)估計儲量在112萬億到245萬億立方英尺之間，其上限儲量能夠滿足美國12年的能源需求。
然而，這里還不是美國頁巖氣儲量面積最大的地區(qū)。面積最大的當(dāng)屬橫跨賓夕法尼亞及周邊各州的馬塞勒斯頁巖。其面積為6.5萬平方英里，面積甚至超過了希臘的國土面積。
美國的頁巖氣開發(fā)已相當(dāng)成熟。圖為美國天然氣鉆井。 （CFP供圖）
環(huán)保成為最擔(dān)心的問題
在美國很多地方，一些居民還在自家的土地里挖掘地下水，形成一個個小池塘——這些水能夠支持天然氣公司通過水力壓裂法來開采頁巖氣。在這個過程中，大量的水、沙子和化學(xué)制品被強(qiáng)大的壓力注入到地下，破壞頁巖層的結(jié)構(gòu)，從而釋放其中豐富的頁巖氣資源。目前，這項技術(shù)被認(rèn)為是唯一能開啟天然氣礦床的“鑰匙”。但該技術(shù)也是一把雙刃劍——帶給人們豐富的天然氣資源的同時，也帶給人們對環(huán)境保護(hù)的憂慮。
首先表現(xiàn)為對飲用水的威脅。2010年4月，大約150戶迪索托居民被迫疏散到鄰近的卡多縣——埃科（Exco）能源公司的鉆井機(jī)無意中造成了淺層天然氣的泄漏。當(dāng)時，埃科公司承認(rèn)甲烷已經(jīng)滲入當(dāng)?shù)氐娘嬘盟校⑶冶硎緯O(jiān)測是否有氣體從鉆井中逸出。
美國南部的小鎮(zhèn)迪默克近來也不平靜。十幾位居民與卡波特石油與天然氣公司對簿公堂。卡波特公司被指控在開發(fā)天然氣的過程中，造成了甲烷滲透進(jìn)居民水井的嚴(yán)重后果。在剛剛拍攝完成的紀(jì)錄片《天然氣國度》中，幾位當(dāng)?shù)氐木用窠邮芰瞬稍L——他們在鏡頭前，點燃了從家中水龍頭中滲出的甲烷氣體。
其次表現(xiàn)為化學(xué)物質(zhì)的泄漏。2009年，在隸屬于切薩皮克能源公司的鉆井平臺附近，人們發(fā)現(xiàn)了16頭牛的尸體。事后的調(diào)查顯示，這些牛是食用了鉆井機(jī)使用的化學(xué)制品后死亡。而這些化學(xué)制品則是在一次暴風(fēng)雨中發(fā)生泄漏的。在這次看似偶然的事故之后，切薩皮克公司宣布將會避免類似事件再次出現(xiàn)。
再次，環(huán)保人士還擔(dān)心水力壓裂過程中會消耗大量水資源。據(jù)德國地球科學(xué)研究中心的霍斯菲爾德教授介紹，每口頁巖氣井需耗費400萬加侖（1加侖約合3.78升）的水才能使頁巖斷裂。在美國的東北區(qū)域，情況也讓人感到有些棘手。在賓夕法尼亞州，關(guān)于飲用水安全和其他潛在環(huán)境問題的訴訟讓鉆探工作遇到了不小的麻煩，甚至間接導(dǎo)致了能源產(chǎn)品成本的增加。同時，政府也在近期暫時中止了在國有林區(qū)內(nèi)發(fā)放新的鉆井許可證。
在這種情況下，美國環(huán)境保護(hù)署開始了一項關(guān)于天然氣開發(fā)對地下水影響的調(diào)查研究項目，同時，一些環(huán)保組織也在不遺余力地游說并開展各種活動，希望能有更嚴(yán)厲細(xì)致的聯(lián)邦法規(guī)出臺，來規(guī)范天然氣開采行業(yè)。
但與此同時，也有一些環(huán)保主義者肯定了天然氣開發(fā)的正面影響。因為與石油和煤相比，天然氣更為低碳。而且，在可再生資源大規(guī)模應(yīng)用之前，天然氣能夠取代煤炭成為美國電能的主要來源，為美國從傳統(tǒng)能源向可再生能源轉(zhuǎn)變開辟了一條低碳之路。
找到環(huán)保與開發(fā)的結(jié)點
在人們的環(huán)保憂慮之下，美國的相關(guān)部門和頁巖氣開采公司開始采取補(bǔ)救措施。
近日，賓夕法尼亞州的環(huán)保廳廳長約翰·韓格爾宣布了一項耗資1200萬美元的計劃——用管道將城市用水從蒙特羅斯運送到迪默克。“這項計劃旨在消除人們的用水恐慌。”韓格爾說。據(jù)了解，為這條5.5英里長的管道工程買單的正是在當(dāng)?shù)亻_發(fā)頁巖氣的卡波特公司。此外，卡波特公司還為很多居民提供了價值不菲的純凈水系統(tǒng)。雖然公司一直聲稱沒有證據(jù)證明是該公司的行為造成了當(dāng)?shù)氐奈廴荆珮I(yè)內(nèi)表示，要徹底杜絕頁巖氣開發(fā)帶來的潛在危害，僅僅靠送水計劃并不能完全解決問題。
據(jù)了解，美國頁巖氣開發(fā)行業(yè)正試圖減少氣井鉆探以及水力壓裂帶來的環(huán)境破壞。如在每次壓裂完成之后，對水進(jìn)行獲取和重新利用。美國許多頁巖氣鉆井就建在傳統(tǒng)天然氣生產(chǎn)場所附近，因而壓裂后的水能夠被捕獲、處理，并回收利用到下次水力壓裂中。據(jù)悉，目前美國頁巖氣鉆探中，70%的水來自水力壓裂回收的水。
水力壓裂中使用的殺菌劑也是引發(fā)的擔(dān)憂之一。本來，在水中加入化學(xué)用品是為了使水具有凝膠特性，利于水力壓裂；而水中的細(xì)菌可能阻止化學(xué)反應(yīng)，因此才需要向水中加入殺菌劑。但人們擔(dān)心類似的化學(xué)用品會滲透到地下水位以下。目前，許多頁巖氣開發(fā)公司已經(jīng)考慮采用高強(qiáng)度的超聲波、過濾器或其他環(huán)保化學(xué)用品殺死水中的細(xì)菌。
此外，去年3月，美國環(huán)保署已出資600萬美元，深度研究頁巖氣壓裂開采法對環(huán)境可能造成的影響。該研究將持續(xù)兩年，這也是美國首次開展此類研究。
3月12日，中石油啟動了國內(nèi)首批頁巖氣三維地震采集項目。該項目位于滇黔北，這里山高林密，是國內(nèi)勘探難度較大的地區(qū)之一。圖為隊員在測量途中。（王浩 攝）
