頁(yè)巖氣困窘：水耗水污染難繞開(kāi)

如今，美國已成為世界頭號天然氣生產(chǎn)國，與加拿大天然氣產(chǎn)量合計已超過(guò)全球總產(chǎn)量的25%。到2035年，預計美國頁(yè)巖氣產(chǎn)量在美國天然氣總產(chǎn)量中的比例將從2010年的23%增加至49%。

我國頁(yè)巖氣可開(kāi)采資源量為25萬(wàn)億立方米，超過(guò)了常規天然氣資源，但開(kāi)采條件和技術(shù)卻無(wú)法和美國相比，特別是頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)要消耗大量的淡水資源，我國淡水資源匱乏的現狀將對開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣帶來(lái)很大挑戰。

開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣需要大量淡水資源

過(guò)去兩年，美國天然氣價(jià)格下降、波動(dòng)性減少。同時(shí)，美國能源研究所的研究結果顯示，以目前燃料需求水平，美國的天然氣足以滿(mǎn)足未來(lái)575年的國內電力需求，同時(shí)也能夠充分保證美國家庭未來(lái)857年的天然氣供熱需求。

美國天然氣擁有量超過(guò)俄羅斯、伊朗、卡塔爾、沙特阿拉伯和土庫曼斯坦等國擁有量的總和。美國能源信息署估計，美國本土48個(gè)州共計擁有技術(shù)可開(kāi)采頁(yè)巖氣資源量為482萬(wàn)億立方英尺。新區塊的開(kāi)發(fā)使美國頁(yè)巖氣產(chǎn)量從2000年的110億立方米增加到2010年的1400億立方米。然而，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)會(huì )對水資源、道路、空氣質(zhì)量、地質(zhì)和溫室氣體排放等領(lǐng)域產(chǎn)生影響。

頁(yè)巖氣生產(chǎn)是一個(gè)高度密集型的用水過(guò)程，單個(gè)井的鉆孔和壓裂作業(yè)通常需要約19000立方米的水。壓裂過(guò)程用水量最大，需要大量的水混合著(zhù)沙子和化學(xué)品注入井內，以便于抽取氣體；剩下的水用于鉆井階段，水是鉆井液的主要部分，而現場(chǎng)除塵以及清潔和沖洗鉆探設備僅需相對少量的水。

水污染是頁(yè)巖氣生產(chǎn)的負面因素之一，壓裂井水的排放及處理是頁(yè)巖氣生產(chǎn)環(huán)境影響的重點(diǎn)。每口井壓裂之后，在其生命周期中會(huì )出現一定比例的壓裂液回流現象。這種水已經(jīng)受到嚴重污染，如果不能得到正確控制和有效處理，在向地表回流時(shí)，會(huì )造成地下水污染風(fēng)險。

我國水資源匱乏地區性、季節性因素復雜

我國目前的頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)仍處于初期發(fā)展階段，大部分活動(dòng)主要集中在勘探和試驗井的鉆探方面。位于長(cháng)江上游地區和西南地區的四川盆地擁有10萬(wàn)億立方米的頁(yè)巖氣儲量，占全國總儲量的40%。

與美國大多數頁(yè)巖層深度不到3000米不同的是，我國許多地區的頁(yè)巖層深度在3000~5000米之間。因此，不能采用對美國頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)模式的簡(jiǎn)單復制，復雜的地質(zhì)條件會(huì )增加鉆井成本。

我國的水資源稀缺，且分布不均。世界銀行水資源報告顯示，2007年，我國人均可再生水資源量估計為每年2156立方米，僅占世界平均水平的四分之一。水資源的地域和季節性分布不均使水資源短缺問(wèn)題雪上加霜。

頁(yè)巖氣儲量豐富的地區大多數也是季節性缺水嚴重的地區。2010年，西南地區五省遭受了持續六個(gè)月嚴重干旱災害。

雖然華北地區和東北地區擁有26%的頁(yè)巖氣資源，但總體上該地區水資源匱乏，華北地區人均水資源量甚至低于全國平均水平。長(cháng)江下游和中國東南地區水資源較為豐富，但僅擁有18%的頁(yè)巖氣儲量。

由于對水資源的擔憂(yōu)，美國和西歐許多地區的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)已遇到巨大阻力。法國和保加利亞甚至在全國范圍內暫停使用水力壓裂法進(jìn)行頁(yè)巖氣開(kāi)采。

隨著(zhù)全球淡水資源緊缺壓力的不斷加劇，人們將越來(lái)越關(guān)注如何降低頁(yè)巖氣生產(chǎn)過(guò)程中的用水強度。開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣，水資源是繞不開(kāi)的話(huà)題。