我国页岩气开发的瓶颈？

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受美国“页岩革命”成功的影响，页岩气开发正在世界范围内蓬勃展开。作为世界第一大页岩气资源国，我国也在积极推进国内页岩气资源的开发工作。近两年的国际油价波动虽然在一定程度上减缓了国内页岩气开发的步伐，但我国开发页岩气的战略方向并没有发生根本变化。 内-容-来-自；中_国_碳_0排放￥交-易=网 t an pa i fa ng . c om

然而，国内仍存在一些对页岩开发环境影响的担心，一些学者和环保主义者认为页岩气开发所依赖的两项技术——水平钻井和水力压裂技术在应用过程中会对区域环境产生显著的影响，主要包括水资源消耗与污染、温室气体排放、诱发局部微地震等。 本`文内.容.来.自：中`国`碳`排*放*交*易^网 t a npai fan g.com

实际上，国内对于页岩气开发环境问题的探讨都是基于美国学者针对美国本土页岩气开发的研究成果，目前国内并没有学者对我国的页岩气开发做过定量化的研究。然而，不同的地质条件对于研究结果的影响是非常显著的。 本+文`内/容/来/自:中-国-碳-排-放-网-tan pai fang . com

因此，基于美国经验来指导我国的页岩气开发实践及相关环境政策的制定，是欠缺坚实依据的。针对我国目前页岩气开发环境研究领域的这一现状，笔者自去年开始对我国的页岩气开发进行了实践调研和数据搜集，在此基础上，对我国四川盆地的页岩气开发中的水资源消耗和温室气体排放等方面进行了定量化研究。 夲呅內傛莱源亍：ф啯碳*排*放^鲛*易-網 τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

页岩气对水资源的消耗主要来自两个活动，一是钻井活动中钻井液配置中的水消耗，另一个是压裂过程中压裂液配中的水消耗。由于目前页岩气开发均采取了井工厂的作业方式，这使得上述两个活动中使用的水资源可以被重复利用，大大降低了平均到单井上面的水资源消耗；进一步来说，注入的压裂液也会在完井测试和生产阶段部分返排到地面，并且被部分重复利用，也能够在一定程度上降低实际的水资源消耗。根据笔者的分析，在考虑了上述回收及重复利用后，四川盆地单口井水资源消耗量在1.4万到3.4万立方米之间，平均为2.4万立方米。其中，超过90%的页岩气耗水发生在压裂阶段。
　
为了比较中国页岩气单井水消耗，笔者也专门搜集了有关美国页岩气开发水消耗的量化研究。根据美国学者的研究，美国Haynesville页岩区的水资源消耗相对来说最高，其平均的单井耗水为2万至2.3万立方米左右，美国其他页岩气区块，如Barnett、Marcellus和Eagle Ford的页岩气单井水消耗则相对较低，单井平均耗水约在1.1万至1.6万立方米之间。从这一结果来看，我国页岩气单井耗水略高于Haynesville页岩区，但显著高于其他几个地区。在这一单井水资源假设下，笔者依据未来四川地区的钻井计划估算了每年的总耗水量，得出高出时期年耗水量约在1440万至3410万立方米之间，平均为24.2万立方米，而根据四川省和重庆市2014年的水资源公报，全年可供给水资源量超过300亿立方米。

因此，四川盆地页岩气开发对于区域水资源的影响并没有想象中那样明显。但仍然需要关注的是，四川相对而言是水资源较为丰富的地区，在其他地区则需要根据实际情况来分析。 内.容.来.自：中`国`碳#排*放*交*易^网 t a np ai f an g.com

此外，由于页岩气开发耗水是对水资源的增量需求，这种增量需求势必会与其他已经存在的水资源需求产生竞争关系，这一点应纳入政策制定者的考虑范畴之内。

页岩气开发的温室气体排放主要来自于两方面，一是在页岩气开发过程中驱动各类设备运转的燃料在燃烧过程中释放的二氧化碳，另一个是在页岩气井完井测试放喷活动中释放的甲烷(天然气的主要成分)。根据国外学者的研究，页岩气在完井阶段存在显著的甲烷排放，且排放的甲烷在没有经过燃烧处理或仅仅经过部分燃烧处理后就直接排入大气。由于甲烷是一种比二氧化碳更为厉害的温室气体，其增温程度是二氧化碳的25倍甚至更多，因此，大量的甲烷进入大气必然会对气候造成显著的影响。正是基于这一判断，很多国外学者指出，页岩气的全生命周期温室气体排放甚至高于煤炭。 禸嫆@唻洎：狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

然而，根据笔者的调研，在我国四川盆地的页岩气资源开发实践中，对于完井阶段释放的甲烷气体都经过了燃烧，使其转换成二氧化碳后再进入大气，这就极大地降低了总的温室气体排放量。据此，笔者计算得出我国四川页岩气开发的单井直接温室气体排放约为1000吨至3900吨二氧化碳当量，平均约为2300吨二氧化碳当量，而来自完井阶段的平均只有960吨二氧化碳当量，甚至低于钻井阶段的排放，显著低于美国页岩气完井阶段的温室气体排放。也正是由于采取了这些措施，使得页岩气在我国仍然是相对于煤炭而言清洁的一种能源资源。 夲呅內傛莱源亍：ф啯碳*排*放^鲛*易-網 τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

此外，在我们的调研过程中，部分井场已经使用电力作为驱动井场设备运转的动力，如果这一实践大规模应用的话，也将在很大程度上降低直接温室气体排放。 本`文@内-容-来-自；中^国_碳0排0放^交-易=网 ta n pa i fa ng . co m

上述讨论围绕的都是直接排放，这类排放由于直接于页岩气开发现场产生，因此是政府监管部门和页岩气生产商所关注的重点。然而，在学者层面所讨论的温室气体排放还包括了隐含在页岩气开发投入的各类原材料产业链条内的能源使用所造成的温室气体排放。例如，页岩气钻井过程中使用的水泥和套管本身并没有温室气体排放，但是这两种材料的生产加工过程中会存在能源消耗，从而造成温室气体排放。这种排放就是通常所说的间接排放或隐含排放。根据笔者的计算，我国页岩气单井开发阶段的间接温室气体排放约在4300吨至9600吨二氧化碳当量之间，平均约为7200吨二氧化碳当量，显著高于直接排放。

由于高的间接排放存在，使得我国页岩气排放总量仍略高于美国平均水平。但间接排放的减少不仅依赖于页岩气钻井开发技术的优化，更重要的依赖于整个国家产业链条各阶段能源效率改善与技术的革新，这依然超越了页岩气工业本身所能掌控的范畴。 夲呅內傛莱源亍：ф啯碳*排*放^鲛*易-網 τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

总结

综合以上可以看出，我国四川页岩气开发在单井水资源消耗总量和温室气体排放总量(含间接排放)高于美国，但从水资源供给总量和直接排放的角度来看，这些环境影响并不能显著地制约页岩资源的开发。当是正如文中提到的，完全消除页岩气开发的环境影响则还需要考虑其他诸多因素，这些都需要政策制定者在页岩气开发规划中予以适当考虑。 本`文@内-容-来-自；中^国_碳0排0放^交-易=网 ta n pa i fa ng . co m