元素百科为您介绍我国页岩气开发遭遇瓶颈,面临环境影响。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。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。
页岩气开发成果展示
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。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。
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。
页岩气开发的温室气体来源
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。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。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。
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。