頁巖氣開發利用困窘：水耗水污染問題難以繞開

時間：2013-12-10 10:45:09 作者： 　來源：中國電力新聞網

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

我國頁巖氣可開采資源量為25萬億立方米，超過了常規天然氣資源，但開采條件和技術卻無法和美國相比，特別是頁巖氣開發要消耗大量的淡水資源，我國淡水資源匱乏的現狀將對開發頁巖氣帶來很大挑戰。

開發頁巖氣需要大量淡水資源

過去兩年，美國天然氣價格下降、波動性減少。同時，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足未來575年的國內電力需求，同時也能夠充分保證美國家庭未來857年的天然氣供熱需求。

美國天然氣擁有量超過俄羅斯、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個州共計擁有技術可開采頁巖氣資源量為482萬億立方英尺。新區塊的開發使美國頁巖氣產量從2000年的110億立方米增加到2010年的1400億立方米。然而，頁巖氣開發會對水資源、道路、空氣質量、地質和溫室氣體排放等領域產生影響。

頁巖氣生產是一個高度密集型的用水過程，單個井的鉆孔和壓裂作業通常需要約19000立方米的水。壓裂過程用水量最大，需要大量的水混合著沙子和化學品注入井內，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。

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

我國水資源匱乏地區性、季節性因素復雜

我國目前的頁巖氣產業仍處于初期發展階段，大部分活動主要集中在勘探和試驗井的鉆探方面。位于長江上游地區和西南地區的四川盆地擁有10萬億立方米的頁巖氣儲量，占全國總儲量的40%。

與美國大多數頁巖層深度不到3000 米不同的是，我國許多地區的頁巖層深度在3000~5000米之間。因此，不能采用對美國頁巖氣開發模式的簡單復制，復雜的地質條件會增加鉆井成本。

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題雪上加霜。

頁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月嚴重干旱災害。

雖然華北地區和東北地區擁有26%的頁巖氣資源，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。長江下游和中國東南地區水資源較為豐富，但僅擁有18%的頁巖氣儲量。

由于對水資源的擔憂，美國和西歐許多地區的頁巖氣開發已遇到巨大阻力。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行頁巖氣開采。

隨著全球淡水資源緊缺壓力的不斷加劇，人們將越來越關注如何降低頁巖氣生產過程中的用水強度。開發頁巖氣，水資源是繞不開的話題。