瘋狂的“黑石”

錢煒

中國長(zhǎng)期以來重油輕氣，在很大程度上影響了天然氣的勘探開發(fā)程度和總體認(rèn)識(shí)水平。作為一種“非常規(guī)的天然氣”資源，中國的頁巖氣儲(chǔ)量居全球第一位。能否突破技術(shù)和體制的瓶頸，并正確認(rèn)識(shí)和應(yīng)對(duì)這種新型能源的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，是中國在開始撬動(dòng)這塊“黑色的石頭”之初，就需要仔細(xì)掂量的

6月1日，北京CBD，中國大飯店，一場(chǎng)中美技術(shù)研討會(huì)正在進(jìn)行。與會(huì)者，一方是來自全球頁巖氣最大產(chǎn)出國的技術(shù)專家，一方則是全球頁巖氣儲(chǔ)量最大國的石油公司代表。實(shí)際上，自2009年以來，北京平均每個(gè)月至少有一兩場(chǎng)與頁巖氣相關(guān)的研討會(huì)。

根據(jù)美國能源信息署（EIA）最新發(fā)布的報(bào)告，中國的頁巖氣儲(chǔ)量居全球第一位；而且，這些“非常規(guī)的天然氣”資源在中國尚未正式開發(fā)。

EIA于4月8日發(fā)布的這份報(bào)告，首次評(píng)估了全球32個(gè)國家的頁巖氣儲(chǔ)量。報(bào)告指出，全球技術(shù)上可開采頁巖氣儲(chǔ)量在163萬億立方米以上，其中中國、美國、阿根廷分居前三，分別為36、24和22萬億立方米。該報(bào)告的結(jié)論將全球的天然氣儲(chǔ)量提高了40%以上。

在日本福島核事故致使全球核電進(jìn)入低谷、利比亞沖突引起油價(jià)波動(dòng)的背景下，頁巖氣，這個(gè)能源家族的新成員，顯然被賦予了更重要的意義。

陌生的“黑色石頭”

頁巖氣這個(gè)詞你聽起來也許還有些陌生。其實(shí)，就在5年前，中國地質(zhì)大學(xué)能源實(shí)驗(yàn)中心主任張金川外出開會(huì)時(shí)，還得隨身背著一塊“黑色的石頭”，以便向同行解釋什么是頁巖氣。

“他們說，石頭里能出天然氣？這是開玩笑嘛！我就讓學(xué)生把石頭扔進(jìn)水里，水咕嘟咕嘟地冒泡，表明有甲烷釋出，他們這才相信了。”從事地質(zhì)資源評(píng)價(jià)的張金川，從1999年就開始關(guān)注頁巖氣，堪稱國內(nèi)學(xué)術(shù)界研究頁巖氣的第一人。

張金川解釋說，所謂頁巖氣，就是保留在地質(zhì)頁巖層中的天然氣。天然氣或以游離狀儲(chǔ)存在頁巖石顆粒之間的孔隙或裂縫中，或吸附在頁巖中有機(jī)物的表面。它是非常規(guī)天然氣的一種，與“煤層氣”“致密氣”屬同一類。

在中海油能源經(jīng)濟(jì)研究院首席能源研究員陳衛(wèi)東看來，頁巖氣的開發(fā)不啻于油氣領(lǐng)域的一次革命。“生、儲(chǔ)、蓋、運(yùn)、圈、保”這6個(gè)字，是過去觀念里石油天然氣藏形成的基本條件。一直以來，油氣勘探就是通過各種手段尋找這六個(gè)條件都具備的地質(zhì)圈閉層。而頁巖是一種滲透率極低的沉積巖，以往被認(rèn)為是油氣運(yùn)移的天然遮擋。在含氣油頁巖中，頁巖既是氣源巖，又是儲(chǔ)層。頁巖氣的這一成藏概念，革命性地顛覆了傳統(tǒng)觀點(diǎn)。

頁巖氣的發(fā)現(xiàn)由來已久。1821年，美國在紐約州的Chautauqua打出了世界上第一口天然氣井，這口氣井恰好就是在頁巖層。但直到上世紀(jì)70年代，美國才開始將頁巖氣作為非常規(guī)氣的一個(gè)類型加以研究。

過去10年，美國的頁巖氣產(chǎn)量增長(zhǎng)了11倍，如今可滿足美國近四分之一的天然氣需求。光是在2009年，美國頁巖氣產(chǎn)量就超過了中國同期所有類型天然氣年產(chǎn)量的總和。

自1993年成為石油凈進(jìn)口國以來，中國石油凈進(jìn)口量連年遞增，2003年突破1億噸，2009年，國內(nèi)原油生產(chǎn)出現(xiàn)28年來的首次負(fù)增長(zhǎng)。與此同時(shí)，中國在2008年已成為天然氣凈進(jìn)口國，2009年的天然氣供應(yīng)缺口超過40億立方米。

而在美國，頁巖氣的開發(fā)大大減緩了美國國內(nèi)能源需求的壓力，2008年該國石油的對(duì)外依存度出現(xiàn)了1977年以來的首次下降。

中國長(zhǎng)期以來重油輕氣，在很大程度上影響了天然氣的勘探開發(fā)程度和總體認(rèn)識(shí)水平。到目前為止，天然氣在中國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例只有3%～4%，但美國和世界其他主要國家的平均比例卻為23%～24%。

張金川指出，“對(duì)天然氣，尤其是包括頁巖氣在內(nèi)的非常規(guī)天然氣的開發(fā)利用水平，很大程度上反映了一個(gè)國家在能源領(lǐng)域中的科技進(jìn)步水平。”

瓶頸：技術(shù)還是體制

一直以來，業(yè)界有一種論調(diào)認(rèn)為，“頁巖氣開發(fā)的瓶頸在技術(shù)。”對(duì)此，張金川并不完全同意。他表示，頁巖氣的勘探、開發(fā)和銷售，這3個(gè)環(huán)節(jié)各有各的問題，但總體而言，“我比較樂觀，認(rèn)為沒有瓶頸，頁巖氣的開發(fā)只是個(gè)時(shí)間問題。”

他分析說，在勘探環(huán)節(jié)，目前中國究竟有多大規(guī)模的頁巖氣，業(yè)內(nèi)并無權(quán)威定論。EIA發(fā)布的數(shù)據(jù)是36萬億立方米，中石油的預(yù)測(cè)是100萬億立方米，張金川的估算則在21萬億立方米左右。

目前存在的主要問題是，沒有一套成形好用的標(biāo)準(zhǔn)和方法，來精確預(yù)測(cè)某一地區(qū)的頁巖氣儲(chǔ)量。“不過，在地質(zhì)勘探方面，我們已經(jīng)做了10多年的技術(shù)儲(chǔ)備，因此這已經(jīng)不是頁巖氣開發(fā)的最主要問題。”

開發(fā)環(huán)節(jié)的技術(shù)問題被很多人認(rèn)為是最大的瓶頸，但張金川指出，“美國從1970年代就開始研究頁巖氣，前期的地質(zhì)勘探研究花了很長(zhǎng)時(shí)間，而實(shí)際的大規(guī)模開發(fā)則很快，也就是近10年甚至5年內(nèi)的事。頁巖氣的主要技術(shù)，就是水平井和壓裂技術(shù)，這些在國內(nèi)都是成熟技術(shù)，只不過以前沒有綜合在一起運(yùn)用過。一件事還沒有實(shí)際做就說有難度，我認(rèn)為是不妥當(dāng)?shù)摹！?/p>

因此，張金川認(rèn)為，頁巖氣的開發(fā)技術(shù)問題，只要有人潛心研究，在10年之內(nèi)是能解決的。更何況，目前中國的勘探機(jī)構(gòu)有政府的大力支持，有國外的成熟先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)可借鑒，也許用不了10年就能突破。

不過他強(qiáng)調(diào)，頁巖氣開發(fā)核心技術(shù)必須本土化，不能一味買別人的技術(shù)。美國的目的是想拿技術(shù)換資源。此外，美國的經(jīng)驗(yàn)?zāi)玫街袊鴣硪苍S還會(huì)“水土不服”， “比如壓裂液，要摻雜不同成分在里面，包括支撐劑、防腐劑、生物促進(jìn)劑等一些化學(xué)物質(zhì)和藥品。”張金川補(bǔ)充說，“由于頁巖的成分不一樣，即使是在美國本土，東部的配方拿到西部去，也不好使。”

至于很多行業(yè)專家提到的管網(wǎng)建設(shè)問題，張金川承認(rèn)，美國的管網(wǎng)建設(shè)非常發(fā)達(dá)，其總公里數(shù)是中國的10倍，而在富含頁巖氣的中國南方地區(qū)，幾乎沒有管網(wǎng)，只有幾條主干線。但他認(rèn)為，這仍然也是個(gè)偽命題，在有產(chǎn)量的地區(qū)，現(xiàn)建管網(wǎng)也來得及。其次，美國地廣人稀，為了將開采出來的天然氣賣出去，就必須建管網(wǎng)。但中國南方人口稠密，在合適的地區(qū)可以就地消化，根本不需要建管網(wǎng)。陳衛(wèi)東則指出，管網(wǎng)建設(shè)有利可圖，目前有很多民營企業(yè)都想進(jìn)入，可以部分參照建高速公路的辦法，“誰投資誰受益”，不需政府投入。

陳衛(wèi)東也認(rèn)為，技術(shù)問題并不是頁巖氣開發(fā)的瓶頸，真正的藩籬是在體制與政策上面。煤層氣開發(fā)所走過的路，就是最好的例子。

“中國的煤層氣開發(fā)進(jìn)行了15年，直到去年，產(chǎn)量還不到20億立方米，距‘十一五規(guī)劃設(shè)定的100億立方米/年的目標(biāo)差距甚遠(yuǎn)。” 陳衛(wèi)東說。而中國煤層氣總資源量高達(dá)36.8萬億立方米，居世界第三。

發(fā)展緩慢的原因，陳衛(wèi)東指出，除了天然氣管道等基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重不足，另外一個(gè)重要因素就是許多非市場(chǎng)化的制度安排扼殺了行業(yè)活力，如嚴(yán)格的準(zhǔn)入限制和采氣權(quán)與采礦權(quán)分離等。

在頁巖氣的開發(fā)上，陳衛(wèi)東一直高唱他的“特區(qū)”論。他說，中國完全可以借鑒當(dāng)年設(shè)立經(jīng)濟(jì)特區(qū)的辦法，在有潛力的地區(qū)劃出幾個(gè)“頁巖氣開發(fā)特區(qū)”來，把權(quán)力和收益多交給地方，多交給投資者，少一些壟斷，多一些競(jìng)爭(zhēng)。美國的頁巖氣開發(fā)，其主角即是上百家中小型石油公司。

據(jù)了解，目前國土資源部已確定6家企業(yè)作為招標(biāo)主體，參與8個(gè)頁巖氣區(qū)塊的競(jìng)標(biāo)，招標(biāo)區(qū)塊面積約1萬平方公里，主要位于貴州和重慶境內(nèi)。國土部油氣中心副主任張大偉也曾表示，將逐步放開頁巖氣礦業(yè)權(quán)，鼓勵(lì)多種資本投入。

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)之爭(zhēng)

在美國科羅拉多州，某位居民竟點(diǎn)燃了家中廚房里的自來水。這是去年獲奧斯卡提名的環(huán)保紀(jì)錄片《天然氣之地》中的一幕。該片在美國國內(nèi)曾引起強(qiáng)烈反響，導(dǎo)演喬西·福克斯稱，頁巖氣開發(fā)已使美國地下水受到了嚴(yán)重污染。

如同一枚硬幣總有兩面，開采頁巖氣也有著無法忽視的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，而風(fēng)險(xiǎn)主要源自頁巖氣的“壓裂開采法”——在幾千英尺的地下，一種由水、砂、化學(xué)制劑等物質(zhì)混合成類似“雞尾酒”的液體，會(huì)在高壓作用下向巖石噴射。天然氣會(huì)從被裂解的巖石中逃逸出來，被導(dǎo)回氣井表面。

此外，頁巖氣開發(fā)對(duì)用水量的需求也很大。以巴耐特頁巖為例，鉆井的平均用水量為182噸/口井，而使用壓裂法平均每口井要消耗高達(dá)13650噸的水。

根據(jù)美國環(huán)保署（EPA）發(fā)布的信息，盡管壓裂液的99%都是水，但由于液體總量太大，使得每個(gè)礦井中那1%的成分其實(shí)相當(dāng)于57000升化學(xué)物質(zhì)。在回抽之后，仍有85%以上的漿液留在地下。

2010年初，美國一家名叫環(huán)境工作組(EWG)的NGO發(fā)布報(bào)告稱，油氣公司往水平壓裂礦井中注射了石油蒸餾物，包括煤油、礦物油及其他石油副產(chǎn)品，它們都含有高濃度的苯，這是已知的致癌物質(zhì)。

對(duì)此，中國工程院院士、著名石油專家康玉柱則對(duì)《中國新聞周刊》表示，壓裂技術(shù)即使在常規(guī)油氣開采中也有使用，對(duì)此，石油公司有嚴(yán)格的后續(xù)處理技術(shù)和程序。

2011年3月，美國環(huán)保署出資600萬美元深度研究頁巖氣壓裂開采法對(duì)環(huán)境可能造成的影響。據(jù)稱該研究將持續(xù)兩年，這是美國首次開展此類研究。

除了對(duì)環(huán)境的污染，頁巖氣的碳排放也遭到人們的質(zhì)疑。美國康奈爾大學(xué)羅伯特·哈沃斯研究小組于今年4月發(fā)表了一項(xiàng)研究結(jié)果稱，較之煤炭，頁巖氣將對(duì)氣候變化產(chǎn)生更大影響。這是因?yàn)椋陧搸r氣的開采過程中，有大量甲烷釋放到環(huán)境中，而甲烷則是一種溫室效應(yīng)極強(qiáng)的氣體。根據(jù)美國政府和行業(yè)數(shù)據(jù)，頁巖氣井所泄漏的甲烷至少比常規(guī)井多1/3，有些甚至?xí)喑?倍。

但在羅伯特·哈沃斯的研究結(jié)論發(fā)表1個(gè)月后，總部位于倫敦的全球變暖政策基金會(huì)(GWPF)隨即發(fā)布了一份為天然氣正名的報(bào)告，該報(bào)告認(rèn)為頁巖氣是一種“儲(chǔ)量豐富、廉價(jià)且對(duì)環(huán)境友善的能源”。這份報(bào)告駁斥了哈沃斯報(bào)告中的數(shù)個(gè)觀點(diǎn)，認(rèn)為哈沃斯得出的結(jié)論很多都建立在“推測(cè)“的基礎(chǔ)上，缺乏事實(shí)依據(jù)，所以才會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。

爭(zhēng)論也許還將繼續(xù)，但中國的頁巖氣開發(fā)已經(jīng)起步。正如美國洲際交易所大中國區(qū)董事總經(jīng)理黃杰夫所說，政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)、環(huán)保組織都應(yīng)對(duì)潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)心中有數(shù)，只有開采前的環(huán)境影響評(píng)估、開采后的監(jiān)管都到位，才能有效預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)。