法律框架下頁巖氣資源與水資源的關系

王芳妮

摘要：巴黎協議，各國達成一致共識，減排是全球一致的目標。中國已經做出承諾，而“十三五”期間，我國能源體系圍繞低碳、循環、清潔、高效的方式發展。頁巖氣作為一種低碳，清潔能源，是中國能源轉型的紐帶，自然倍受青睞。然而頁巖氣的勘探開發利用過程中給環境帶來的污染也更嚴重。從頁巖氣資源和水資源在我國的分布狀況及兩者在法律框架下的關系出發，如何使頁巖氣的開發利用和水資源能和諧、可持續發展顯得尤為重要。

關鍵詞：頁巖氣 水資源 水污染 頁巖氣勘探開發 水資源保護

中圖分類號：DF46 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（a）-0131-04

1.我國頁巖氣資源分布狀況

中國富有機質頁巖可以分為三類分別為海相富有機質頁巖、海陸過渡相與湖沼相煤系富有機質頁巖，其主要集中分布在我國華北、東北、長江上游和西南地區。經國土部組織相關單位初步評價，4個大區（上揚子及滇黔桂區、中下揚子及東南區、華北及東北區、西北區）的頁巖氣地質資源為134萬億立方米，可采資源25萬億立方米。雖然這個數字存在爭議而且處于變動之中，但觀察所以機構估測的數值看，我國頁巖氣資源蘊含總量在全球來說都是排名第一的。

2.我國水資源分布狀況

首先總體來說我國水資源人均占有量很少。中國水資源總量年平均為2.77萬億立方米，平均徑流深度約284mm，為世界平均值的90%，居世界第6位。水資源人均占有量為2200m3，在世界排第110位，被列為世界13個貧水國家之一。其次我國水資源呈現出地區上的分布不均勻，南北水資源分布差異較大。我國長江流域以北地區的水資源量僅為19%，而且季節性缺水現象明顯且比較嚴重。我國南方水資源占有量為80%左右，而北方很多河流都處于枯竭狀況，雖然南水北調工程已經進行了很多年，但面對北方水資源匱乏的局面還是沒有全面改觀，南北水資源差異仍然很大。

3.我國頁巖氣資源與水資源的關系

頁巖氣的開發利用應該走可持續發展道路，經濟發展和環境保護一起抓，頁巖氣的開發利用和水資源的保護是相互制約，相互影響的關系。開發頁巖氣能調整能源結構，帶動經濟發展，可以為保護水資源提高物質保障，但是頁巖氣的開發利用會給環境帶來災難，給水資源帶來污染。

3.1水資源對頁巖氣資源的作用

水資源是頁巖氣資源勘探開發利用時必不可少的、最重要的因素之一。頁巖氣勘探開發利用中水力壓裂技術是最核心的技術，就是在地下幾千米深處打入頁巖氣井管并將由數千噸的水、沙子和化學物質混合而成的壓裂液由井管注入，使得巖石在高壓下分裂，巖石縫隙被壓裂液裂解開，為了能使天然氣從巖石中導出，巖石必須保持張開狀態，砂石留在巖石縫隙以保持此狀態，以完成將頁巖氣導向氣井表面的工作。這種技術需要大量水資源做后盾，水貫穿于頁巖氣勘探開發利用的始終，鉆井階段，鉆井液的主要成分是水；壓裂階段，壓裂液的98%以上是水。據美國能源署統計，在鉆井過程中，每口井要用758～1516萬升水。我國頁巖氣資源含量豐富區域正好處在水資源的匱乏區，而頁巖氣勘探開發需要使用大量的水資源。如此以來北方短缺的水資源成了頁巖氣勘探開發利用的瓶頸，頁巖氣的開發利用給匱乏的水資源帶來更的壓力。

3.2頁巖氣資源對水資源的影響

我國頁巖氣資源富饒區恰好處在水資源匱乏區或者是人口密集區，頁巖氣資源的勘探開發對水資源的依賴會對水資源造成嚴重的浪費及水環境的破壞。第一，水力壓裂技術中用到的壓裂液的絕大部分由水組成，而這些地區正好是缺水區，若要順利地進行頁巖氣資源的勘探開采則必須將水資源短缺這個障礙解決了而且還必須做好運行前、運行中和完井后對水環境的保護工作。第二，壓裂液不是只用水資源就能完成任務的，其中還必須有一定量的化學物質和添加劑，據估計頁巖氣每口井使用5萬升之多的添加劑。添加劑中的減阻劑、殺蟲劑和酸性物質，包含有機污染物、重金屬和輻射物質，美國能源部對壓裂液的水樣進行抽樣調查，發現里面含有750種化學物質。這些化學物質如果污染飲用水會對人體健康和生物多樣性造成損害，而且對環境造成污染。第三，頁巖氣的主要成分是甲烷，如果勘探開采技術不當或者管理不善就會造成甲烷泄露，同時廢棄的頁巖氣井處理不當也會出現甲烷泄露的情況。甲烷泄露會對飲用水造成污染，美國曾經就發生過居民用水時甲烷引起爆炸的事件發生，因此，防止甲烷泄露是頁巖氣勘探開發時另一個需高度重視的水資源污染問題。第四，回流水（壓裂液和地層水的統稱）引起的水污染，回流水含有很多污染物。污染物質將會滲透到供水系統并污染飲用水，剩余殘留在地下的壓裂液則會繼續污染土壤和地下水。在頁巖氣勘探開發利用形成規模之前，應該完善相應的立法或者出臺相應的政策以規制頁巖氣開發利用對環境帶來的影響。

4.法律框架下頁巖氣資源與水資源的關系

在能源轉型時期，各種資源應該實現可持續、協調發展，不可顧此失彼。在開發利用頁巖氣資源的時候必須考慮水資源的充足度和受污染程度，對兩種進行詳細考量之后做出合理利用，使其平衡發展。頁巖氣是一種新興能源，從被列為一種獨立礦種單獨勘探開發其歷史很短，而法律具有滯后性，目前我國針對頁巖氣這種新型能源方面還沒有專門的法律進行規制。但一部法律不是孤立的，而是相互聯系的，可以使用相關法律暫時進行規制。我國頁巖氣勘探開發與水資源有關的現有法律主要有水資源基本法《水法》、與水污染有關的法《水污染防治法》《水污染防治法實施細則》和《引用水資源保護區污染防治管理規定》，《環境保護法》中也有涉及。簡單羅列如下：

《水法》第六條適用于頁巖氣的勘探開發，國家允許使用水資源但同時也要求開發者履行對水資源的保護義務?！端ā返?1條是對水資源的循環利用的規定，頁巖氣勘探開發需要大量的水資源而且我國人均水資源匱乏，使用先進的技術設備既有利于提高生產效率也要有利于降低成本和環境污染，可謂一舉兩得。

新《環境保護法》第四十條規定企業應使用高效清潔的工藝設備，減少污染物的產生。頁巖氣勘探開發者應該采用對環境危害最低的技術開發利用頁巖氣，面對水資源短缺的情況，應該循環利用水資源，然后對廢水和污染物做好無害處理工作，否則要承擔法律后果。

《水污染防治法》第三十和三十五條是禁止污染水資源的規定，第四十和四十二條規定企業應該用清潔、高效和污染較少的技術設備，對嚴重污染水環境的技術設備應該采取淘汰措施，以減少對水資源的浪費和污染。

《水污染防治法實施細則》第三十六條是對頁巖氣的生產過程中礦井、礦坑進行分層止水和封孔，當回流水中含有有毒有害廢水時，應當采取有效措施以防止污染水資源。第三十三條其中的一款是為了保障居民飲用水的安全做出的規定。

以上條款是規范頁巖氣開發利用和水資源保護關系的最重要的幾個條款，在規制頁巖氣開發利用對環境特別是水資源保護方面，僅僅靠這些相關條款無法達到應有的效果，還應該結合相關的配套措施方能使頁巖氣的勘探開采利用更符合可持續發展的理念。

5.完善相應配套措施的建議

從我國頁巖氣資源和水資源的分布及兩者的關系可以看出水資源制約頁巖氣的勘探開發利用，而頁巖氣的開發利用反過來會影響水資源的安全，筆者認為應該目前可以從如何以有限的水資源開發利用頁巖氣和如何減少甚至避免水資源的污染出發制定相應的配套措施，以使兩者能夠協調統一而非相互矛盾。

5.1節約水資源

開發利用頁巖氣，水資源是最關鍵的因素，沒有豐富的水資源做后盾，頁巖氣資源的開發利用就如履薄冰，很難進行，即使能完整勘探開采也會使成本增加很多。因此，必須在尋求研發適合中國自己的頁巖氣開發利用技術之外需要加強水資源管理，以更少的水資源投入產出更多的頁巖氣資源，提高水資源的利用率。

5.1.1鼓勵使用水資源替代品

目前開發頁巖氣資源所用的技術比較有限而且對水資源的依賴程度較高，水資源短缺和頁巖氣開發的迫切需求，亟需我國研發適合自身特征的頁巖氣開發技術，除此之外可以用節約用水型的資源來代替水資源。我國《水法》第八條規定國家厲行節約用水，頁巖氣勘探開發利用整個流程都需要水資源的支撐，包括勘探、鉆井、壓裂和對設備的沖刷清洗，對于壓裂階段，有專家已經提出可以使用替代水資源來完成壓裂任務，中國資深油氣專家張抗認為除水之外，壓裂液也可以用臨界二氧化碳壓裂、氮氣壓裂、二氧化碳泡沫壓裂，這些技術都已經過實驗并獲得了成功，雖然其經濟成本仍然較高。目前處于頁巖氣資源勘探開發的初級階段，基本上都是高成本期，但若形成一定規模，邊際成本就會降下來。此處的成本應該是單位經濟成本，如果頁巖氣開發利用規模足夠大，那么規模效益就會提高，規模成本就會降低，節約水資源的目的也會實現。

5.1.2長江以北地方建大型儲水池

《水法》第二十四條規定對長江以北缺水地區水資源短缺問題的解答提高了方向。水資源對于我國北方（長江以北）來說是稀缺資源，而且呈現出季節性缺水的特征，農民基本是“靠天吃飯”。此處的“靠天吃飯”不僅僅是靠雨水種植農作物，有的嚴重缺水的山區，居民的飲用水也是靠收集雨水到井里作為儲備的引用水資源，比如甘肅省的定西市的部分地方就是如此。近年來全球氣候變暖，各地自然災害頻發，氣候變得難以預測，“北澇南旱”的情形日益突出，北方反倒雨水天比以前多了，甚至會有洪澇發生。如此可以在長江以北建些大型儲水池，收集和存儲雨水以做備用，這種做法符合法律要求也響應了國家號召，這種水資源不僅僅可以使用于頁巖氣的開發利用也可用于農作物灌溉、工業用水，經過加工處理還可以作為飲用水等?！澳睦镉行枨?，哪里就有市場”，頁巖氣資源的勘探開采利用對水資源的需求很大，而且頁巖氣資源的分別比較集中，并非北方每個省市、村莊都有，但大型儲水池可以在每個有需求、有條件、有意愿的地方都建造。這樣就可以在需水項目和有水地區之間形成交易，當某個地方有多余儲備的水資源則可以與需要用水的頁巖氣開發企業進行交易，既可以滿足或者說是緩解需水方的用水需求，而另一方可以從中獲利，提供經濟水平，隨著時間的醞釀，人們也會形成水資源來之不易和節約用水的思想和習慣。

5.1.3循環利用水資源

壓裂液所需的水并非一定得如居民使用的飲用水一樣純凈，我國《水法》第51條規定企業應該提高水資源的重復利用率，在頁巖氣勘探開發利用中對使用過的廢水進行處理加工后再循環利用不失為一種比較好的環保方式。水資源處于地下位置越深，水資源的含鹽度越高，因此，飲用水都是在地下300m之上打井取之，300m以下的水既不能引用又不能用來灌溉。在壓裂液首次利用完畢的那一刻，立刻進行適度的脫鹽處理，根據處理后水的化學物質的多少再決定將其用途，比如再次用于壓裂液的成分或者用來綠化等。再循環用于鉆井廢水，有效地凝聚鉆井廢水，實現化學氧化處理，這樣既達到了開采中水回用標準，也達到了通過先進的脫鹽處理的排放要求。這樣既可以避免頁巖氣勘探開發利用中廢水對環境造成污染，又能緩解水資源短缺的問題。

5.2防治水資源污染

5.2.1進行環境影響評價

頁巖氣的勘探開發利用需堅持可持續發展道路，堅持能源勘探開發利用與水資源及環境保護同時進行，同等重要的理念。當環境被破壞后再進行修復就會事倍功半而且難度也大，應該事前防范。《環境保護法》第19條是針對的目標是某個具體的項目，若能對頁巖氣勘探開發所用的技術特別是水力壓裂技術也進行環境影響評價就可防患于未然，對環境影響報告書也無法容忍的技術，就不能允許頁巖氣開發者使用。

5.2.2鼓勵建立水處理公司

新《環境保護法》第四十條規定企業應當對污染物進行無害化處理，減少污染物的產生。頁巖氣開發過程所使用的水資源有20%左右的廢水排到地表，其中包括壓裂液、地層水和回流水中化學成分，如果對此不進行處理將會對水資源造成嚴重甚至致命損害。美國的頁巖氣開發相對較早，在水處理方面也是比較值得借鑒的，已經有水處理市場進行水污染的處理。我國在這方面可以借鑒美國，鼓勵水處理公司的設立，從事專門的廢水及污水處理進而達到水資源的循環利用和減少環境污染。