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压裂法开采天然气发展亟需监管

美国的页岩天然气工业蓬勃发展,然而同时,由于对非常规钻井技术的担忧,使得环境监管部门不得不奋力追赶其发展步伐。贾斯汀·杰兹报道。

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1月17日,美国东北部的宾夕法尼亚州沃德镇的国有林区中,一个正在开采的天然气钻井发生了爆炸。爆裂将钻井内液体与灰尘释放到大气中,一发不可收拾,当地的开采机构——位于加拿大的塔利斯曼能源公司——被迫关闭了用相同开采技术在北美地区开采的所有矿井。

沃德镇矿井采用的钻井技术叫做水利压裂——俗称“压裂法”,去年奥斯卡提名影片《天然气之地》中的这个热词已经进入了美国公众的视野。如今,有关于其对水质的影响已经得到了各州以及联邦政府监控机构的关注。 但是这些机构能否及时行动?

压裂法指的是钻井到2300米的深度以下之后,再用高压将一种由水、沙以及化学调和物混合而成的浆液注入页岩的天然缝隙中。其中的沙质物将缝隙扩大,当浆液被重新抽取出地面之后,天然气就从千疮百孔的破裂岩层中释放出来。

可能照您看来,沃德镇既有天赋的地质资源,又背负着其带来的厄运。然而纵观美国地图上那些主要的页岩天然气点(那些计划将被开采的地区)你就会明白其原因了。地图上最大的一块刺目的颜色呈球状,占地246000平方公里,扩展到俄亥俄州、西弗吉尼亚州、宾夕法尼亚洲以及纽约州。这是马赛勒斯页岩,被认为是美国境内储量最大的页岩天然气点。

在2008年,美国宾夕法尼亚州立大学的两位学者估算,从马赛勒斯页岩中可以提取约140万亿立方米的天然气;当年11月份,该预测数据已经飙升至10.3万亿立方米——相当于全美约15年的天然气消费量。

塔利斯曼能源公司野心勃勃:在2010年,该公司投资10亿美元(66亿元人民币)用以在位于宾夕法尼亚州的页岩部分开发钻井。今年,它还计划再进一步钻探100个矿井,每天的生产量将达到1130万立方米。

“压裂法”并不是一个新概念。在上世纪70年代中期,美国能源部门就组织了第一次关于实现压裂法的先进钻探技术的研究。该研究停滞不前,直到过去十年的末尾,两个因素结合在一起——钻探方法的成熟以及天然气价格的飙升。一股热潮被催生。

2000年,非常规天然气只占全美天然气产量的1%,大多数来自被水力压裂的页岩沉积岩 。而2010年,这个比例已经到了10%。照美国能源情报署(EIA)的预测,到2035年,页岩天然气的比例将超过全美天然气产量的25%。

但是 从几千米深地下的页岩沉积岩中提取天然气也蕴含了严重的环境危机。美国环保署(EPA)透露,每个水平位置的页岩天然气矿井的压裂需要1900万升水。用于压裂的液体——这种浆液——尽管其99%的成分都是水,但由于液体总量太大,使得每个矿井中那1%的成分其实相当于57000升化学物质。在回抽之后,仍有85%以上的浆液留在地下。

2010年1月,一个位于华盛顿特区的NGO组织环境工作组(EWG)发布了一篇报告,指出石油与天然气公司往水力压裂矿井中注射了石油蒸馏物,包括煤油、矿物油及其他石油副产品,它们都含有高浓度的苯,这是已知的致癌物质。

2005年,美国国会在安全饮用水条例 的规定之下禁用了“压裂法”——但使用柴油燃料的压裂法除外。但是能源情报署认为,已经出现一些公司正在利用柴油燃料压裂法的豁免权,在其压裂液体中使用石油蒸馏物。该报告还援引了一些研究结果,其表明,如今在90%的美国天然气矿井中使用的压裂法,已经关系到科罗拉多州、俄亥俄州、宾夕法尼亚洲、怀俄明州以及其他州的饮用水污染与财产损失。

在美国国会1月31日公布的详细调查结果证实了能源情报署的怀疑,是由于天然气公司已经在未经允许的情况下往压裂矿井中注入了柴油燃料。在写给美国环保署行政官丽莎·杰克逊的中,议员们写道:“在2005年至2009年间,石油与天然气供应公司在19个州的矿井中注入了3220万加仑(相当于1亿2190万升)的柴油燃料或是包含柴油燃料的水力压裂浆液。”

公众关注压裂法在所难免:毕竟,马塞勒斯页岩位于美国人口最稠密的宾夕法尼亚州与纽约州下方。但它也是《天然气之地》与美国最红的电视剧《犯罪现场调查》(CSI)其中一集内容的真实写照。这都使得这个问题成为全国热议的话题。在《天然气之地》里,科罗拉多州某位居民居然点燃了厨房里的自来水,再也没有什么比这事更能引起公众意识的轩然大波。但石油与天然气行业对这些暗示反应激烈,他们认为压裂法的确要为自来水污染负责,但是在许多情况下,火球才是最有力的钻井技术危险性的象征。

如今这也引起了监管部门的注意。去年十二月,纽约州发布了暂时停用压裂法的通知。在此一个月前,宾夕法尼亚州的匹兹堡市施行了全国首个压裂法禁令。9月,怀俄明州的新规定也正式实行,规定要求石油与天然气公司停止在其压裂浆液中使用化学物品。尽管公司还可申请豁免权——压裂浆液的配方一直都是商业机密——怀俄明州的规定已经可以算作未来的全国模范了。确实,美国内政部,管理亿万亩联邦土地的部门,也在制定类似怀俄明州法规的规定,以管理公共土地上的矿井。

投资者也发出要求透明度的呼声。在一月份,5个投资集团提交了针对9个主要的石油与天然气公司(包括埃克森美孚与雪弗龙等)的相关决议,敦促他们公布其压裂法运营的风险。由投资者与环境组织联合组成的克瑞斯集团的石油与天然气项目总监安德鲁·罗根说道:“投资者们担心该行业一哄而上地大规模使用压裂法,却并没有具体的风险防范计划。”

他说:“投资者们并不是想要终结压裂法,而是要求这些公司论证压裂法能够在可持续性的前提下操作。”

围观美国压裂法论战的其他国家大概也坐落于页岩天然气资源的上方。在靠近英联邦北部城市布莱克普尔的库得利拉资源,据说是“第一次真正在欧洲发现的页岩天然气”。据报道壳牌、埃克森美孚与康菲公司等都曾在欧洲其他地方进行过页岩天然气试验。

然而,最大的问题似乎是在中国。据能源情报署估计,中国的地质环境比欧洲具备更大的非常规天然气储备潜力。到2035年,能源情报署估计此类能源将占中国国内产量的56%。该能源将供不应求。埃克森美孚公司在1月份预计,到2030年,中国用以发电的天然气需求将翻6倍。据美国总统奥巴马2009年访华时签订的一项协议,美国承诺通过协助评估与开发中国的页岩天然气资源以帮助中国实现这一需求。

再说回宾夕法尼亚州,塔利斯曼能源公司在爆炸的一周之后又重新开始运营其压裂矿井。公司称其已经改良了沃德镇事故中不适当成分的设计,并且其所有钻井地点都将吸取教训。但是这次事件让我们确认了一个严峻的事实:监管机构还正在努力赶上这个蓬勃产业的步伐。

环保署似乎已经得到了这样的消息。在2010年3月,它发起了一项关于评估压裂法对饮用水带来的潜在威胁的研究。1月,英国庭戴尔气候变化研究中心发布了一项报告,列举了地表与地下水暂无法量化的风险,敦促英国政府将页岩天然气开发至少暂缓到2012年底,预计那个时候环保署应该会发布压裂法审查报告。

正如当年发现金融监管部门作为资本成为次级抵押贷款的衍生物,进而将2008年的全球市场推向崩溃的边缘,美国的环境监管机构已经证实了,对于此次还未经验证的压裂法风潮的后果,他们也并没有做好准备。如今我们只能希望他们——以及其他具有页岩天然气资源国家的他们的同行们——能够迎头赶上。


贾斯汀·杰兹是加利福尼亚的一名自由撰稿人。

图片来自《天然气之地》

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tdeanxx

美国的规则管理经验应引以为戒

环境管理规则应该保障些许必要的公正,要求污染方将污染及其危害最小化,政府必须监控污染方的表现,并通过法律强制污染者向被污染危害的一方提供补救和清理办法,以及赔偿。保障公平的措施成本有可能导致污染方的经济活动损失利润。如果继续这种经济活动对整个社会非常重要,政府对其进行资助也是合理的,资助时间可持续到现有科技能将污染减轻到可接受水平为之。美国的压裂法天然气工业也可以采取这种管理,但是美国议会并没有维持理性管理并资助管理花费,而只是在没有充分科学依据的情况下将能源工业豁免于《洁水法案》的规则。碳氢化合物能在储油岩中封存几百万年的事实会导致这样的观点:即浅层地下水的污染是不可能的。

US Regulatory Experience Should be Considered a Warning

Environmental regulations should provide a modicum of justice whereby the polluter is required to minimize the pollution and the damage that comes from it and the government must monitor the performance of the polluter and require, by force of law, remediation or cleanup as well as compensation for those parties damaged by the pollution. It is possible that the cost of these measures for ensuring justice could make the economic activity of the polluter unprofitable. If it is otherwise important to the society for that economic activity to continue, then it could be reasonable for the government to subsidize the activity for a period of time until the technology exists to economically reduce the pollution to acceptable levels. Such a case could be made for the shale gas industry in the US, but instead of maintaining rational regulations and subsidizing the cost of that regulation, the US Congress simply exempted the energy industry from regulation under the Clean Water Act without a good scientific basis. That hydrocarbons can be trapped and stored in a rock reservoir for millions of years might allow an argument that contamination of shallow aquifers is unlikely.

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tdeanxx

美国的规则管理经验应引以为戒(二)

但是考虑到压裂技术的目的即在于打破无法渗透的储油岩层,很明显这种行为很有可能毁坏或损坏与淡水资源隔绝的封闭储油层。1995年能源产业被《净水法案》规则豁免的事实表明经济权力的腐败后果,致使污染方毫无公正地损害第三方的利益。中国应该认真吸取这个教训,确保无辜群体的福祉得到保护,哪怕面对的是巨大的经济权力。否则中国就无法被称为“人民共和国。”

US Regulatory Experience Should be Considered a Warning II

But when one considers that fracking is intended to fracture the impermeable rock that holds the gas, clearly there is a significant potential for that activity to destroy or compromise the seal that has kept the gas in place, away from fresh water sources. The 1995 exemption of the energy industry from regulation under the Clean Water Act illustrates the corrupting influence of economic power, allowing polluters to damage the interests of third parties without justice. China must studiously learn this lesson and ensure that the well-being of innocent parties is protected, even in the face of huge economic powers. Otherwise it cannot be legitimately called the "People's Republic".