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中国水力压裂计划引发“水源争夺”之忧

陕西北部地区近期在试开采的过程中就遇到了麻烦,致使当地不得不暂时中断附近城市的供水。

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中国大多数页岩气田都分布在缺水地区。 图片来源:Les Stone / Greenpeace

为了实现能源自给自足和民族自治,中国已经成为亚洲非常规页岩气开采的先行者之一。然而,世界各地 “水力压裂”开采的经验说明,中国加入这一革命浪潮的代价将是把自然资源和土地的控制权拱手让给那些大企业,留给民众的则是对社会、对环境的负面影响。

在油价上涨、“石油峰值论”所引发的担忧、以及公众环境消耗意识增强等因素的影响下,寻求能源的“可持续”多样化成为世界各国政府和企业的当务之急。

由此,非常规天然气就逐渐被当做实现能源自给自足、经济发展、环境效益三方面共赢的途径。通过新近采用的水力压裂技术,也就是人们常说的“压裂法”开采出来的天然气被业界被宣传为一条通往低温室气体排放的康庄大道,一种可以帮助世界完成从化石燃料经济向以再生能源为动力的未来转化的“过渡燃料”。

另外,非常规天然气开采受到美国政府的青睐是因为他们把它当成了解决能源安全、改变地缘政治格局的法宝。

中国页岩气储量“世界第一”

积极投身于这场竞争的中国已经成为亚洲非常规页岩天然气生产的先行者。他们称之为“一场扩大国内天然气供应、改善能源结构、保障能源安全的‘革命’”。政府为其制定的目标是,到2015年,从地下页岩层开采的天然气将达到2290亿立方英尺。到2020年,页岩气产量将能满足全国6%的能源需求

中国的天然气储量丰富。因此,对于中国决策者而言,水力压裂法就尤其具有吸引力。中国国土资源部近期的一份报告称,中国的陆相页岩气储量居世界第一,达到4800万亿立方英尺左右,主要位于南部的四川和西部的塔里木盆地。报告认为,这将使中国的增长摆脱对进口能源的依赖,从而不再受这一致命弱点的困扰。

此外,中国下决心支持该部门发展的另一个原因就是,目前全国70%的能耗供应来自于燃煤,而页岩气似乎为降低全国碳足迹提供了一个解决之道。

可是,中国掌握的压裂“技术”非常有限,所以,就一直鼓励中国石油天然气集团公司(CNPC)、中国石化集团(Sinopec)、中国海洋石油总公司(CNOOC)等三家能源企业与国外石油企业建立合作伙伴关系。切萨皮克能源公司、埃克森美孚、BP、雪佛龙石油公司、道达尔等外国公司均与中方达成了数十亿美元的交易。同时,壳牌还宣布与CNPC合作,共同开发位于四川盆地、面积达3500平方公里的页岩气项目。

显然,对这种内外资合璧的开发方式还缺乏具有针对性的环境保护法律法规。尽管美国及其它地区的经验证明,页岩气开采具有一定的环境风险,而且这些风险与其开采技术和应用都直接相关。

水力压裂法存在的风险

水力压裂过程分为好几个阶段。首先需要开井至地表下3-6公里的地方,穿过地下蓄水层,直达页岩层或煤层;然后再水平开凿出长达2公里的钻井,并促使岩层产生裂缝,从而使天然气能够从岩石中释放出来;最后通过高压灌注压裂液(水、沙子、有毒化学制剂)使天然气从页岩内流入井里。

水力压裂法的每个阶段都伴随着相当大的风险。水泥套管故障会使甲烷及其它有害化学物质进入水资源和水井。压裂液中含有的一些已知致癌物质和空气污染物在压裂过程中会泄露到地下水和地表水中。2005年至2009年,美国所使用的水力压裂产品中发现含有的苯、甲苯、二甲苯和乙苯等苯系化合物都会对人体的中枢神经系统造成伤害。

运输途中发生溢漏、矿井水泥套管破裂或腐蚀造成的泄露、或者天然气透过岩层裂缝逸散等都会导致水资源污染。废水,就是人们所知的“生产废水”也会带来严重的风险。每一百万加仑含有化学物质的压裂液注入矿井就会有20%-40%返排至地表,其中就含有各种化学物质、含油钻井泥浆、以及之前被困在岩石中的其它有毒物质——如铁、铬、盐、以及包括镭226在内的放射性物质等。

目前大多数水处理设施都无法应对压裂过程中产生的废水。因此,这些废水最后大都被储存到蓄水池中,结果就是进入河水和溪流。同时,水力压裂法还会引发地震。英国兰开夏郡以及美国俄克拉何马州和阿肯色州就曾发生过这样的事情。(参见TNI对水力压裂法的全面介绍

水源短缺

所有这些,都让人们对中国水力压裂热潮看似“过渡性”和“清洁化”的一面产生了怀疑。这一热潮最有可能带来的就是给那些一直都在寻找新的获利机会的石油工业企业注入一剂强心针,但可以肯定的是,中国人将会失去对资源和环境的控制权。

在中国,或许有一个问题要比其它更能说明这点。这个问题就是,水力压裂会使“水源之争”变得更加激烈。为了实现2290亿立方英尺的页岩气生产目标就需要消耗不少于4.85亿立方英尺的水。然而,据同一消息来源称,“中国大多数页岩气田都分布在缺水地区”。陕西北部地区近期在试开采的过程中就遇到了麻烦,致使当地官员不得不暂时中断附近城市的供水。这些风险对于一个已经深陷水源矛盾的国家而言不啻于雪上加霜。

表面上看,水力压裂对中国很有吸引力,但其不良后果已经逐渐显见。将土地水源使用和环境管理的决定权拱手让给水力压裂企业,使其受制于他们逐利的本性,并不能让中国人走上一条通往未来可持续宜居家园的道路。


翻译:东峻

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匿名 | Anonymous

您对于水力压裂法的描述是不正确的。类似子弹的投射物是通过固定在孔中的水平井套管的一部分射出的。这样就产生了一些通道,页岩层的子弹长度大约1米。在传压介质大约600bar(约8500磅/平方英尺)时水被注射入这些通道,水产生的高压使页岩层裂开,并释放出甲烷。接着,支撑砂或陶粒支撑剂被注入,水回流,砂支撑页岩碎块开裂,甲烷气顺着砂流出,进入开采管并流出开采井。

顺便提一下,回流以及开采中产生的水被收集起来循环利用。等到这些水的使用周期结束,生产的水可以用来蒸馏,水中大部分颗粒物是盐类。完整的 开采流程会安全的管理这些水。

另外,在美国很多早期用于水力压裂开采的化学物质都已经被例如瓜胶(烘焙中也会用到)和胆碱(食物和动物食料中也用)等物质所替代。

Fact checking on fracking

Your description of fracking is incorrect. Projectiles similar to bullets are shot through a section of the horizontal well casing that has been positioned in the bore. These create channels the size of a bullet about a meter or so in length in the shale formation. Water, as the pressure medium at about 600 bar (~8,500 psi) is injected into these channels and the high pressure of the water fractures the shale, creating fissures to release the methane. Proppant sand, or a ceramic proppant, is injected, so that when water flows back, the sand props the shale pieces apart, and the gas can flow around the sand, into the production casing and up the well.

By the way, the flowback and produced water is captured and can be recycled for the next well to be developed. At the end of its useful life, the produced water can be distilled. Most of the solids in produced water are salt. An entire industry exists to safely manage the water through its life cycle.

Additionally, many chemicals used in the earlier days of hydraulic fracturing in the US have been replaced by things such as guar (also used in baking), and choline (used in foods and animal feed).