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。
附文1:美國頁巖氣革命其實是個騙局
作者:袁志麗 發布時間:2015-01-12 來源:中國經濟網
中國經濟網北京1月9日訊(記者 袁志麗)據美國媒體最新報道,美國頁巖氣企業WBH Energy因深陷債務危機,而不得不與其合資方共同宣布申請破產保護,而市場預期類似的頁巖氣企業破產或將接踵而來。對此,中國經濟網評論員張捷表示,隨著國際油價的繼續下跌,美國會有一大批頁巖氣公司宣告破產,這或許會掩蓋美國頁巖氣革命“是一場騙局”的事實。
頁巖氣革命其實是個騙局
頁巖氣企業的來勢洶洶讓人再次想起了美國一直標榜的“頁巖氣革命”,外界也一直有“陰謀論”的猜測。那么,頁巖氣是否真是美國精心策劃的“大陰謀”?
“我一直認為頁巖氣是一個空前的騙局”張捷在接受采訪時說。他稱,頁巖氣和油井產量曲線不一樣,開采之后衰減速度非常快,維持其產量很不容易;其次,由于開采頁巖氣對地下水及巖層的結構要求特別高,其開采成本要遠遠高于常規石油。
提到美國頁巖氣便宜的原因,張捷說:“美國的頁巖氣跟世界各國都不一樣,它含有相當高比例的氦,大概是5%到14%,而一般的頁巖氣的含氦量不到千分之五。實際上說他開采頁巖氣不如說它開采氦,氦是非常有用的一種氣體,而且售價很高。”(注:氦一般溫度下是不能被壓縮成液體的,天然氣很容易壓縮成液體,在壓碎頁巖的超高壓下,氦氣會先出來但不持續很快減少,極大影響成本。氦氣是財務造假的重要手段)
頁巖氣靠垃圾債券支持終將破產
標普資本IQ公司的統計數據顯示,2010年美國石油和天然氣企業總債務為1280億美元,截至2014年第三季度時,這些企業的債務已經暴增至1990億美元,增幅高達55%。
數據顯示,目前美國能源公司發行的債券占美國垃圾債券的15%。“美國推出QE以后,發行了大量的垃圾債券,而正是這些垃圾債券支撐著美國的頁巖氣不斷走向繁榮。”張捷表示,過去幾年,由于美國能源業繁榮,美國頁巖氣公司不斷加大債務量,即使生產商的支出超過收入,他們也能獲得資金去鉆井。正是由于大量借來的資金,才使得這些企業能填補資金缺口。
他說,如果國際油價繼續下挫,而美國頁巖氣企業的營收增長速度不能抵消負債增加速度,那么美國能源業可能將會出現資產拋售與企業并購潮,不排除屆時會接連出現破產倒閉的可能性。
油價低致破產或掩蓋其“騙局”事實
標準普爾研究顯示,隨著油價不斷下跌,在美國100家中小型頁巖氣企業中,有四分之三由于高負債面臨破產倒閉的風險。該研究指出,如果不出意外,2015年第一季度大部分美國頁巖氣企業將會面臨銀行信用額度的縮減,外加營收下降,這些企業將被迫削減資本支出。
“因為油價低而破產,那會把它的各種問題都給掩蓋在后頭,能夠給投資者掩飾頁巖氣本身不是騙人的”,張捷如是說。
附文2:恩道爾《目標中國》第七章第一部分:頁巖氣——環境幫手還是兇手?
目前這類新型環境戰借助多種形式,身披各式合法外衣,包括利用新技術從中國大片的頁巖地層大肆掠奪天然氣;銷售據稱能在無損于植物的同時消除各類蟲害的名為新煙堿殺蟲劑的新型專利化學毒劑;銷售據稱能幫助提高作物產量的全球最“高效”的除草劑“農達”以及相關草甘膦化學制劑;等等。
第一部分 頁巖氣——環境幫手還是兇手?
2012年初,中國部分石油公司開始加入美國引導的對頁巖氣進行開發的浪潮中,開始采用極具爭議的方法來開采埋藏于頁巖層的天然氣。頁巖是一種富含黏土的巖石,內含多種礦物質。
2012年6月,中國石油巨頭中石化開始在重慶鉆取第一口頁巖氣井,共計劃鉆井九口,預計到年底可以生產110億-180億立方英尺(約3億-5億立方米)天然氣--略等于中國一天的天然氣消耗量。中國希望到2020年頁巖氣能滿足全國6%的能源需求。
頁巖氣開采技術由美國發明。中國石油公司邀請美英石油巨頭共享開采技術,以滿足日益增長的國內能源需求。2012年3月,英荷皇家殼牌集團在華與中國石油天然氣集團公司(簡稱中石油)簽署首份頁巖氣生產技術共享協議。埃克森美孚、英國石油公司(BP)、雪佛龍以及法國道達爾都相繼與中國的石油公司簽署了頁巖氣合作協議。
中國中央政府收到美國能源部能源信息管理局(EIA)的地質評估資料,該資料顯示中國“可能”擁有全世界最大規模的“技術性可開采”資源,估計約1,275萬億立方英尺(約36萬億立方米)或占世界資源的20%。若評估屬實,這將遠遠超過862萬億立方英尺(約24萬億立方米)的美國頁巖氣評估儲量。美國能源信息管理局的研究表明,除重慶外,最具頁巖氣開采前景的當屬新疆塔里木盆地。值得注意的是,近幾年來,高度機密的美國情報工作中有一小部分已逐步通過美國能源部運作,提供虛假情報和進行情報偵察總是相伴相生。美國能源信息管理局是否故意拋出評估報告誘使中國倉促上陣開發頁巖氣,從而放棄尋求干凈、安全的新能源來替代石油與天然氣?如果是,那這就不是美國政府第一次通過篡改情報報告來實現政治目的了。
中國頁巖氣潛在儲量豐富的消息自然引起了中國石油公司和中國中央政府的注意。眾所周知,美國在過去六年里對賓夕法尼亞州、德克薩斯州、北達科他州和其他州的頁巖氣開采使美國天然氣供應量顯著增加、煤耗降低。
然而鮮為人知的是,頁巖氣開采在美國遭到了來自農民、居民和公共利益群體以及地方政府的強烈反對,且理由相當充分,頁巖氣開采耗水量大,還需要注入一些對人體有害的劇毒化學物,所注入的化學物質會滲入地下水,污染水源,因而極具爭議。
此外,在開采時通常會對地下1公里至幾公里深處的頁巖采取爆破性“壓裂”或水力致裂,這樣的開采方式已經被證實在地震活躍區會引發地震。
所以美英石油利益集團將頁巖氣開采技術引入四川和新疆的行為極有可能是一場隱蔽的環境戰,但這點也許連這些公司的大多數美國雇員都未能識破。目前已探明的最大儲量的頁巖氣位于成都東南部的重慶,在中國兩大河流長江和嘉陵江的交匯處,靠近三峽大壩,地理位置優越。
另外,重慶地區是亞洲最活躍的地震區之一。由于地質作用,四川省內群山林立,在同樣的地質作用力影響下,重慶發生地震的風險極高。2008年四川曾爆發特大地震,死亡人數高達7萬,震中就在重慶西北方向215英里(約350公里)處。
英格蘭曾發生多起小地震,輿論一直認為與頁巖氣開采的壓裂技術有關,對壓裂廢水的地下處理也曾導致美國俄亥俄州和德克薩斯州出現地震震動。所以,在中國西南地區大規模開采頁巖氣的做法極其危險,但美國石油公司和機構卻建議優先開采四川和新疆的頁巖氣,其動機耐人尋味。此外,就地層位置而言,四川和新疆的頁巖層比美國深得多,四川頁巖位于地下1.2英里-3.7英里(2公里-6公里)處,同時地上的山嶺地形也使開采難度和成本增加。
不要忘記美國頁巖氣開采浪潮由前任美國副總統迪克•切尼一手推波助瀾,而現代頁巖氣大規模開采技術的發明方哈利伯頓公司正是切尼成為喬治.W.布什的副總統前的老東家。布什政府的能源政策由切尼負責,而切尼向來漠視生命,美國從伊拉克戰爭到頁巖氣開采中傷人無數,切尼均無動于衷。
中國頁巖氣顧問胡里奧•弗里德曼博士來自美國能源部加利福尼亞州勞倫斯•利弗莫爾國家實驗室。另外,美國石油業高管曾公開表示預計中國會非常“放任”頁巖氣開采公司的環境污染行為,不會頒布嚴格的環境條例來加以約束,因而無須專門制定開采和壓裂危害預防措施。
采用“壓裂”或水力致裂技術可以大量開采頁巖層和煤層的天然氣與石油,這讓欣喜的業內人士很快忘了最近宣傳的石油和天然氣枯竭恐慌,俗稱“石油峰值論”。采用水力壓裂法開發頁巖氣后,美國國內天然氣產量飛速增長,奧巴馬政府稱其為“國內石油產業復興”。這種新型壓裂技術最早由哈利伯頓公司開發,成本高昂,但2008年后隨著每桶油價漲至100美元,氣價屢創歷史新高,這種技術在經濟效益上依然極具吸引力。
下文將列舉頁巖氣開采的實際危險。鑒于有這些危險,多個歐盟國家在全面安全研究結果出爐前,嚴禁頁巖氣壓裂開采。
毒素和哈利伯頓漏洞
壓裂技術誕生于第二次世界大戰后,但為什么全球近幾年突然開始如此瘋狂地推行頁巖氣水力壓裂法呢?原因之一是近年來石油和天然氣價格創下歷史新高,讓包括低成本壓裂或從加拿大焦油提煉石油的低效工藝成為石油行業非常有利可圖的賺錢之道;原因之二是各類水平地下鉆井技術的發展使哈利伯頓或斯倫貝謝等公司得以進入大片頁巖層并通過注入物質來“釋放”圈閉氣。
美國國會2005年通過了一項法律——《安全飲用水法》,賦予石油產業的水力壓裂作業豁免權,因而水力壓裂無須受美國環境保護署(EPA)監管,這是美國最近掀起壓裂熱潮的主要原因。石油天然氣業是美國唯一經環境保護署允許可直接向地下飲用水源或其附近區域注入有害物質且不被檢查的行業。毫無疑問,這是一個暴利行業。
這一豁免權由迪克•切尼的老東家哈利伯頓公司千方百計游說而成,而該公司是化學水力壓裂液行業的巨無霸,因此這一豁免權被稱為“哈利伯頓漏洞”。
2001年初,切尼成為布什政府的副總統后立即受命負責特別能源任務小組,為美國制定國家綜合能源戰略。相關文件資料顯示,除伊拉克潛在石油儲量外,特別任務小組還利用切尼廣泛的政治人脈和大量行業游說資金推動了((安全飲用水法》豁免權獲得通過,從而使水力壓裂作業不受美國環境保護署監管。
切尼擔任美國副總統期間,在其影響下,政府環境保護署為美國的大型頁巖氣開采擴建項目廣開綠燈。2004年,發布的壓裂技術環境影響研究報告,被環境保護署的韋斯頓•威爾遜檢舉為“不合乎科學”,此人甘冒丟掉飯碗之險也要警醒公眾。2005年3月,環境保護署監察長尼基•汀斯利發現有充分證據顯示環境保護署水力致裂研究存在潛在違規,這進一步證明了威爾遜的說法。
美國石油和天然氣問責項目組對環境保護署的研究報告展開獨立審核,發現環境保護署刪掉了報告早期草案中關于無節制壓裂操作危害人體健康的相關內容。更令人不安的是,項目組發現環境保護署也未采用“鉆井結束后、致裂液可能長期威脅飲用水安全”等重要信息。然而,遺憾的是,環境保護署和布什政府對所有這些置若罔聞。
哈利伯頓漏洞絕非小事。利用水力壓裂法開采天然氣需用水和一些已知劇毒化學品,用量巨大。墨西哥灣深海漏油事故引起國際社會高度關注,奧巴馬政府和能源部曾組成頁巖氣顧問委員會,并于2011年11月發表相關報告,掩飾頁巖氣的危害。
不難發現,這份報告高度支持頁巖氣開采。其編制委員會由前中央情報局局長約翰•多伊奇領導,多伊奇是全球主要能源業銀行花旗集團的董事,且與洛克菲勒家族交情不淺。多伊奇還同時兼任斯倫貝謝公司董事,這家公司與哈利伯頓一樣是采用水力壓裂法的大公司。事實上,顧問團的7名成員中有6名與能源業相關,因而,當多伊奇報告稱頁巖氣是“近50年來能源方面的最好消息”時,絲毫不令人驚訝。多伊奇還表示:“從長遠看來,在美國,頁巖氣有取代液體燃料的潛力。”
公民組織和訴訟人強烈要求石油服務公司透露水力壓裂所用化學品的成分,卻四處碰壁。石油服務公司聲稱這些化學品是專利機密,披露這些信息將有損其競爭力,同時堅稱“水力壓裂技術基本安全,限制其使用會影響國內產量”。
制定法律規避監管的陰謀讓壓裂技術游說集團嘗到了甜頭。他們聲稱該技術安全,拒絕透露所用化學品,并堅持其享有《安全飲用水法》豁免權,可不受環境保護署監管。如果這些化學壓裂液真像所說得那么安全,他們為什么害怕像其他化學公司一樣接受水安全監管呢?
頁巖氣和水毒害
在典型頁巖氣壓裂操作中,會先向下鉆取一個數千米深的孔,然后再水平鉆探約l公里。一位專家在談論壓裂技術時描述,完成頁巖層水平鉆探后,插入一根地下爆破管、一小包形似球形軸承的榴散彈和輕型炸藥。引爆后,榴散彈穿過鉆孔,在管道上形成多個小孔,隨后向400萬加侖的滑溜水加壓,以壓裂頁巖,釋放天然氣。爆炸時,穿過管道小孔傳向頁巖的爆破力極大——每平方英寸的壓力超過9,000磅——足以使管道兩邊數碼范圍內的頁巖粉碎,隨后埋藏氣在自身壓力作用下上升,釋放。
鎖住天然氣的頁巖密度非常大,必須將其打碎才能獲得天然氣,于是問題來了。含有化學品(包括苯)的沙水混合物由高壓泵送入井內,將巖石粉碎,形成數百萬條小裂縫,讓頁巖氣能滲入管道。
在釋放天然氣或石油(比如在北達科他州的巴肯)的同時,也向頁巖層注入了數百萬加侖的劇毒液體。科羅拉多州佩奧尼亞內分泌紊亂交流中心主任西奧•科爾伯恩進行了一項研究,查明了可能是頁巖氣鉆探壓裂液成分的65種化學品,包括苯、乙二醇醚、甲苯、2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇和壬基酚等。所有這些化學品與人體過量接觸時都會對健康不利。
從事斷裂力學研究30余年的康奈爾大學工程學教授安東尼•英格拉費博士表示:鉆井和水力壓裂“會使生物天然氣進入淡水層”。換句話說,這些化學品和氣體會污染含水層。
紐約州兩個組織“卡茨基爾山管理組織”和“公園基金會”被授權重新研究壓裂對賓夕法尼亞州和紐約馬塞勒斯頁巖的影響,研究結果謊稱天然氣業的壓裂技術對地下水無害。該研究結果發表于《地下水》雜志,結果顯示:“2009年到2010年中,馬塞勒斯共鉆造了5,000多口井……操作員在10,000多磅壓力下向各井注入了高達400萬加侖的液體,以進行鉆造和壓裂。”迄今為止,對壓裂液注入地下后的流向問題,很少進行取樣分析。
行業聲稱壓裂僅發生在不透水的頁巖層,所以有毒物質不會進入地下水,然而科學家們的結論卻截然相反。在一篇由同行評議的文章中,有科學家指出,壓裂作用會增大馬塞勒斯的天然斷層和裂縫,在其作用下,化學品“只需幾年”就會進入表層。擔任研究領頭人物的湯姆•邁爾斯是一名獨立水文學家,曾為包括美國政府和環境組織在內的諸多客戶服務。他表示:“簡單說來,巖層并不防滲。馬塞勒斯頁巖在壓裂技術的作用下已變成高透水巖,大多數注水作業的流體都能在巖層間流動”。
壓裂誘發地震
水力壓裂不僅可能污染地下淡水層,其壓裂力還會導致地震。在英國蘭開夏郡鉆取頁巖氣的庫德里拉公司于2011年6月停止了頁巖氣試鉆工作,原因是發生了兩起地震-4月1日菲爾德(Fylde)海岸2.3級地震,5月27日再次發生1.4級地震。2012年4月英國政府發布的地震研究報告指出,壓裂鉆井作業是導致地震的元兇。
2012年1月,美國權威雜志《國家地理》報道:“最近一起引人注目的地震發生在俄亥俄州揚斯敦市郊,那天正好是新年前夕,震級4.0級。之前也發生過系列地震,但震級較這次輕,隨后州官員暫停了附近為開采天然氣而進行的水力壓裂地下廢水處理。天然氣開采壓裂作業通常需要400萬加侖或1,500萬升水,大量水會在鉆井作業完成后流回地面,但更多的水會在用井過程中上升,這些水的處理構成嚴重的環境和健康問題。”還有其他許多示例可以證明壓裂開采與地震相關。
20世紀90年代末期,新式水力壓裂技術在德克薩斯州巴奈特頁巖首次實施成功,現在該技術還用來開采北達科他州巴肯頁巖下的石油。但美國最大規模的頁巖氣壓裂開采集中在馬塞勒斯頁巖。馬塞勒斯頁巖區從西弗吉尼亞州延伸至紐約州北部,掀起名副其實的富氣帶鉆取潮,估計其天然氣儲量可供整個美國使用一個世紀。在最近的研究中,該數據被減至一半或更低水平,說明能源行業為推廣其開采法曾故意夸大潛在儲量。
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