瘋狂的“黑石”

錢煒

中國長期以來重油輕氣，在很大程度上影響了天然氣的勘探開發(fā)程度和總體認識水平。作為一種“非常規(guī)的天然氣”資源，中國的頁巖氣儲量居全球第一位。能否突破技術和體制的瓶頸，并正確認識和應對這種新型能源的環(huán)境風險，是中國在開始撬動這塊“黑色的石頭”之初，就需要仔細掂量的

6月1日，北京CBD，中國大飯店，一場中美技術研討會正在進行。與會者，一方是來自全球頁巖氣最大產(chǎn)出國的技術專家，一方則是全球頁巖氣儲量最大國的石油公司代表。實際上，自2009年以來，北京平均每個月至少有一兩場與頁巖氣相關的研討會。

根據(jù)美國能源信息署（EIA）最新發(fā)布的報告，中國的頁巖氣儲量居全球第一位；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)布的這份報告，首次評估了全球32個國家的頁巖氣儲量。報告指出，全球技術上可開采頁巖氣儲量在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。該報告的結論將全球的天然氣儲量提高了40%以上。

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

陌生的“黑色石頭”

頁巖氣這個詞你聽起來也許還有些陌生。其實，就在5年前，中國地質(zhì)大學能源實驗中心主任張金川外出開會時，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！我就讓學生把石頭扔進水里，水咕嘟咕嘟地冒泡，表明有甲烷釋出，他們這才相信了?！睆氖碌刭|(zhì)資源評價的張金川，從1999年就開始關注頁巖氣，堪稱國內(nèi)學術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)不啻于油氣領域的一次革命。“生、儲、蓋、運、圈、?！边@6個字，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，以往被認為是油氣運移的天然遮擋。在含氣油頁巖中，頁巖既是氣源巖，又是儲層。頁巖氣的這一成藏概念，革命性地顛覆了傳統(tǒng)觀點。

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70年代，美國才開始將頁巖氣作為非常規(guī)氣的一個類型加以研究。

過去10年，美國的頁巖氣產(chǎn)量增長了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年成為石油凈進口國以來，中國石油凈進口量連年遞增，2003年突破1億噸，2009年，國內(nèi)原油生產(chǎn)出現(xiàn)28年來的首次負增長。與此同時，中國在2008年已成為天然氣凈進口國，2009年的天然氣供應缺口超過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年該國石油的對外依存度出現(xiàn)了1977年以來的首次下降。

中國長期以來重油輕氣，在很大程度上影響了天然氣的勘探開發(fā)程度和總體認識水平。到目前為止，天然氣在中國一次能源消費結構中的比例只有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國家在能源領域中的科技進步水平?！?/p>

瓶頸：技術還是體制

一直以來，業(yè)界有一種論調(diào)認為，“頁巖氣開發(fā)的瓶頸在技術。”對此，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個環(huán)節(jié)各有各的問題，但總體而言，“我比較樂觀，認為沒有瓶頸，頁巖氣的開發(fā)只是個時間問題?！?/p>

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)并無權威定論。EIA發(fā)布的數(shù)據(jù)是36萬億立方米，中石油的預測是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準和方法，來精確預測某一地區(qū)的頁巖氣儲量。“不過，在地質(zhì)勘探方面，我們已經(jīng)做了10多年的技術儲備，因此這已經(jīng)不是頁巖氣開發(fā)的最主要問題?！?/p>

開發(fā)環(huán)節(jié)的技術問題被很多人認為是最大的瓶頸，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)勘探研究花了很長時間，而實際的大規(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，就是水平井和壓裂技術，這些在國內(nèi)都是成熟技術，只不過以前沒有綜合在一起運用過。一件事還沒有實際做就說有難度，我認為是不妥當?shù)??！?/p>

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

不過他強調(diào)，頁巖氣開發(fā)核心技術必須本土化，不能一味買別人的技術。美國的目的是想拿技術換資源。此外，美國的經(jīng)驗拿到中國來也許還會“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、生物促進劑等一些化學物質(zhì)和藥品?！睆埥鸫ㄑa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?！?/p>

至于很多行業(yè)專家提到的管網(wǎng)建設問題，張金川承認，美國的管網(wǎng)建設非常發(fā)達，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。但他認為，這仍然也是個偽命題，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)建設有利可圖，目前有很多民營企業(yè)都想進入，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)東也認為，技術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)劃設定的100億立方米/年的目標差距甚遠?！?陳衛(wèi)東說。而中國煤層氣總資源量高達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設施嚴重不足，另外一個重要因素就是許多非市場化的制度安排扼殺了行業(yè)活力，如嚴格的準入限制和采氣權與采礦權分離等。

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年設立經(jīng)濟特區(qū)的辦法，在有潛力的地區(qū)劃出幾個“頁巖氣開發(fā)特區(qū)”來，把權力和收益多交給地方，多交給投資者，少一些壟斷，多一些競爭。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)作為招標主體，參與8個頁巖氣區(qū)塊的競標，招標區(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，鼓勵多種資本投入。

環(huán)境風險之爭

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

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)境風險，而風險主要源自頁巖氣的“壓裂開采法”——在幾千英尺的地下，一種由水、砂、化學制劑等物質(zhì)混合成類似“雞尾酒”的液體，會在高壓作用下向巖石噴射。天然氣會從被裂解的巖石中逃逸出來，被導回氣井表面。

此外，頁巖氣開發(fā)對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，使得每個礦井中那1%的成分其實相當于57000升化學物質(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)。

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

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。美國康奈爾大學羅伯特·哈沃斯研究小組于今年4月發(fā)表了一項研究結果稱，較之煤炭，頁巖氣將對氣候變化產(chǎn)生更大影響。這是因為，在頁巖氣的開采過程中，有大量甲烷釋放到環(huán)境中，而甲烷則是一種溫室效應極強的氣體。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，有些甚至會多出2倍。

但在羅伯特·哈沃斯的研究結論發(fā)表1個月后，總部位于倫敦的全球變暖政策基金會(GWPF)隨即發(fā)布了一份為天然氣正名的報告，該報告認為頁巖氣是一種“儲量豐富、廉價且對環(huán)境友善的能源”。這份報告駁斥了哈沃斯報告中的數(shù)個觀點，認為哈沃斯得出的結論很多都建立在“推測“的基礎上，缺乏事實依據(jù)，所以才會得出錯誤的結論。

爭論也許還將繼續(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、科研機構、企業(yè)、環(huán)保組織都應對潛在的環(huán)境風險心中有數(shù)，只有開采前的環(huán)境影響評估、開采后的監(jiān)管都到位，才能有效預防風險。