21世紀頭10年發生在美國的“頁巖氣革命”或許就要推動美國的工業復興，改變世界的能源格局。如今在美國的50個州中，有22個州在搞頁巖氣大開發，而正是由于這場變革，美國被國際能源署預測將在2015年超過俄羅斯成為全球最大的天然氣生產國。根據美國的報告，中國頁巖氣的儲量居世界之首，但在美國幾家企業已壟斷頁巖氣的開采技術時，中國對頁巖氣的開發還處于探索階段，未來在產量上能和美國相提并論嗎?筆者在美國實地考察大型頁巖氣氣田，與能源學者交流，在他們看來，美國的“頁巖氣革命”有著強大的支撐因素，而這些因素，對具有廣闊前景的中國“頁巖氣革命”來說，都值得借鑒。
探訪美國“明星氣田”
今年夏天，筆者和美國約翰·霍普金斯大學能源政策專業的若干研究人員一起，參觀了位于美國賓夕法尼亞州的馬塞拉斯頁巖氣開采現場。頁巖氣的概念和開采技術在美國并不新鮮。頁巖氣就是頁巖層中的天然氣，由于被困在比常規油氣巖層更小更密閉的薄層縫隙中或是附著在薄層上，更難從巖石里滲透出來，所以開采率比常規油氣低。但早在1821年，紐約州的弗里都尼亞鎮就采集過頁巖氣，只不過當時開采的經濟效益較低。上世紀80年代，在美國聯邦政府科研項目推動下，水裂、水平鉆井等一批三四十年代就已興起的常規油氣的開采技術被運用到頁巖氣上，直到2000年以后技術實現成功“嫁接”，頁巖氣才真正被大規模商業開發。
馬塞拉斯頁巖氣田就像是一個明星，它是美國目前發現的最大的頁巖氣田之一。美國能源信息署的最新信息顯示，該氣田技術可采儲量為3.8萬億立方米，占美國全部頁巖氣技術可采儲量的28%。乘大巴車駛出華盛頓4個半小時后，筆者一行進入一片鮮綠的林海。這里是州立森林公園，周圍幾十公里開外還有7個公園，距離最近的千人小鎮開車半小時就能到達。一路隨行的氣田駐地專家大衛·約克西莫介紹說，在這個方圓627平方公里的森林公園里大致有100個頁巖氣開采井場和250口開采井，由4家天然氣公司經營。理論上，國內外的油氣企業都能參與探礦權的招標。大巴車忽地拐上一條林間的狹長碎石路。大衛說，這些岔道就通向不同公司的頁巖氣開采井，鋪上碎石是為了跑運貨的重型卡車。
機器的轟鳴聲很快傳來，我們眼前隨即出現垂直鉆井的建設場景，簡單得出乎意料。一個四四方方的平臺上，直挺挺伸出一個高架，整個結構占地并不大，看上去像是國內中小學操場上的升旗臺。據大衛介紹，鉆井任務一個月后完成時，垂直井將鉆到地下1500米至3000米之間的深度。
我們隨后來到一個已建完水平井和水裂、運輸等設施的井場。這片工地位于密林中有兩三塊足球場那么大的空地上，3個小吊車一樣的柱子立在中間，格外顯眼。大衛告訴我們，這些柱子所在之處就是鉆探完畢的井口，而這樣一套完整的地下鉆井系統包括兩三千米的垂直鉆井和在井底向3個方向伸展出上千米的水平鉆井。地面上連接的管道用于運輸天然氣，一些大罐子用于儲存水裂流體，其成分中99%由水和沙子組成，其余不到1%為化學劑。在開采過程中，這些流體將被注入井內把頁巖層壓裂，從而逼出天然氣，其中沙子的作用是保持頁巖裂縫張開，化學劑則用于減少管道摩擦、防止細菌增長等。大衛表示，鉆一口水平井大體需要三四周的時間，然后再用一兩周進行水裂，不過工期也可能拖上好幾個月。一口井的開采和水裂總共會耗費500萬至800萬美元。
關于水裂流體的來源和后期處理，大衛說流體中的水主要通過卡車運來，少數情況下由輸水管送來，沙子則由鐵路和卡車運來。用過的流體將得到再利用或是被注入廢水井，很少會被運到附近的污水處理廠進行處理，因為運費高達每桶每小時1美元，而最近的污水處理廠在80公里開外。
美國看好“頁巖氣革命”
在馬塞拉斯頁巖氣田，還可以看到建設中的輸氣管。這是一組硬管，直徑有半米多，拍打起來像是鋼質材料，它們連成一條長龍盤向遠方。大衛說，這組輸氣管完工后將埋于地下，其建設費大致為每英里100萬美元。開采的天然氣將被運到終端用戶，主要包括工業用戶(32%)、發電廠(24%)、民用(22%)、商用(14%)等。
馬塞拉斯頁巖氣田只是當前美國上演“頁巖氣革命”的一個縮影。目前美國50個州里有22個都在開發頁巖氣，涉及東北部、中西部、南部等地區。美國開采出的頁巖氣，一般由當地各州先就地消費，如果有盈余會出口其他州。
頁巖氣儲量大且分布廣的特點，為美國帶來一場“革命”。《華盛頓郵報》網站11月15日以“新繁榮：頁巖氣推動美國工業復興”為題報道說，“頁巖氣革命” 正在激活美國工業復興的舊模式，為石化、玻璃、鋼鐵、玩具等行業回歸本土帶來春風。據國際能源署估計，到2015年，美國將超越俄羅斯成為世界頭號天然氣生產國，這將使國際能源市場重新洗牌。美國能源信息署發布的《2012年度能源展望》顯示，美國頁巖氣技術可采儲量為13.6萬億立方米。按目前美國的天然氣年消費量計算，美國天然氣儲量可供全國使用100年左右。美國能源信息署今年把儲量估計下調40%左右，這是因為隨著一些氣田的勘探井打下去后，發現有些過去預測的未探明儲量并不存在。不過，這種儲量預測會隨著開采進程一直變化，井打下去如果有氣，又會上調儲量數據。
產量大也推動了這場美國的“頁巖氣革命”。美國頁巖氣產量2006年只有280億立方米，2010年是1360億立方米，預期到2035年產量3580億立方米，將占美國天然氣總產量的49%，目前的比例是37%。相應的，美國天然氣價格的跌幅超過30%。
美國政策圈討論的不再是如何降低能源的對外依存度，而是如何增加國內的油氣產量和終端需求，以及通過出口天然氣來把脈世界能源市場。美國外交關系委員會高級研究員邁克·勒在今年《外交政策》雜志(7-8月刊)發表《再思美國能源革命》，布魯金斯學會能源安全項目也于5月推出報告《液料市場：美國出口液化天然氣的論點評析》。伴隨著國際媒體對美國頁巖氣生產將改變世界能源格局的猜測和議論，可以看出，這場頁巖氣革命觸發了美國能源、經濟、環境、外交等多領域的變化。
頁巖氣開發在美國也有爭議，主要集中在水裂技術對環境的影響方面。此前發生在賓夕法尼亞州、科羅拉多州、路易斯安那州等地的水污染是否與頁巖氣開采有關尚有待證實。企業界普遍表示只要操作合規，環境影響可控。2011年麻省理工大學一份研究報告也提到類似觀點，這表明頁巖氣開采在學術界獲得一定的支持。但 “綠色和平”等環保組織仍有憂慮。
美國三四家企業壟斷核心技術
類似的環保憂慮也出現在中國國內對頁巖氣開發的逐漸升溫中。兩個月前，四川某縣的煤礦團來華盛頓考察美國能源現狀，筆者本來準備主要介紹美國煤炭業的情況，沒想到代表團的興趣點全集中在頁巖氣上。
因為中國頁巖氣儲量居世界之首，所以美國政策圈也在設想中國是否會爆發類似于美國的“頁巖氣革命”。美國能源信息署去年4月發表的《世界頁巖氣資源：對美國以外14個地區的初步評估》顯示，中國頁巖氣技術可采儲量為36.1萬億立方米，這一數字要高于中國自己的評估。
世界資源研究所、威爾遜中心中國環境論壇等華盛頓地區的智庫紛紛設立研究項目對中國天然氣的應用予以關注。在他們看來，中國頁巖氣開發面臨挑戰。布魯金斯學會的中國能源問題專家埃麗卡·道恩斯告訴筆者，中國企業尚沒有掌握頁巖氣開采的核心技術，這些技術被美國的三四家企業壟斷，加之中國頁巖結構遠比美國的復雜，技術還需進一步改造。
約翰·霍普金斯大學中國能源問題專家孔博教授曾表示，水裂等頁巖氣開采技術對環境和生產安全等監管體系有嚴格要求，而安全監管在中國還顯得薄弱。威爾遜中心中國環境論壇負責人珍妮弗·特納還專門派研究員赴四川研究頁巖氣開發對當地供水的影響。水裂技術要求大量用水，這對中國的供水體系和缺水狀況也是巨大考驗。在美國政府層面還沒有大的動作來推動兩國頁巖氣合作的背景下，中國的“頁巖氣革命”還要一步步來。
發布信息
