非常規(guī)天然氣開發(fā)與環(huán)境保護應通盤考慮,監(jiān)管水平?jīng)Q定非常規(guī)油氣資源的未來
在化石能源中,天然氣是相對潔凈的能源,燃燒同等熱值的天然氣,其二氧化碳排放量遠遠低于煤和石油。但非常規(guī)天然氣
勘探開發(fā)需要采用特殊的技術(shù),由此可能帶來新的環(huán)境風險和挑戰(zhàn),比如大氣和氣候污染、地表水和地下水污染等。
根據(jù)美國CATF(凈化空氣任務組織的英文縮寫)的研究成果,非常規(guī)天然氣開發(fā)以及管理不當而導致的主要環(huán)境風險表現(xiàn)如下:
一是溫室效應。非常規(guī)天然氣的主要成分是甲烷,這是一種非常重要的溫室氣體。同樣質(zhì)量的甲烷,導致的氣溫上升能力是二氧化碳的幾十倍。美國EPA(環(huán)境保護局)估算,從石油和天然氣生產(chǎn)過程中釋放的甲烷氣體,是全世界電廠釋放的二氧化碳導致全球變暖效應的35%。從全球角度來看,到2030年,油氣生產(chǎn)所釋放的甲烷氣體,將是人為產(chǎn)生甲烷氣體的最大來源,這還沒有充分考慮最近幾年迅猛崛起的
頁巖氣勘探。
二是地面臭氧煙霧污染。地面臭氧煙霧污染主要是天然氣燃燒產(chǎn)物經(jīng)過復雜的光化學反應生成的。由于該污染物是新的污染物,其危害比一次污染物更為嚴重。在美國,大規(guī)模開發(fā)頁巖氣導致的地面臭氧煙霧污染,使得一些偏遠地區(qū)的臭氧煙霧達到污染的臨界值。
三是地下水污染。在非常規(guī)天然氣開發(fā)過程中,來自地層的流體、
壓裂液及天然氣、甲烷可能竄入水層并對水層帶來不利影響,尤其是在大規(guī)模的壓裂和返排作業(yè)過程中,這種影響更大。污染地下水的主要原因有:
固井和
完井的不合理設計;壓裂、鉆井等大型設備劇烈震動;一些沒有封堵好的廢棄井眼竄漏;地表存在水文通道,比如斷層和裂縫區(qū)等。
四是地表水污染。油氣井產(chǎn)出液、壓裂液、常規(guī)鉆井施工和井噴等,都會排放大量的污染物。在我國的下?lián)P子地區(qū),頁巖發(fā)育豐富,但水網(wǎng)也很密集。處理好勘探開發(fā)中的產(chǎn)出液、壓裂液至關(guān)重要,稍有不慎,排入地表水的污染源,就會隨密集的水網(wǎng)迅速擴散,給生態(tài)帶來難以預測的影響。
五是局部地區(qū)水資源短缺。目前非常規(guī)天然氣主要開發(fā)技術(shù)是長
水平井多級水力壓裂技術(shù)。通常而言,每口井壓裂用水將高達幾萬立方米,甚至是十幾萬立方米?梢灶A測,隨著開發(fā)井數(shù)的激增,水資源短缺將會成為非常規(guī)天然氣開發(fā)的制約因素。
在美國,已有可行的技術(shù)和方法降低污染物的排放量,并且成本也并不高。這些技術(shù)和方法包括減少非常規(guī)氣井排放量(可直接將壓裂施工的返排液,排放在專用設備內(nèi),然后進行氣液分離;分離后的氣體,盡可能地并入管道,不能捕集的燃燒掉)、油田伴生氣燃燒技術(shù)、零排放控制閥、控制器工藝以及對所有的設備采用合適的泄漏檢測和修理程序等。
研究表明,減少油氣生產(chǎn)過程中的甲烷氣體排放,是減緩全球甲烷增長最有效的方法。CATF提出非常規(guī)天然氣開發(fā)氣體排放控制的黃金準則:以100%氣體回收作為準則,杜絕完井階段的氣體排放;消除油井伴生氣排放;當不可避免地進行氣體焚燒時,確保燃燒充分,以使得甲烷氣、VOC(揮發(fā)性有機化合物)、NOX(氮氧化合物)和黑炭的排放量降至最低;嚴格限制鉆機及相關(guān)輔助設備的氣體排放量;要求所有的柴油機設備具備一定的排放標準。
在非常規(guī)天然氣開發(fā)中,CATF建議對地表水和地下水進行保護的黃金準則是:采用全風險管理框架,以最先進的技術(shù)刻畫
地質(zhì)構(gòu)造;在完井期間及完井后,啟動地下水監(jiān)測體制,以確保第一時間發(fā)現(xiàn)地下水污染情況;采用嚴格的返排液處理標準,確保正常作業(yè)和意外泄漏導致的壓裂液和壓裂返排液及烴類排放與自然環(huán)境和地下水層隔絕;確保在地表作業(yè)不影響淺部含水層。
在非常規(guī)天然氣開發(fā)過程中,還應該在現(xiàn)有環(huán)境法案框架基礎(chǔ)上,有針對性地制定環(huán)境保護政策。這些政策法規(guī)應該在推動上述標準實施過程中起重要作用。美國已經(jīng)針對油氣生產(chǎn)、處理和運輸過程中的氣體排放量,著手制定聯(lián)邦法律,且很快會頒布實施。
在頁巖氣發(fā)展初期,美國并未對頁巖氣采取特殊的環(huán)境監(jiān)管。隨著頁巖氣開采規(guī)模的擴大及其對環(huán)境問題爭論的升級,美國對頁巖氣的環(huán)境監(jiān)管趨嚴,通過修改法律關(guān)閉了著名的“
哈里伯頓漏洞”,允許環(huán)境保護局依據(jù)《安全飲用水法》監(jiān)督頁巖氣開采活動;頒布《FRAC》法案,要求披露水力壓裂中使用的化學藥劑情況,以便充分評估其對地下水的影響。
美國的非常規(guī)天然氣發(fā)展經(jīng)驗告訴我們,非常規(guī)天然氣開發(fā)對環(huán)境的影響應從一開始就要考慮充分。我國尚處于非常規(guī)天然氣的發(fā)展初期,具有很好的實施環(huán)境和社會協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ),因此在開發(fā)伊始就要把甲烷、有毒物以及水污染問題納入管理體系。礦權(quán)的大規(guī)模開放肯定會受到一定的制約,且開放的程度取決于監(jiān)管效果,取決于民眾的訴訟發(fā)生的程度和公眾對開發(fā)非常規(guī)油氣資源的信心?梢哉f,在一定程度上,監(jiān)管水平?jīng)Q定非常規(guī)油氣資源的未來。