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页岩气革命寄托美国“新繁荣”

字号+ 作者:新闻小编 来源:未知 2019-10-20 15:13 我要评论( )

:21世纪头10年发生在美国的页岩气革命或许就要推动美国的工业复兴,改变世界的能源格局。如今在美国的50个州中,有......

  21世纪头10年发生在美国的页岩气革命或许就要推动美国的工业复兴,改变世界的能源格局。如今在美国的50个州中,有22个州在搞页岩气大开发,而正是由于这场变革,美国被国际能源署预测将在2015年超过俄罗斯成为全球最大的天然气生产国。根据美国的报告,中国页岩气的储量居世界之首,但在美国几家企业已垄断页岩气的开采技术时,中国对页岩气的开发还处于探索阶段,未来在产量上能和美国相提并论吗?笔者在美国实地考察大型页岩气气田,与能源学者交流,在他们看来,美国的页岩气革命有着强大的支撑因素,而这些因素,对具有广阔前景的中国页岩气革命来说,都值得借鉴。

美国马塞拉斯页岩气田正在建设的垂直井

  探访美国明星气田

  今年夏天,笔者和美国约翰霍普金斯大学能源政策专业的若干研究人员一起,参观了位于美国宾夕法尼亚州的马塞拉斯页岩气开采现场。页岩气的概念和开采技术在美国并不新鲜。页岩气就是页岩层中的天然气,由于被困在比常规油气岩层更小更密闭的薄层缝隙中或是附着在薄层上,更难从岩石里渗透出来,所以开采率比常规油气低。但早在1821年,纽约州的弗里都尼亚镇就采集过页岩气,只不过当时开采的经济效益较低。上世纪80年代,在美国联邦政府科研项目推动下,水裂、水平钻井等一批三四十年代就已兴起的常规油气的开采技术被运用到页岩气上,直到2000年以后技术实现成功嫁接,页岩气才真正被大规模商业开发。

  马塞拉斯页岩气田就像是一个明星,它是美国目前发现的最大的页岩气田之一。美国能源信息署的最新信息显示,该气田技术可采储量为3。8万亿立方米,占美国全部页岩气技术可采储量的28%。乘大巴车驶出华盛顿4个半小时后,笔者一行进入一片鲜绿的林海。这里是州立森林公园,周围几十公里开外还有7个公园,距离最近的千人小镇开车半小时就能到达。一路随行的气田驻地专家大卫约克西莫介绍说,在这个方圆627平方公里的森林公园里大致有100个页岩气开采井场和250口开采井,由4家天然气公司经营。理论上,国内外的油气企业都能参与探矿权的招标。大巴车忽地拐上一条林间的狭长碎石路。大卫说,这些岔道就通向不同公司的页岩气开采井,铺上碎石是为了跑运货的重型卡车。

  机器的轰鸣声很快传来,我们眼前随即出现垂直钻井的建设场景,简单得出乎意料。一个四四方方的平台上,直挺挺伸出一个高架,整个结构占地并不大,看上去像是国内中小学操场上的升旗台。据大卫介绍,钻井任务一个月后完成时,垂直井将钻到地下1500米至3000米之间的深度。

  我们随后来到一个已建完水平井和水裂、运输等设施的井场。这片工地位于密林中有两三块足球场那么大的空地上,3个小吊车一样的柱子立在中间,格外显眼。大卫告诉我们,这些柱子所在之处就是钻探完毕的井口,而这样一套完整的地下钻井系统包括两三千米的垂直钻井和在井底向3个方向伸展出上千米的水平钻井。地面上连接的管道用于运输天然气,一些大罐子用于储存水裂流体,其成分中99%由水和沙子组成,其余不到1%为化学剂。在开采过程中,这些流体将被注入井内把页岩层压裂,从而逼出天然气,其中沙子的作用是保持页岩裂缝张开,化学剂则用于减少管道摩擦、防止细菌增长等。大卫表示,钻一口水平井大体需要三四周的时间,然后再用一两周进行水裂,不过工期也可能拖上好几个月。一口井的开采和水裂总共会耗费500万至800万美元。

  关于水裂流体的来源和后期处理,大卫说流体中的水主要通过卡车运来,少数情况下由输水管送来,沙子则由铁路和卡车运来。用过的流体将得到再利用或是被注入废水井,很少会被运到附近的污水处理厂进行处理,因为运费高达每桶每小时1美元,而最近的污水处理厂在80公里开外。

  美国看好页岩气革命

  在马塞拉斯页岩气田,还可以看到建设中的输气管。这是一组硬管,直径有半米多,拍打起来像是钢质材料,它们连成一条长龙盘向远方。大卫说,这组输气管完工后将埋于地下,其建设费大致为每英里100万美元。开采的天然气将被运到终端用户,主要包括工业用户(32%)、发电厂(24%)、民用(22%)、商用(14%)等。

  马塞拉斯页岩气田只是当前美国上演页岩气革命的一个缩影。目前美国50个州里有22个都在开发页岩气,涉及东北部、中西部、南部等地区。美国开采出的页岩气,一般由当地各州先就地消费,如果有盈余会出口其他州。

  页岩气储量大且分布广的特点,为美国带来一场革命。《华盛顿邮报》网站11月15日以新繁荣:页岩气推动美国工业复兴为题报道说,页岩气革命正在激活美国工业复兴的旧模式,为石化、玻璃、钢铁、玩具等行业回归本土带来春风。据国际能源署估计,到2015年,美国将超越俄罗斯成为世界头号天然气生产国,这将使国际能源市场重新洗牌。美国能源信息署发布的《2012年度能源展望》显示,美国页岩气技术可采储量为13。6万亿立方米。按目前美国的天然气年消费量计算,美国天然气储量可供全国使用100年左右。美国能源信息署今年把储量估计下调40%左右,这是因为随着一些气田的勘探井打下去后,发现有些过去预测的未探明储量并不存在。不过,这种储量预测会随着开采进程一直变化,井打下去如果有气,又会上调储量数据。

  产量大也推动了这场美国的页岩气革命。美国页岩气产量2006年只有280亿立方米,2010年是1360亿立方米,预期到2035年产量3580亿立方米,将占美国天然气总产量的49%,目前的比例是37%。相应的,美国天然气价格的跌幅超过30%。

  美国政策圈讨论的不再是如何降低能源的对外依存度,而是如何增加国内的油气产量和终端需求,以及通过出口天然气来把脉世界能源市场。美国外交关系委员会高级研究员迈克勒在今年《外交政策》杂志(7-8月刊)发表《再思美国能源革命》,布鲁金斯学会能源安全项目也于5月推出报告《液料市场:美国出口液化天然气的论点评析》。伴随着国际媒体对美国页岩气生产将改变世界能源格局的猜测和议论,可以看出,这场页岩气革命触发了美国能源、经济、环境、外交等多领域的变化。

  页岩气开发在美国也有争议,主要集中在水裂技术对环境的影响方面。此前发生在宾夕法尼亚州、科罗拉多州、路易斯安那州等地的水污染是否与页岩气开采有关尚有待证实。企业界普遍表示只要操作合规,环境影响可控。2011年麻省理工大学一份研究报告也提到类似观点,这表明页岩气开采在学术界获得一定的支持。但绿色和平等环保组织仍有忧虑。

  美国三四家企业垄断核心技术

  类似的环保忧虑也出现在中国国内对页岩气开发的逐渐升温中。两个月前,四川某县的煤矿团来华盛顿考察美国能源现状,笔者本来准备主要介绍美国煤炭业的情况,没想到代表团的兴趣点全集中在页岩气上。

  因为中国页岩气储量居世界之首,所以美国政策圈也在设想中国是否会爆发类似于美国的页岩气革命。美国能源信息署去年4月发表的《世界页岩气资源:对美国以外14个地区的初步评估》显示,中国页岩气技术可采储量为36.1万亿立方米,这一数字要高于中国自己的评估。

  世界资源研究所、威尔逊中心中国环境论坛等华盛顿地区的智库纷纷设立研究项目对中国天然气的应用予以关注。在他们看来,中国页岩气开发面临挑战。布鲁金斯学会的中国能源问题专家埃丽卡道恩斯告诉笔者,中国企业尚没有掌握页岩气开采的核心技术,这些技术被美国的三四家企业垄断,加之中国页岩结构远比美国的复杂,技术还需进一步改造。

  约翰霍普金斯大学中国能源问题专家孔博教授曾表示,水裂等页岩气开采技术对环境和生产安全等监管体系有严格要求,而安全监管在中国还显得薄弱。威尔逊中心中国环境论坛负责人珍妮弗特纳还专门派研究员赴四川研究页岩气开发对当地供水的影响。水裂技术要求大量用水,这对中国的供水体系和缺水状况也是巨大考验。在美国政府层面还没有大的动作来推动两国页岩气合作的背景下,中国的页岩气革命还要一步步来。

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