王芳妮

摘要：巴黎協(xié)議，各國達(dá)成一致共識，減排是全球一致的目標(biāo)。中國已經(jīng)做出承諾，而“十三五”期間，我國能源體系圍繞低碳、循環(huán)、清潔、高效的方式發(fā)展。頁巖氣作為一種低碳，清潔能源，是中國能源轉(zhuǎn)型的紐帶，自然倍受青睞。然而頁巖氣的勘探開發(fā)利用過程中給環(huán)境帶來的污染也更嚴(yán)重。從頁巖氣資源和水資源在我國的分布狀況及兩者在法律框架下的關(guān)系出發(fā)，如何使頁巖氣的開發(fā)利用和水資源能和諧、可持續(xù)發(fā)展顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：頁巖氣 水資源 水污染 頁巖氣勘探開發(fā) 水資源保護(hù)

中圖分類號：DF46 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（a）-0131-04

1.我國頁巖氣資源分布狀況

中國富有機(jī)質(zhì)頁巖可以分為三類分別為海相富有機(jī)質(zhì)頁巖、海陸過渡相與湖沼相煤系富有機(jī)質(zhì)頁巖，其主要集中分布在我國華北、東北、長江上游和西南地區(qū)。經(jīng)國土部組織相關(guān)單位初步評價，4個大區(qū)（上揚(yáng)子及滇黔桂區(qū)、中下?lián)P子及東南區(qū)、華北及東北區(qū)、西北區(qū)）的頁巖氣地質(zhì)資源為134萬億立方米，可采資源25萬億立方米。雖然這個數(shù)字存在爭議而且處于變動之中，但觀察所以機(jī)構(gòu)估測的數(shù)值看，我國頁巖氣資源蘊(yùn)含總量在全球來說都是排名第一的。

2.我國水資源分布狀況

首先總體來說我國水資源人均占有量很少。中國水資源總量年平均為2.77萬億立方米，平均徑流深度約284mm，為世界平均值的90%，居世界第6位。水資源人均占有量為2200m3，在世界排第110位，被列為世界13個貧水國家之一。其次我國水資源呈現(xiàn)出地區(qū)上的分布不均勻，南北水資源分布差異較大。我國長江流域以北地區(qū)的水資源量僅為19%，而且季節(jié)性缺水現(xiàn)象明顯且比較嚴(yán)重。我國南方水資源占有量為80%左右，而北方很多河流都處于枯竭狀況，雖然南水北調(diào)工程已經(jīng)進(jìn)行了很多年，但面對北方水資源匱乏的局面還是沒有全面改觀，南北水資源差異仍然很大。

3.我國頁巖氣資源與水資源的關(guān)系

頁巖氣的開發(fā)利用應(yīng)該走可持續(xù)發(fā)展道路，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)一起抓，頁巖氣的開發(fā)利用和水資源的保護(hù)是相互制約，相互影響的關(guān)系。開發(fā)頁巖氣能調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展，可以為保護(hù)水資源提高物質(zhì)保障，但是頁巖氣的開發(fā)利用會給環(huán)境帶來災(zāi)難，給水資源帶來污染。

3.1水資源對頁巖氣資源的作用

水資源是頁巖氣資源勘探開發(fā)利用時必不可少的、最重要的因素之一。頁巖氣勘探開發(fā)利用中水力壓裂技術(shù)是最核心的技術(shù)，就是在地下幾千米深處打入頁巖氣井管并將由數(shù)千噸的水、沙子和化學(xué)物質(zhì)混合而成的壓裂液由井管注入，使得巖石在高壓下分裂，巖石縫隙被壓裂液裂解開，為了能使天然氣從巖石中導(dǎo)出，巖石必須保持張開狀態(tài)，砂石留在巖石縫隙以保持此狀態(tài)，以完成將頁巖氣導(dǎo)向氣井表面的工作。這種技術(shù)需要大量水資源做后盾，水貫穿于頁巖氣勘探開發(fā)利用的始終，鉆井階段，鉆井液的主要成分是水；壓裂階段，壓裂液的98%以上是水。據(jù)美國能源署統(tǒng)計，在鉆井過程中，每口井要用758～1516萬升水。我國頁巖氣資源含量豐富區(qū)域正好處在水資源的匱乏區(qū)，而頁巖氣勘探開發(fā)需要使用大量的水資源。如此以來北方短缺的水資源成了頁巖氣勘探開發(fā)利用的瓶頸，頁巖氣的開發(fā)利用給匱乏的水資源帶來更的壓力。

3.2頁巖氣資源對水資源的影響

我國頁巖氣資源富饒區(qū)恰好處在水資源匱乏區(qū)或者是人口密集區(qū)，頁巖氣資源的勘探開發(fā)對水資源的依賴會對水資源造成嚴(yán)重的浪費及水環(huán)境的破壞。第一，水力壓裂技術(shù)中用到的壓裂液的絕大部分由水組成，而這些地區(qū)正好是缺水區(qū)，若要順利地進(jìn)行頁巖氣資源的勘探開采則必須將水資源短缺這個障礙解決了而且還必須做好運(yùn)行前、運(yùn)行中和完井后對水環(huán)境的保護(hù)工作。第二，壓裂液不是只用水資源就能完成任務(wù)的，其中還必須有一定量的化學(xué)物質(zhì)和添加劑，據(jù)估計頁巖氣每口井使用5萬升之多的添加劑。添加劑中的減阻劑、殺蟲劑和酸性物質(zhì)，包含有機(jī)污染物、重金屬和輻射物質(zhì)，美國能源部對壓裂液的水樣進(jìn)行抽樣調(diào)查，發(fā)現(xiàn)里面含有750種化學(xué)物質(zhì)。這些化學(xué)物質(zhì)如果污染飲用水會對人體健康和生物多樣性造成損害，而且對環(huán)境造成污染。第三，頁巖氣的主要成分是甲烷，如果勘探開采技術(shù)不當(dāng)或者管理不善就會造成甲烷泄露，同時廢棄的頁巖氣井處理不當(dāng)也會出現(xiàn)甲烷泄露的情況。甲烷泄露會對飲用水造成污染，美國曾經(jīng)就發(fā)生過居民用水時甲烷引起爆炸的事件發(fā)生，因此，防止甲烷泄露是頁巖氣勘探開發(fā)時另一個需高度重視的水資源污染問題。第四，回流水（壓裂液和地層水的統(tǒng)稱）引起的水污染，回流水含有很多污染物。污染物質(zhì)將會滲透到供水系統(tǒng)并污染飲用水，剩余殘留在地下的壓裂液則會繼續(xù)污染土壤和地下水。在頁巖氣勘探開發(fā)利用形成規(guī)模之前，應(yīng)該完善相應(yīng)的立法或者出臺相應(yīng)的政策以規(guī)制頁巖氣開發(fā)利用對環(huán)境帶來的影響。

4.法律框架下頁巖氣資源與水資源的關(guān)系

在能源轉(zhuǎn)型時期，各種資源應(yīng)該實現(xiàn)可持續(xù)、協(xié)調(diào)發(fā)展，不可顧此失彼。在開發(fā)利用頁巖氣資源的時候必須考慮水資源的充足度和受污染程度，對兩種進(jìn)行詳細(xì)考量之后做出合理利用，使其平衡發(fā)展。頁巖氣是一種新興能源，從被列為一種獨立礦種單獨勘探開發(fā)其歷史很短，而法律具有滯后性，目前我國針對頁巖氣這種新型能源方面還沒有專門的法律進(jìn)行規(guī)制。但一部法律不是孤立的，而是相互聯(lián)系的，可以使用相關(guān)法律暫時進(jìn)行規(guī)制。我國頁巖氣勘探開發(fā)與水資源有關(guān)的現(xiàn)有法律主要有水資源基本法《水法》、與水污染有關(guān)的法《水污染防治法》《水污染防治法實施細(xì)則》和《引用水資源保護(hù)區(qū)污染防治管理規(guī)定》，《環(huán)境保護(hù)法》中也有涉及。簡單羅列如下：

《水法》第六條適用于頁巖氣的勘探開發(fā)，國家允許使用水資源但同時也要求開發(fā)者履行對水資源的保護(hù)義務(wù)?！端ā返?1條是對水資源的循環(huán)利用的規(guī)定，頁巖氣勘探開發(fā)需要大量的水資源而且我國人均水資源匱乏，使用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備既有利于提高生產(chǎn)效率也要有利于降低成本和環(huán)境污染，可謂一舉兩得。

新《環(huán)境保護(hù)法》第四十條規(guī)定企業(yè)應(yīng)使用高效清潔的工藝設(shè)備，減少污染物的產(chǎn)生。頁巖氣勘探開發(fā)者應(yīng)該采用對環(huán)境危害最低的技術(shù)開發(fā)利用頁巖氣，面對水資源短缺的情況，應(yīng)該循環(huán)利用水資源，然后對廢水和污染物做好無害處理工作，否則要承擔(dān)法律后果。

《水污染防治法》第三十和三十五條是禁止污染水資源的規(guī)定，第四十和四十二條規(guī)定企業(yè)應(yīng)該用清潔、高效和污染較少的技術(shù)設(shè)備，對嚴(yán)重污染水環(huán)境的技術(shù)設(shè)備應(yīng)該采取淘汰措施，以減少對水資源的浪費和污染。

《水污染防治法實施細(xì)則》第三十六條是對頁巖氣的生產(chǎn)過程中礦井、礦坑進(jìn)行分層止水和封孔，當(dāng)回流水中含有有毒有害廢水時，應(yīng)當(dāng)采取有效措施以防止污染水資源。第三十三條其中的一款是為了保障居民飲用水的安全做出的規(guī)定。

以上條款是規(guī)范頁巖氣開發(fā)利用和水資源保護(hù)關(guān)系的最重要的幾個條款，在規(guī)制頁巖氣開發(fā)利用對環(huán)境特別是水資源保護(hù)方面，僅僅靠這些相關(guān)條款無法達(dá)到應(yīng)有的效果，還應(yīng)該結(jié)合相關(guān)的配套措施方能使頁巖氣的勘探開采利用更符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

5.完善相應(yīng)配套措施的建議

從我國頁巖氣資源和水資源的分布及兩者的關(guān)系可以看出水資源制約頁巖氣的勘探開發(fā)利用，而頁巖氣的開發(fā)利用反過來會影響水資源的安全，筆者認(rèn)為應(yīng)該目前可以從如何以有限的水資源開發(fā)利用頁巖氣和如何減少甚至避免水資源的污染出發(fā)制定相應(yīng)的配套措施，以使兩者能夠協(xié)調(diào)統(tǒng)一而非相互矛盾。

5.1節(jié)約水資源

開發(fā)利用頁巖氣，水資源是最關(guān)鍵的因素，沒有豐富的水資源做后盾，頁巖氣資源的開發(fā)利用就如履薄冰，很難進(jìn)行，即使能完整勘探開采也會使成本增加很多。因此，必須在尋求研發(fā)適合中國自己的頁巖氣開發(fā)利用技術(shù)之外需要加強(qiáng)水資源管理，以更少的水資源投入產(chǎn)出更多的頁巖氣資源，提高水資源的利用率。

5.1.1鼓勵使用水資源替代品

目前開發(fā)頁巖氣資源所用的技術(shù)比較有限而且對水資源的依賴程度較高，水資源短缺和頁巖氣開發(fā)的迫切需求，亟需我國研發(fā)適合自身特征的頁巖氣開發(fā)技術(shù)，除此之外可以用節(jié)約用水型的資源來代替水資源。我國《水法》第八條規(guī)定國家厲行節(jié)約用水，頁巖氣勘探開發(fā)利用整個流程都需要水資源的支撐，包括勘探、鉆井、壓裂和對設(shè)備的沖刷清洗，對于壓裂階段，有專家已經(jīng)提出可以使用替代水資源來完成壓裂任務(wù)，中國資深油氣專家張抗認(rèn)為除水之外，壓裂液也可以用臨界二氧化碳壓裂、氮氣壓裂、二氧化碳泡沫壓裂，這些技術(shù)都已經(jīng)過實驗并獲得了成功，雖然其經(jīng)濟(jì)成本仍然較高。目前處于頁巖氣資源勘探開發(fā)的初級階段，基本上都是高成本期，但若形成一定規(guī)模，邊際成本就會降下來。此處的成本應(yīng)該是單位經(jīng)濟(jì)成本，如果頁巖氣開發(fā)利用規(guī)模足夠大，那么規(guī)模效益就會提高，規(guī)模成本就會降低，節(jié)約水資源的目的也會實現(xiàn)。

5.1.2長江以北地方建大型儲水池

《水法》第二十四條規(guī)定對長江以北缺水地區(qū)水資源短缺問題的解答提高了方向。水資源對于我國北方（長江以北）來說是稀缺資源，而且呈現(xiàn)出季節(jié)性缺水的特征，農(nóng)民基本是“靠天吃飯”。此處的“靠天吃飯”不僅僅是靠雨水種植農(nóng)作物，有的嚴(yán)重缺水的山區(qū)，居民的飲用水也是靠收集雨水到井里作為儲備的引用水資源，比如甘肅省的定西市的部分地方就是如此。近年來全球氣候變暖，各地自然災(zāi)害頻發(fā)，氣候變得難以預(yù)測，“北澇南旱”的情形日益突出，北方反倒雨水天比以前多了，甚至?xí)泻闈嘲l(fā)生。如此可以在長江以北建些大型儲水池，收集和存儲雨水以做備用，這種做法符合法律要求也響應(yīng)了國家號召，這種水資源不僅僅可以使用于頁巖氣的開發(fā)利用也可用于農(nóng)作物灌溉、工業(yè)用水，經(jīng)過加工處理還可以作為飲用水等?！澳睦镉行枨?，哪里就有市場”，頁巖氣資源的勘探開采利用對水資源的需求很大，而且頁巖氣資源的分別比較集中，并非北方每個省市、村莊都有，但大型儲水池可以在每個有需求、有條件、有意愿的地方都建造。這樣就可以在需水項目和有水地區(qū)之間形成交易，當(dāng)某個地方有多余儲備的水資源則可以與需要用水的頁巖氣開發(fā)企業(yè)進(jìn)行交易，既可以滿足或者說是緩解需水方的用水需求，而另一方可以從中獲利，提供經(jīng)濟(jì)水平，隨著時間的醞釀，人們也會形成水資源來之不易和節(jié)約用水的思想和習(xí)慣。

5.1.3循環(huán)利用水資源

壓裂液所需的水并非一定得如居民使用的飲用水一樣純凈，我國《水法》第51條規(guī)定企業(yè)應(yīng)該提高水資源的重復(fù)利用率，在頁巖氣勘探開發(fā)利用中對使用過的廢水進(jìn)行處理加工后再循環(huán)利用不失為一種比較好的環(huán)保方式。水資源處于地下位置越深，水資源的含鹽度越高，因此，飲用水都是在地下300m之上打井取之，300m以下的水既不能引用又不能用來灌溉。在壓裂液首次利用完畢的那一刻，立刻進(jìn)行適度的脫鹽處理，根據(jù)處理后水的化學(xué)物質(zhì)的多少再決定將其用途，比如再次用于壓裂液的成分或者用來綠化等。再循環(huán)用于鉆井廢水，有效地凝聚鉆井廢水，實現(xiàn)化學(xué)氧化處理，這樣既達(dá)到了開采中水回用標(biāo)準(zhǔn)，也達(dá)到了通過先進(jìn)的脫鹽處理的排放要求。這樣既可以避免頁巖氣勘探開發(fā)利用中廢水對環(huán)境造成污染，又能緩解水資源短缺的問題。

5.2防治水資源污染

5.2.1進(jìn)行環(huán)境影響評價

頁巖氣的勘探開發(fā)利用需堅持可持續(xù)發(fā)展道路，堅持能源勘探開發(fā)利用與水資源及環(huán)境保護(hù)同時進(jìn)行，同等重要的理念。當(dāng)環(huán)境被破壞后再進(jìn)行修復(fù)就會事倍功半而且難度也大，應(yīng)該事前防范?！董h(huán)境保護(hù)法》第19條是針對的目標(biāo)是某個具體的項目，若能對頁巖氣勘探開發(fā)所用的技術(shù)特別是水力壓裂技術(shù)也進(jìn)行環(huán)境影響評價就可防患于未然，對環(huán)境影響報告書也無法容忍的技術(shù)，就不能允許頁巖氣開發(fā)者使用。

5.2.2鼓勵建立水處理公司

新《環(huán)境保護(hù)法》第四十條規(guī)定企業(yè)應(yīng)當(dāng)對污染物進(jìn)行無害化處理，減少污染物的產(chǎn)生。頁巖氣開發(fā)過程所使用的水資源有20%左右的廢水排到地表，其中包括壓裂液、地層水和回流水中化學(xué)成分，如果對此不進(jìn)行處理將會對水資源造成嚴(yán)重甚至致命損害。美國的頁巖氣開發(fā)相對較早，在水處理方面也是比較值得借鑒的，已經(jīng)有水處理市場進(jìn)行水污染的處理。我國在這方面可以借鑒美國，鼓勵水處理公司的設(shè)立，從事專門的廢水及污水處理進(jìn)而達(dá)到水資源的循環(huán)利用和減少環(huán)境污染。