據美國能源信息署(EIA)2011年發布的《世界頁巖氣資源》評估，美國頁巖氣技術可開采儲量達24.4萬億立方米，從2000到2010年間，美國頁巖氣的產量增長了12倍，已經占美國天然氣產量的25%，預計到2035年上升到45%左右。從全球來看，其它32個國家的48個頁巖氣盆地達160萬億立方米，加上美國的儲量總量達185萬億立方米。美國總統奧巴馬把頁巖氣比作“天然氣世界的沙特阿拉伯”，并表示其政府將致力于頁巖氣的安全開發以保障近百年的能源供應。

　　中國也對頁巖氣寄以厚望翹首以待。頁巖氣發展規劃(2011-2015年)顯示，中國頁巖氣可采資源量預計為25萬億立方米，此前有數據顯示為31萬億立方米，綜合不同來源，可采資源量介于25-31萬億立方米。根據國土資源部油氣資源戰略研究中心全國頁巖氣資源潛力調查評價及富集有利區優選工作，到2020年頁巖氣探明可采儲量約2萬億立方米，產量1000億立方米，頁巖氣將占天然氣消費比重的26%左右，成為我國天然氣能源的重要支柱。

　　這樣的前景看來是如此誘人，但發展的路上卻充滿不確定性和甚至是“陷阱”，本文將從資源經濟可開采潛力，技術儲備，管理體制，健康、安全與環境風險，以及對新能源和氣候變化政策的影響幾個方面來探討“頁巖氣革命”不容忽視的另一面，以期增加對頁巖氣的認識與思考，并在開發的過程中重視可能產生的問題。

　　資源詳查需確認經濟開采儲量

　　頁巖氣是埋藏于富有機質的泥頁巖及其夾層當中，以吸附或游離狀態賦存的非常規天然氣。頁巖氣之所有成為“革命”，最主要有兩條：一是資源儲量巨大，二是由于鉆井技術的進步使得開采成本急劇下降。對于中國而言，現有資源量預估一是來源于美國EIA的評估，二是來源于已經開展的“全國頁巖氣資源戰略選區及評價”工作的預測量。兩者都是根據地質條件作出的預測評估，仍然缺乏地質勘探及鉆井資料詳查的數據支撐，中國最終可開采的頁巖氣資源，在目前恐怕還是個未知數。

　　我們還需區分資源量、探明儲量、技術可開采儲量和經濟可開采儲量的差別。根據《聯合國化石能源和礦產資源分類框架》，資源的可采性受到三個因素的主要影響：地質認識程度、礦場項目狀態與可行性，以及經濟與商業存續性，分別可對應探明儲量、技術可開采儲量和經濟可開采儲量。雖然這三者的關系隨著技術與社會經濟條件的變化也是動態的，但是資源基礎要轉化為技術可開采儲量，并最終被開采的經濟可開采儲量，每一層都要打個大折扣。

　　筆者寫作此文之時，EIA公布美國天然氣的期貨價格為2.724美元/mmBtu，相當于0.6元人民幣/立方米，比一年前的同一時間下降了1.209美元/mmBtu，降幅達30%。自2008年金融危機后美國天然氣一直呈下降趨勢，頁巖氣的產量增加更加劇了這樣的趨勢。天然氣價格下降，使得在原先價格如4美元/mmBtu評估下具有經濟開采價值的頁巖氣將不具備經濟可采性，也使得預計最終可采儲量顯著下降。中國天然氣市場仍是一個短缺的市場，但長期需考慮能源價格對于經濟可開采儲量的影響，做好風險評估。

　　此外，資源條件也需開采條件和基礎設施的支撐，其中最重要的就是鉆井的數量。頁巖氣井的產量下降曲線非常陡，根據對美國5個主要產區的調查，一般5年內新開井的產量就已經接近枯竭或已經枯竭。所以產量要跟上預期的速度，鉆井的速度必須超過產量增長的速度，據油氣市場分析網絡《油桶》(TheOilDrum)跟蹤報道，近期新井鉆探增加速度已經在放慢，與此同時，高產的“風水寶地”(sweetspots)也逐漸被相對低產的區域代替，這對未來頁巖氣的生產將有顯著影響。

　　技術創新合作開發需形成生態系統

　　技術進步，特別是水平(定向)鉆井技術和水力壓裂技術的突破是頁巖氣產量突飛猛進的決定性因素。頁巖氣因埋藏的頁巖基質滲透率低，勘探開發非常困難，傳統的鉆井必須經過酸化、壓裂等儲層改造才能獲得相對較高的產量。

　　以水力壓裂技術為核心和頁巖氣開采技術是一連串技術過程的組合，包括壓裂、水平(定向)鉆井、三維地質成像、加密鉆井等。這些技術在中國的起步較晚，目前主要依靠國外公司提供的服務，也有嘗試通過合作開發逐步學習自主掌握。但技術創新應用及政府、企業聯合創造的技術與市場生態系統卻非一朝一夕之功。

　　頁巖氣技術的突破發軔于美國，其成功得力于有創造性的企業家群體，也得力于專業懂行的政府，更成于技術創新、密切合作的中小企業網絡。

　　美國的頁巖氣技術創新以及勘探開發主要由中小公司推動，企業家精神的最大程度發揮。據《經濟學人》雜志報道，頁巖氣之所以有今天，企業家喬治·米切爾(GeorgeMitchell)功不可沒，他聚10年之功，費6百萬美元之巨，所有人都說他在浪費時間和金錢，而他堅持下來，改進了液壓碎裂鉆探技術，使得深埋的頁巖氣可以經濟開采，并為業界廣為采用。

　　與此同時，誠如TheMartecGroup投資管理咨詢有限公司能源電力總監曹寅點評，美國能源部(DOE)的角色也至關重要，DOE制作了美國第一份公開頁巖氣資源技術可開采儲量報告，打了全世界第一口水平空氣井，還領導開發了壓裂微震制圖測繪技術。同企業一起開發了多段水力壓裂技術，電磁隨鉆測量技術，定向空氣錘技術等，為企業提供了信息支持，也為行業技術積累創造了條件。

　　技術一旦突破，中小企業承擔風險的能力較強，對市場反應敏捷，很快搶灘頁巖氣的前沿陣地。目前美國有數千家頁巖氣相關技術服務公司，有85%的頁巖氣產量由中小企業生產和創造的。這些油氣類的專業服務公司，規模小相對靈活，門類齊全、專業化程度高，具有強大的技術能力，能自主研發裝備。頁巖氣開采當中的水平鉆井和多段壓裂等工程乃至完成開采后的環境清理，主要就是有這類專業技術服務公司完成的。

　　治理體制亟待理順

　　頁巖氣作為一種非常規天然氣資源，目前我國實行的管理體制有兩個突破：一是批準頁巖氣成為我國第172個礦種，以便采取獨立于傳統油氣資源的管理機制。二是開展了頁巖氣探礦權出讓招標，引入市場機制，對頁巖氣資源管理制度進行創新。但由于現有能源管理體制分散且缺乏協調，加上與傳統油氣資源在礦業權及管理權上的重疊，利益分配和系統銜接將有一系列的挑戰。

　　頁巖氣的治理體制有以下幾個層面：礦權管理體制，投資開發體制，基礎設施建設體制，稅費征收體制，環境監管體制等。未來資源研究所(ResourcesfortheFuture)2011年啟動“頁巖氣的風險和監管”項目，評估和探索頁巖氣監管的最佳實踐。調查31個州，涵蓋頁巖氣開采的全過程，包括場地開發和準備，鉆井和生產，廢水存儲與處理，封井和廢棄，監察和實施，及其它如稅收政策等等。

　　2012年俄亥俄州州長提議征收頁巖氣開采的“壓裂費”，同時降低收入稅稅率。加州大學圣地亞哥分校助理教授張俊杰博士評論說“這是一項非常好的能源環境政策，既內部化了頁巖氣開采與使用造成的環境和健康成本，同時也降低了其它扭曲稅，很有雙重紅利的意思”。對于有頁巖氣藏所在州/地區，這樣的政策用于建立自然資源基金或者社會福利基金，用于該州的自然資本和居民福利進行再投資。

　　把稅費、嚴格的污染處理和環境監管、其他風險的監測、響應等算在內，頁巖氣的綜合成本也將相應上升，需要把這些外部成本內化，才是頁巖氣的真實成本，有利于頁巖氣的持續發展和高效利用。理順治理體制在于明確頁巖氣的利益相關方的利益協調和分配機制，風險分擔機制和應急相應機制，而真正受影響的地方社區也應當享有高于本州居民資源紅利的補償。

　　健康、安全與環境風險如影隨形

　　如果說資源可以通過更好的勘探和普查來完善，技術也可通過合作開發來學習和掌握，而“大規模”開采頁巖氣所造成的健康、安全和環境影響則更為長遠和深廣。水力壓裂技術的環境影響主要有以下幾個重要的方面：對地殼的沖擊造成的小型乃至中型地震;頁巖氣開采對于當地社區人群健康的影響;對地下水的影響。

　　為研究頁巖氣開采誘發的地震，美國國家研究委員會專門發布《能源技術引發潛在地震》報告表明：水力壓裂鉆井過程引發地震的可能性較少，但廢水注射回灌造成的地震可以觀察到，如果再加上碳捕獲與存儲(CCS)，則風險更大。在阿肯薩斯，一些小鎮因為地處地殼斷裂帶，再加之受到附近頁巖氣開采的影響，一年內竟造成了上千次的小型地震。這些地震雖然震級不大，有些甚至感覺不到，但是由此誘發的二次災害卻造成生命財產的損失。

　　2010由喬什·福克斯(JoshFox)指導的紀錄片《頁巖氣之地》(Gasland)調查了頁巖氣開采尤其是水力壓裂技術對當地社區的影響，引發了美國全國性的爭論和關注。根據在迪莫克(Dimock)、賓西法利亞州、科羅拉多州和懷俄明州的實地采訪，這些地方都是頁巖氣開采的熱點地區，當地居民承受了因此帶來的各種病痛，如頭痛、惡心、牲畜生病、井水污染、自來水因富含天然氣著火、神經病痛、甚至腫瘤和腦損傷。

　　開采頁巖氣所賴水力壓裂技術，需要巨量水資源和化學物質而造成污染。目前頁巖氣井水壓裂常用的壓裂液有減阻水壓裂液、纖維壓裂液和清潔壓裂液。以減阻水壓裂液為例，其水和砂組成成分占99%以上，酸、減阻劑、表面活性劑、凝膠劑、防垢劑、抗菌劑、緩蝕劑、支撐劑等添加劑占1%左右。這種液壓流體含近600種化學成分，一口井約需上萬噸水，大部分廢水滲漏或回灌。

　　英國皇家工程院組織評估英國頁巖氣開采的健康、安全和環境影響，發布《英國的頁巖氣開采：水力壓裂技術評估》，頁巖氣開采過程中，地表操作的環境風險是最大的，需要密切監測壓裂延伸的，以及低于含水層下的水力壓裂，最大程度的保護鉆井的完整性，減少對于地下水的影響。頁巖氣的開采包含了鉆井、井上基礎設施建設、釋氣處理、砂巖開采、和重型裝載，需要全過程的風險管理和監管，以防范和應對頁巖氣開采過程中的健康、安全與環境風險。

　　對新能源和氣候政策的影響

　　即使十分安全地進行頁巖氣的開采，從開采到輸運的每一個過程都受到嚴格的控制，沒有人受到環境和健康的影響，頁巖氣的“革命”還可能帶來一個更為長遠和深刻的影響，那就是頁巖氣可能在短期減緩了溫室氣體的排放，卻沒有擺脫甚至加劇了對于化石能源的持續依賴，可能推遲甚至腰斬已經曙光初現的“新能源革命”。

　　天然氣的排放強度是煤炭的二分之一，比石油低30%，而其硫化物和氮氧化物的排放幾乎可以忽略不計，因而被視為“化石能源當中的清潔能源”。在美國，許多電廠煤炭和天然氣作為燃料可以相互替代，頁巖氣的大量開采以及價格下降的優勢，使得天然氣“替代煤”成為可能。加上美國聯邦環境署嚴格的排放監管，使得天然氣發電更有競爭優勢。在美國新規劃的電廠多為天然氣發電。因為頁巖氣大量替代煤，預計2012年美國二氧化碳排放將是20年內最低，相當于1992年的水平。

　　但也有一個好消息，天然氣發電具有調整靈活，反應速度快的特點，因此，在大規模儲能尚不具備商業可行性的條件下，天然氣是低成本整合可變(Variable)的可再生能源的利器。在美國德州、加州等風能資源豐富的地區，天然氣發電已經作為更多吸收可再生能源的調用發電能力。由此可見，頁巖氣更像是一把雙刃劍，它降低了發電的成本，讓可再生能源的競爭力受到挑戰;但同時，它也使得整合新能源的成本降低，使得可再生能源更具競爭力。

　　頁巖氣被稱為“通往低碳能源的橋梁”，意指頁巖氣仍然是一個過渡能源，對岸是可再生能源等清潔能源，而如果頁巖氣造成了新能源發展受損，那可能就稱為無頭之橋(Bridgetonowhere)了。對于中國以煤為主的能源結構，頁巖氣或許提供了一個調整能源結構，減緩排放壓力，整合飛速發展的可變新能源，實現溫室氣體排放控制目標的好的機會窗口，如何利用好頁巖氣的這個特點，相應調整新能源發展戰略，是研究者和政策制定者都需要思考的問題。

　　積極準備防范風險迎接革命

　　頁巖氣革命是一個全球性的能源現象，而頁巖氣的潛力要得到充分發揮和合理利用，還需要我們從信息準備、技術突破、健康監管、系統整合和戰略協同等方面入手，積極準備及防范風險，在與頁巖氣革命握手的同時，鋪就通向低碳未來的道路。