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科技环境

页岩气走俏能源市场

在全球常规能源如石油,天然气逐渐走向枯竭,而其价格又居高不下之际,非常规油气资源在全球能源结构中扮演的角色越来越重要。非常规油气资源包括煤层瓦斯、油砂矿、油页岩、可燃冰、页岩气等。它们在全球的蕴藏量十分丰富,部分已经实现商业开发。在美国,页岩气已经成为与天然气并驾齐驱的能源。中国和欧洲的页岩气储量也相当巨大,但由于种种原因尚未进行正式开采。

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页岩气是天然气的替代品

页岩气究竟是什么东西?

目前,一种非常规能源-页岩气悄然走入市场。页岩气田开采寿命一般可达30~50年,甚至更长。这意味着页岩气有巨大的开发利用价值及发展潜力。但什么是页岩气呢?北京大学石油与天然气研究中心首席科学家关平教授对此做出解释:"页岩是淤泥沉积埋藏及压实后形成的岩石。页岩在沉积时含的大量有机物,是生成石油和天然气的来源。虽然页岩中的石油和天然气在生成之后运移到了砂岩里面,但仍残留了大量的天然气,这被称作页岩气。"

页岩致密的质地给页岩气的开采带来很大的困难,使页岩气的开采成本高于普通天然气。德克萨斯州休斯顿大学学者梅德洛克(Ken Medlock)解释说,上世纪90年代之前的天然气价格很低,开采页岩气从经济上讲不合算。而天然气的价格在进入本世纪后陡然升高,新技术又降低了页岩气的开采成本,这就使页岩气具备了市场竞争能力。

美国开采页岩气的技术方式

美国目前主要应用的开采技术有水平井加多段压裂、清水压裂及同步压裂等。德国波茨坦地质研究所地质学家汉斯-马丁-舒尔茨(Hans-Martin Schulz)介绍了这些技术的原理: "先打竖井,再沿岩层水平方向打井。之后用高压将含有石英颗粒和化学成份的水注入钻孔中。水压给页岩造成了许多小裂隙,而石英颗粒进入孔隙使其不能闭合。被释放出来的页岩气就沿着钻孔到达地表。"

这些页岩气有时很快就能到达地表。但如果页岩过于致密,其到达地表的过程就比较缓慢,有时甚至超过一年。

美国的页岩气储量相当大,约300万亿立方米。页岩气已经占美国天然气市场的6-8%。至2020年,这一比例甚至可以达到20%。

中国:页岩气开采成本较高 难以推广

中国也有相当丰富的页岩气资源。据初步估算,中国的页岩气储量约为150万亿至300万亿立方米左右,与美国大致相当。但中国的页岩气开采还在起步阶段。2009年,页岩气在中国生产的830亿立方米的天然气中仅占了很小的比例。是中国的开采技术不过关吗?北京大学关平教授指出:"从技术上来讲,中国和美国比较接近。但中国目前的天然气价格仍比较低,而开采页岩气需要特殊的技术,成本也就比较高。对企业来说存在着经济效益问题。"

中国国土资源部计划至2020年将中国的页岩气年生产能力提高到150亿-300亿立方米。去年11月美国总统奥巴马访问中国期间,双方领导人签署了《中美关于在页岩气领域开展合作的谅解备忘录》,将页岩气方面的合作提升到国家层面。

欧洲:页岩气开采仍未进入商业化阶段

欧洲的页岩气储量也很可观。据加拿大维多利亚大学1997年的调查,仅欧洲西部的页岩气储量就达到14万亿立方米。但欧洲的页岩气基本上还处在勘探阶段,尚未进行商业性开采。舒尔茨指出了其中的原因:"页岩气在欧洲没有受到重视的原因是欧洲的天然气储量丰富,欧洲人没有开采页岩气的必要。但2008年天然气价格飙升之后,开采页岩气就可能会有利可图。另外欧洲各国的能源消耗量也在不断增加。因此页岩气在欧洲会有很好的前景,而且页岩气是相对洁净的能源。"

的确,生产同样的电力,页岩气产生的二氧化碳比煤碳少40-50%。此外,页岩气还能更好地与太阳能及风能结合,根据天气状况决定电力的产量。当然,与页岩气相配套的基础设施是否健全也是决定页岩气发展的重要因素。

作者:王雪丁

责编:石涛