頁岩氣開採導致的水資源污染能否避免？

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上篇文章已經提到，中國要開採頁岩氣，面臨著水資源不足、污水排量劇增等問題。此外，還存在開採技術人員短缺、基礎設施建設不足等因素。但是，朝著確保能源自給自足目標前進的中國政府，遲早會採取舉全國之力開發頁岩氣的政策。當然，隨著開發，預計也將出現巨大的環境破壞。

水壓致裂使用的水會成為加注時的回流水和生產水，從地表噴出。有研究表明，這些廢液未來可能引發重大的環境污染。

【3.水壓致裂法的水質污染問題】

水壓致裂溶液中含有表面活性劑、防腐劑、鹽酸類（2∼5％濃度）、阻垢劑、殺菌劑、支撐劑（微砂）和挖掘時產生的天然輻射物質（鐳、鈾、鍶）等，藥劑的調配方法和加注頻率等屬於開採商的企業秘密，並不公開。

對於水質污染問題，開採商作出了以下反駁：

1．頁岩層位於地下數千米深處，注水的位置甚至不會漏氣，因此對表層的地下水層完全沒有影響﹔

2．使用的藥劑對環境無害，許多對水質污染的擔憂只是杞人憂天。

而且，美國環境保護署（EPA）也提出了指導標准，要求頁岩開採層與地下水層要相隔1英裡（1.6公裡）以上。

在理論上，加注到地下2000米∼4000米深處的致裂溶液應該影響不到地面，然而，地下存在著大量的斷層和裂縫，致裂溶液透過這些裂縫影響著水源。已有報告表明，由於注水管在地表附近斷裂造成的泄漏、廢液貯槽的泄漏、颶風造成廢液池損壞等原因，已出現了地下水和河流受到污染的情況。

廢液處理難在何處？

水淨化的基本方法首先是分離固體和液體，這一步相當困難。

水壓致裂法之所以得到普及，原本依靠的就是支撐劑，也就是使微砂與水不輕易分離的技術。從致裂溶液注入口到2000米∼6000米深處的配管，為了防止砂水分離，使用了高濃度的膠凝劑、高粘度劑和凝固調節劑，因此處理廢液時使用的分散劑和破乳劑等幾乎起不到作用。由於無法進行沉澱分離，因此蒸發罐方式（利用熱量蒸發水分）是進行最終處理的有效辦法，但這種方式的能源成本高，而且酸性大，容易造成機器腐蝕。

廢液處理方法有以下幾種：（1）排入河流和公共水域﹔（2）運送至公共污水處理廠﹔（3）在枯竭的油井、氣田實施地下注射處理﹔（4）作為水壓致裂用水進行再利用。目前，基本上是採用地下注射法，注射的對象則是廢棄的礦井。

全美每年的地下注射量約為30億噸，Marcellus地區每天注射到地下的廢液多達22萬噸。地面污水坑的廢液泄漏也是一大問題。環境非政府組織甚至斷言，“頁岩氣革命的成功是建立於環境污染之上”。

38起訴訟正在進行

美國賓夕法尼亞州土地信托協會對Marcellus地區43個開採點進行調查的結果（2010年報告）顯示，違法情況共有1435件，其中，嚴重影響環境的違法行為有952件。

關於水壓致裂引發的環境污染問題，全美共有38起訴訟正在進行。訴訟數量最多的賓夕法尼亞州為12起，德克薩斯州為8起，之后依次是路易斯安那州、西弗吉尼亞州。水壓致裂引發環境污染的訴訟遍布全美各地，互聯網上登載了大量的具體事例，例如“水管裡流出黃色的水”、“水龍頭噴火”等。今后，保護水環境估計會成為“頁岩氣革命”的決定因素。

水壓致裂法使用大量的水資源，因此，把廢液作為水壓致裂用水進行再利用是最理想的方式，然而，這種方式面臨著諸多的課題。

去除懸浮固體

去除結垢產物

去除鹽分

去除微生物殺菌劑

去除挖掘坑井時產生的天然輻射物質（鍶、鐳等）

能夠應用於解決以上課題的處理技術有廢液蒸餾法、膜分離法、臭氧注射膜處理法、化學藥品處理等。而日本在此類水處理技術方面領先全球。

【4.頁岩氣革命將給日本企業帶來哪些商機？】

頁岩氣革命雖然發起於美國，但今后，隨著全世界都開採頁岩氣，大量的相關業務也將應運而生。那麼，日本企業從中能夠獲得哪些與頁岩氣相關的業務呢？大型貿易公司如今正在積極購買頁岩氣田的權益及涉足液化氣業務。

最值得期待的當屬與LNG（Liquid Natural Gas）、CNG（Compressed Natural Gas）運輸相關的業務。

在LNG船、LNG油罐車、LNG壓縮機和LNG泵等領域，川崎重工業公司、三菱重工業公司、荏原制作所公司等企業實力雄厚。而日揮公司、千代田化工建設公司、IHI公司、三菱重工、明星工業公司、東洋火熱工業公司、石井鐵工所公司等企業則在天然氣液化、接收設備方面具有優勢。

此外，在以頁岩氣為原料制造化工產品方面有三菱化學公司，在尿素制造成套設備方面有IHI、千代田化工建設、東洋工程公司備受關注。在頁岩氣開採現場，機動靈活的建筑機械大都出自小鬆制作所公司、日立建機公司。關於這些，不少媒體都有報道，筆者不再贅述。

期待企業經營者做出英明決斷

【5.日本水處理相關企業的商機何在？】

就在頁岩氣革命向全世界擴大的背后，水質污染也在逐漸加劇。長此以往，必將給未來埋下嚴重的禍根。

在率先著手開發的美國，聯邦政府終於行動了起來，能源部和各州政府相互協調，開始著手制定“為進行受國民信賴的頁岩氣開發和生產活動而減少環境負荷的指導方針”。這正是日本水處理企業亮相的好時機，而現如今，日資企業卻幾乎沒有任何表現。

日本企業擁有領先全球的水處理單元技術（蒸餾、膜處理、藥品處理）和裝置小型封裝化能力，但是，由於擺脫不了在日本國內市場上的消耗戰，這些企業沒有針對日益擴大的海外水市場制定發展戰略。因此，在頁岩氣相關市場上的表現也不盡如人意。

據Lux Research調查，北美頁岩氣相關水市場的規模約為90億美元。筆者帶著教條、偏見與期待，為水相關企業涉足頁岩氣相關領域提供幾個建議。

隻要能緊緊抓住這場在全世界掀起的頁岩氣革命，日本企業就能獲得巨大的商機。希望各位企業經營者能夠作出英明地決斷。（日經能源環境網 供稿）