减少页岩气生产中的五个关键点的污染——策略与机构反应

尽管公众和政府对参与页岩气生产是否明智仍存在争论,美国已经在持续推进页岩气开发,随之而来的是天然气产量的迅猛提高。页岩气的开发并非一帆风顺,并且一些国家已经决定在对其可能造成的健康问题和环境危害有进一步了解之前暂停相关开采活动。根据美国的经验,对5个页岩气开采关键点的充分考量可以为减少污染物排放的开发策略提供基础,这五个关键点包括:①下套管与固井;②废水处理;③通风与燃烧;④气体排放设备;以及⑤地震活动。

1 引言

随着世界各国不断开采页岩气,真正的问题是政府是否正在采取充分的防范措施来防止其对现在和未来人口的危害。但是早期开发者的经验表明,在页岩气开采过程中的五个关键点可以进行监控以使其对环境和健康的危害降到最低。
通过对这些关键点的识别,政府机构能够制定应对水力压裂中有毒化学物质使用以及有害污染物排放的策略。这些机构反应能够让政府为人民和环境提供保护而使其免受页岩气开发所致的极端污染所害。

2 五个关键点的例证

2.1 下套管与固井

研究发现气体运移发生在固井工作结束之后,泥浆转换为固体胶结的过程中。除此以外,下套管与固井处理不当还会使得气体运移到饮用水供给层中。由此得出的结论是,对需要下套管与固井的井眼进行更强有力的监管以便能够减少污染问题的发生。

2.2 废水处理

与污染行为有关的是在水力压裂中使用的化学合成物的保密性。在美国,由于页岩气开发造成了污染物排放、溢出以及事故,钻井公司可能需要在采取更合适的预防措施上投入更多资金来避免事故和危害的发生。与此同时,政府可以采取更多措施来应对污染事件造成的损害。

2.3 通风与燃烧

2012年美国制定了新的联邦排放标准来限制一些页岩气井的气体排放。这些规则有助于使完井过程中的通风气体最小化并减少气体排放。然而,这些规则只适用于新的页岩气井以及重复压裂井的某些活动。未经修理的重复压裂井可能会继续释放空气污染物。
据估计有一半的新油井同时也会生产可能被燃烧或者排放的气体。通风以及燃烧产生的大量气体排放仍旧是很大的问题,这要求政府应该寻找更为有效的方法来阻止这些污染物。

2.4 气体排放设备

现有研究分析了页岩气井气体排放的存在,推断页岩气井将人们置于空气污染的伤害中。美国联邦监管机构明确列出来源执行标准,通过要求在标准情况下使用能减少排放的完井技术,即“绿色完井”在完井过程中限制挥发性有机化合物的排放,但是还需要对人类健康采取更多的保护。

2.5 地震活动

在开发井的过程中,灌注液体改变了断层周围的应力条件,可能诱发断层滑移而引起地震。对井址进行认真选择、监控并且降低开采率能够帮助缓解问题。在一些情况下,可取的做法是削减城市附近井的开采使其免受地震活动影响。

3 讨论与潜在反应

从众多污染物排放情况中识别5个关键点能够使当地政策制定者采取针对减少污染物排放的策略来应对绝对污染问题。对每个关键点而言,都确定了两种或者更多策略来对污染物的不必要排放作出回应并且提出机构反应来帮助政府完成其保护人民和环境的责任(表1~表4)。

表1 降低套管与固井中的排放的策略

表2 减少废水处理时排放的策略

表3 降低通风和燃烧排放的策略

表4 降低其余关键点排放的策略

4 结论与政策启示

由于页岩气开发会对健康和环境造成危害,这就要求政府制定监管策略。尽管美国所发生的情况可能不能作为验证其他国家页岩气政策执行的准确参考,但却是这些国家制定适应性政策的学习源泉。
对美国页岩气资源开发的回顾显示,政府可能无法提供有效的监督或者实行监管措施来保护人类健康。通过直接对5个关键点中每个所涉及的问题投入更多的努力,政府和业界可以减少一些页岩气开发引起的重大的消极外部因素。业界和政府应该携手努力,向公众证明在开发页岩气的同时能够保护公众健康和环境安全并彼此受益。针对页岩气开发的5个关键点所建议的机构响应策略为政府机构采取安全措施以便将污染物降低至与其他工业活动相同的水平提供了方法。

资料来源:Terence J. Centner. Reducing pollution at five critical points of shale gas production: Strategies and institutional responses. Energy Policy,2016,94:40–46.

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