法律框架下页岩气资源与水资源的关系

王芳妮

摘要：巴黎协议，各国达成一致共识，减排是全球一致的目标。中国已经做出承诺，而“十三五”期间，我国能源体系围绕低碳、循环、清洁、高效的方式发展。页岩气作为一种低碳，清洁能源，是中国能源转型的纽带，自然倍受青睐。然而页岩气的勘探开发利用过程中给环境带来的污染也更严重。从页岩气资源和水资源在我国的分布状况及两者在法律框架下的关系出发，如何使页岩气的开发利用和水资源能和谐、可持续发展显得尤为重要。

关键词：页岩气 水资源 水污染 页岩气勘探开发 水资源保护

中图分类号：DF46 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）04（a）-0131-04

1.我国页岩气资源分布状况

中国富有机质页岩可以分为三类分别为海相富有机质页岩、海陆过渡相与湖沼相煤系富有机质页岩，其主要集中分布在我国华北、东北、长江上游和西南地区。经国土部组织相关单位初步评价，4个大区（上扬子及滇黔桂区、中下扬子及东南区、华北及东北区、西北区）的页岩气地质资源为134万亿立方米，可采资源25万亿立方米。虽然这个数字存在争议而且处于变动之中，但观察所以机构估测的数值看，我国页岩气资源蕴含总量在全球来说都是排名第一的。

2.我国水资源分布状况

首先总体来说我国水资源人均占有量很少。中国水资源总量年平均为2.77万亿立方米，平均径流深度约284mm，为世界平均值的90%，居世界第6位。水资源人均占有量为2200m3，在世界排第110位，被列为世界13个贫水国家之一。其次我国水资源呈现出地区上的分布不均匀，南北水资源分布差异较大。我国长江流域以北地区的水资源量仅为19%，而且季节性缺水现象明显且比较严重。我国南方水资源占有量为80%左右，而北方很多河流都处于枯竭状况，虽然南水北调工程已经进行了很多年，但面对北方水资源匮乏的局面还是没有全面改观，南北水资源差异仍然很大。

3.我国页岩气资源与水资源的关系

页岩气的开发利用应该走可持续发展道路，经济发展和环境保护一起抓，页岩气的开发利用和水资源的保护是相互制约，相互影响的关系。开发页岩气能调整能源结构，带动经济发展，可以为保护水资源提高物质保障，但是页岩气的开发利用会给环境带来灾难，给水资源带来污染。

3.1水资源对页岩气资源的作用

水资源是页岩气资源勘探开发利用时必不可少的、最重要的因素之一。页岩气勘探开发利用中水力压裂技术是最核心的技术，就是在地下几千米深处打入页岩气井管并将由数千吨的水、沙子和化学物质混合而成的压裂液由井管注入，使得岩石在高压下分裂，岩石缝隙被压裂液裂解开，为了能使天然气从岩石中导出，岩石必须保持张开状态，砂石留在岩石缝隙以保持此状态，以完成将页岩气导向气井表面的工作。这种技术需要大量水资源做后盾，水贯穿于页岩气勘探开发利用的始终，钻井阶段，钻井液的主要成分是水；压裂阶段，压裂液的98%以上是水。据美国能源署统计，在钻井过程中，每口井要用758～1516万升水。我国页岩气资源含量丰富区域正好处在水资源的匮乏区，而页岩气勘探开发需要使用大量的水资源。如此以来北方短缺的水资源成了页岩气勘探开发利用的瓶颈，页岩气的开发利用给匮乏的水资源带来更的压力。

3.2页岩气资源对水资源的影响

我国页岩气资源富饶区恰好处在水资源匮乏区或者是人口密集区，页岩气资源的勘探开发对水资源的依赖会对水资源造成严重的浪费及水环境的破坏。第一，水力压裂技术中用到的压裂液的绝大部分由水组成，而这些地区正好是缺水区，若要顺利地进行页岩气资源的勘探开采则必须将水资源短缺这个障碍解决了而且还必须做好運行前、运行中和完井后对水环境的保护工作。第二，压裂液不是只用水资源就能完成任务的，其中还必须有一定量的化学物质和添加剂，据估计页岩气每口井使用5万升之多的添加剂。添加剂中的减阻剂、杀虫剂和酸性物质，包含有机污染物、重金属和辐射物质，美国能源部对压裂液的水样进行抽样调查，发现里面含有750种化学物质。这些化学物质如果污染饮用水会对人体健康和生物多样性造成损害，而且对环境造成污染。第三，页岩气的主要成分是甲烷，如果勘探开采技术不当或者管理不善就会造成甲烷泄露，同时废弃的页岩气井处理不当也会出现甲烷泄露的情况。甲烷泄露会对饮用水造成污染，美国曾经就发生过居民用水时甲烷引起爆炸的事件发生，因此，防止甲烷泄露是页岩气勘探开发时另一个需高度重视的水资源污染问题。第四，回流水（压裂液和地层水的统称）引起的水污染，回流水含有很多污染物。污染物质将会渗透到供水系统并污染饮用水，剩余残留在地下的压裂液则会继续污染土壤和地下水。在页岩气勘探开发利用形成规模之前，应该完善相应的立法或者出台相应的政策以规制页岩气开发利用对环境带来的影响。

4.法律框架下页岩气资源与水资源的关系

在能源转型时期，各种资源应该实现可持续、协调发展，不可顾此失彼。在开发利用页岩气资源的时候必须考虑水资源的充足度和受污染程度，对两种进行详细考量之后做出合理利用，使其平衡发展。页岩气是一种新兴能源，从被列为一种独立矿种单独勘探开发其历史很短，而法律具有滞后性，目前我国针对页岩气这种新型能源方面还没有专门的法律进行规制。但一部法律不是孤立的，而是相互联系的，可以使用相关法律暂时进行规制。我国页岩气勘探开发与水资源有关的现有法律主要有水资源基本法《水法》、与水污染有关的法《水污染防治法》《水污染防治法实施细则》和《引用水资源保护区污染防治管理规定》，《环境保护法》中也有涉及。简单罗列如下：

《水法》第六条适用于页岩气的勘探开发，国家允许使用水资源但同时也要求开发者履行对水资源的保护义务。《水法》第51条是对水资源的循环利用的规定，页岩气勘探开发需要大量的水资源而且我国人均水资源匮乏，使用先进的技术设备既有利于提高生产效率也要有利于降低成本和环境污染，可谓一举两得。

新《环境保护法》第四十条规定企业应使用高效清洁的工艺设备，减少污染物的产生。页岩气勘探开发者应该采用对环境危害最低的技术开发利用页岩气，面对水资源短缺的情况，应该循环利用水资源，然后对废水和污染物做好無害处理工作，否则要承担法律后果。

《水污染防治法》第三十和三十五条是禁止污染水资源的规定，第四十和四十二条规定企业应该用清洁、高效和污染较少的技术设备，对严重污染水环境的技术设备应该采取淘汰措施，以减少对水资源的浪费和污染。

《水污染防治法实施细则》第三十六条是对页岩气的生产过程中矿井、矿坑进行分层止水和封孔，当回流水中含有有毒有害废水时，应当采取有效措施以防止污染水资源。第三十三条其中的一款是为了保障居民饮用水的安全做出的规定。

以上条款是规范页岩气开发利用和水资源保护关系的最重要的几个条款，在规制页岩气开发利用对环境特别是水资源保护方面，仅仅靠这些相关条款无法达到应有的效果，还应该结合相关的配套措施方能使页岩气的勘探开采利用更符合可持续发展的理念。

5.完善相应配套措施的建议

从我国页岩气资源和水资源的分布及两者的关系可以看出水资源制约页岩气的勘探开发利用，而页岩气的开发利用反过来会影响水资源的安全，笔者认为应该目前可以从如何以有限的水资源开发利用页岩气和如何减少甚至避免水资源的污染出发制定相应的配套措施，以使两者能够协调统一而非相互矛盾。

5.1节约水资源

开发利用页岩气，水资源是最关键的因素，没有丰富的水资源做后盾，页岩气资源的开发利用就如履薄冰，很难进行，即使能完整勘探开采也会使成本增加很多。因此，必须在寻求研发适合中国自己的页岩气开发利用技术之外需要加强水资源管理，以更少的水资源投入产出更多的页岩气资源，提高水资源的利用率。

5.1.1鼓励使用水资源替代品

目前开发页岩气资源所用的技术比较有限而且对水资源的依赖程度较高，水资源短缺和页岩气开发的迫切需求，亟需我国研发适合自身特征的页岩气开发技术，除此之外可以用节约用水型的资源来代替水资源。我国《水法》第八条规定国家厉行节约用水，页岩气勘探开发利用整个流程都需要水资源的支撑，包括勘探、钻井、压裂和对设备的冲刷清洗，对于压裂阶段，有专家已经提出可以使用替代水资源来完成压裂任务，中国资深油气专家张抗认为除水之外，压裂液也可以用临界二氧化碳压裂、氮气压裂、二氧化碳泡沫压裂，这些技术都已经过实验并获得了成功，虽然其经济成本仍然较高。目前处于页岩气资源勘探开发的初级阶段，基本上都是高成本期，但若形成一定规模，边际成本就会降下来。此处的成本应该是单位经济成本，如果页岩气开发利用规模足够大，那么规模效益就会提高，规模成本就会降低，节约水资源的目的也会实现。

5.1.2长江以北地方建大型储水池

《水法》第二十四条规定对长江以北缺水地区水资源短缺问题的解答提高了方向。水资源对于我国北方（长江以北）来说是稀缺资源，而且呈现出季节性缺水的特征，农民基本是“靠天吃饭”。此处的“靠天吃饭”不仅仅是靠雨水种植农作物，有的严重缺水的山区，居民的饮用水也是靠收集雨水到井里作为储备的引用水资源，比如甘肃省的定西市的部分地方就是如此。近年来全球气候变暖，各地自然灾害频发，气候变得难以预测，“北涝南旱”的情形日益突出，北方反倒雨水天比以前多了，甚至会有洪涝发生。如此可以在长江以北建些大型储水池，收集和存储雨水以做备用，这种做法符合法律要求也响应了国家号召，这种水资源不仅仅可以使用于页岩气的开发利用也可用于农作物灌溉、工业用水，经过加工处理还可以作为饮用水等。“哪里有需求，哪里就有市场”，页岩气资源的勘探开采利用对水资源的需求很大，而且页岩气资源的分别比较集中，并非北方每个省市、村庄都有，但大型储水池可以在每个有需求、有条件、有意愿的地方都建造。这样就可以在需水项目和有水地区之间形成交易，当某个地方有多余储备的水资源则可以与需要用水的页岩气开发企业进行交易，既可以满足或者说是缓解需水方的用水需求，而另一方可以从中获利，提供经济水平，随着时间的酝酿，人们也会形成水资源来之不易和节约用水的思想和习惯。

5.1.3循环利用水资源

压裂液所需的水并非一定得如居民使用的饮用水一样纯净，我国《水法》第51条规定企业应该提高水资源的重复利用率，在页岩气勘探开发利用中对使用过的废水进行处理加工后再循环利用不失为一种比较好的环保方式。水资源处于地下位置越深，水资源的含盐度越高，因此，饮用水都是在地下300m之上打井取之，300m以下的水既不能引用又不能用来灌溉。在压裂液首次利用完毕的那一刻，立刻进行适度的脱盐处理，根据处理后水的化学物质的多少再决定将其用途，比如再次用于压裂液的成分或者用来绿化等。再循环用于钻井废水，有效地凝聚钻井废水，实现化学氧化处理，这样既达到了开采中水回用标准，也达到了通过先进的脱盐处理的排放要求。这样既可以避免页岩气勘探开发利用中废水对环境造成污染，又能缓解水资源短缺的问题。

5.2防治水资源污染

5.2.1进行环境影响评价

页岩气的勘探开发利用需坚持可持续发展道路，坚持能源勘探开发利用与水资源及环境保护同时进行，同等重要的理念。当环境被破坏后再进行修复就会事倍功半而且难度也大，应该事前防范。《环境保护法》第19条是针对的目标是某个具体的项目，若能对页岩气勘探开发所用的技术特别是水力压裂技术也进行环境影响评价就可防患于未然，对环境影响报告书也无法容忍的技术，就不能允许页岩气开发者使用。

5.2.2鼓励建立水处理公司

新《环境保护法》第四十条规定企业应当对污染物进行无害化处理，减少污染物的产生。页岩气开发过程所使用的水资源有20%左右的废水排到地表，其中包括压裂液、地层水和回流水中化学成分，如果对此不进行处理将会对水资源造成严重甚至致命损害。美国的页岩气开发相对较早，在水处理方面也是比较值得借鉴的，已经有水处理市场进行水污染的处理。我国在这方面可以借鉴美国，鼓励水处理公司的设立，从事专门的废水及污水处理进而达到水资源的循环利用和减少环境污染。