「水變油」的另類實現：美國頁岩油產量爆炸的同時 用水5年翻了8倍

作為中國民科界的熱點話題，「水變油」終於在大洋彼岸的美國實現了!

眾所周知，特朗普上台後號稱要當全世界的「能源領袖」，底氣就來源於10年前爆發的頁岩革命，將美國的原油天然氣儲量、產量提高了幾個量級。不過，這不是沒有代價的。

據今日發表在《Science Advances》(《Science》的子刊，定位高端)的一篇論文稱，過去幾年裡，水力壓裂技術的快速進步和大規模使用，使頁岩油氣開採變得更加高效。這對化石燃料行業來說是個好消息，因為他們從某一特定的井中，都能獲得比以往任何時候更多的資源，但對淡水行業來說，這是個實實在在的壞消息。

隨著頁岩革命的推進，從2014年開始，全球原油、天然氣市場出現供過於求的苗頭，導致美國油企開始縮減投資，全國新增的壓裂油井數量不斷下降。不過在那之後，一種被稱為「水平鑽井」的新技術出現了。新的技術可以在原來的垂直壓裂井上，以水平方向鑽開，這樣，無需重新打井，油企就能以較低的成本開採新油氣，這種方法極大刺激了油企的增產熱情。

另一方面，所謂「水力壓裂」，就是將油井打開後潮裡面注入包括水在內的液體，利用液體壓力將頁岩壓裂，使裡面的油氣釋放出來。自然，開採行動的增長，導致了用水量大大上升。論文作者文格西(Avner Vengosh)說：「每一口井的用水量都在增加，導致採用水力壓裂地區的總用水量快速上升。

根據他在文中呈現的數據，在美國頁岩油產量增長最快的地區——西德克薩斯的二疊紀盆地，頁岩氣井的用水量從2011年的每英尺350加侖，到2016年的每英尺2335加侖，短短5年間增加770%。幸好，在一些舊的頁岩區，例如賓夕法尼亞和西弗吉尼亞的馬塞勒斯盆地，總用水量基本保持不變，因為這些地方的油氣資源基本開採殆盡，少有新的項目出現。

事實上，這項研究的早期數據來源文格西和其他幾位杜克大學研究院2015年的論文。然而你，本文第一作者、杜克大學研究生康達什(Andrew Kondash)進行後續研究時發現，當地2015-2016年的淡水消耗異常升高。一開始，他還懷疑原始數據有誤，但在反覆調查後，他們確定，數據沒錯，用水量確實在幾年間翻了數倍。

為了弄清楚這一點，康達什調查了全國6個主要頁岩區的用水量數據。他們統計該地區鑽了多少口井，每口井用了多少水，產生了多少廢水，總結出了「水足跡」數據，即淡水的消耗情況，以及攜帶化學物質、沙子甚至是放射性同位素的廢水排出情況。

「研究表明，儘管在全國範圍內(據估計，從汽車製造到採礦業，每天工業總用水量約為1500萬加侖)，水力壓裂的用水九牛一毛。但是在當地，水力壓裂法的大量集中用水，可能會引發水資源供應方面的衝突，尤其是在美國西部等乾旱地區，那裡的水資源供應有限。」

對於二疊紀盆地來說，未來幾年間能獲得多少淡水，是頁岩油行業能否繼續繁榮的決定性因素。「水的使用是開採環節的一部分，無論如何都無法減少，」 康達什說。

當然，從科學發展的規律來看，對淡水的需求可能帶來水力壓裂技術的創新。麥吉爾大學土木工程師瑪麗?康(Mary Kang)表示，近年來，「許多地方的可循環用水量都有所增加」。文格什也認為，未來有可能出現某種創新技術，提高水的循環利用效率。「水力壓裂法會產生大量廢水，然而，目前處理這些廢水最常用的方法，是將其注入廢水深井，而非回收利用。」

這種簡單粗暴的方法只能在短期內迴避問題，在長期內卻是貽害無窮。除了水資源浪費以外，有研究認為，廢水深排和俄克拉何馬州不斷增加的地震有關。

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