英美页岩气开发模式对比及其对中国的启示
导读
英美两国页岩气开发模式的共性是都重视国家政策扶持，最大差异在于英国始终将环境安全放在首位，能源供给安全必须以不损害环境安全为前提，美国则通过持续的技术创新和宽松的环境监管始终将保障页岩气增产放在首位。中国应理性学习英美两国的经验，在今后的页岩气开发中既坚持国家政策扶持，同时也要加大技术创新和环境监管力度，真正走出一条创新、绿色的页岩气开发之路。
本文引用信息：郭关玉,戴修殿. 英美页岩气开发模式对比及其对中国的启示[J].中国国土资源经济,2017（05）:31-36.
开发页岩气既是增加我国能源总量供给、保障能源供应安全的重要措施，也是优化能源结构、实现“十三五”规划中“建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系”的重要着力点。2005年以来我国的页岩气开发已取得较大进步，但总体看来仍处于起步阶段，还存在着核心技术缺失、环境保护有待加强等突出问题。探寻适合中国国情的页岩气开发模式迫在眉睫。美国是世界上首个成功实现页岩气革命的国家，在其长期的页岩气开发过程中，形成了能源供给安全优先的开发模式。英国同中国一样，是页岩气开发大军中的后来者。但其在开发页岩气过程中，并没有以美国经验为蓝本，而是始终将环境安全放在首位。本文拟对英美两国的页岩气开发模式进行较全面的介绍和比较，以期为探寻适合中国国情的页岩气开发模式提供借鉴。
1875年，英国在基默里奇（Kimmeridge）的一次钻井活动中，无意中发现了页岩气。但由于当时英国拥有较丰富的常规能源，且开发页岩气的成本较高，英国政界和商界在随后的一个多世纪里都没有对页岩气开发予以足够重视。直到进入21世纪，英国政府才开始大力推进页岩气开发。
英国政府态度的转变，主要是为了维护能源供给安全和促进经济复苏。英国一直是一个以天然气消费为主的国家。20世纪90年代以来，在北海天然气产量逐年下降的情况下，寻找新的天然气来源成为英国的当务之急。英国的页岩气储量丰富，约有1300～1700 万亿立方英尺，是理想的天然气新来源。“如果开发出预估储量的10%，就够英国使用50年。”与此同时，开发页岩气也是促进经济复苏的有效手段。2008－2009年的国际金融危机严重影响到了英国。2010年，英国政府仍处于第二次世界大战以来最严重的财政赤字之中，1/4的花费需要借款。开发页岩气，可有效促进投资并增加就业。据英国能源与气候变化部估计，开发页岩气每年可吸引37亿英镑的投资，提供74,000个工作岗位。
正是基于以上原因，英国政府采取了多项措施来加快推动页岩气开发。其一，加大财税政策刺激。2013年英国财政部宣布，将页岩气开发收益税率由62%大幅下调至30%，以调动开发商的积极性。为调动地方政府的积极性，英国财政部又宣布压裂钻井所在社区可在勘探阶段按每口井10万英镑的比例获得补贴。如果开发成功，钻井所在社区还能再获得至少1%的开发总收益。2014年1月，英国政府再次宣布英格兰地方政府可获得对页岩气开采点征收的全部税收。其二，简化页岩气的审批流程。2015年8月，英国政府宣布地方政府拥有页岩气开采审批权，可直接批准或拒绝页岩气开采。其三，包括前首相卡梅伦在内的多位英国政要公开呼吁欧盟放开对水力压裂法的限制，为页岩气开发扫清障碍。
尽管英国政府力促页岩气开发，但其始终坚持以环境安全为前提。这集中体现在以下三个方面。
1.1 严格的准入条件
英国政府规定，开发商进行页岩气开发，必须同时获得勘探生产许可证和钻井许可证。首先，开发商需要从能源与气候部获得勘探生产许可证。1995年颁布的《碳氢化合物许可指令》第3条规定，只有拥有专业技术、严格依照许可证进行经营且没有不良记录的申请者才能获得此证。
在取得勘探生产许可证后，开发商还需要经过“走四步拿四证”的严格程序才能获得钻井许可证。第一步，开发商需与土地所有者协商取得土地使用证。第二步，开发商根据2010年颁布的《环境许可法规》从环境局获得环境许可证并从当地矿物规划局获得钻井建筑许可证。第三步，在正式钻井前的21天，开发商需将钻井目标上报给健康与安全部，并聘请独立检查机构对钻井计划进行全面检查。只有检查通过者，才能进入到下一阶段的申请工作。第四步，开发商从环境局获得水资源利用和废水处理许可证。只有以上四个环节均通过的开发商，才能获得钻井许可证。（图1）
图1 英国页岩气开发许可证获取流程图
1.2 严格的环保法律法规
英国的页岩气开发受到严格的环保法律法规监管。为了保护页岩气开发过程中最易受到污染的水资源，英国法律对抽取地下水、钻井、压裂液的配方以及返排液的处理都进行了严格的规定。
首先，1991年颁布的《水资源法》第24条对地下水抽取做出了严格规定：任何人均不得从水源地抽水；除非有环境局颁发的许可证，禁止任何从地层抽取水资源的钻井、凿洞和其他工作；禁止任何需要经过钻井、凿洞和其他工作获得额外水资源的机械和仪器的安装、维修。为防止废弃矿井对水资源造成污染，该法第91条还规定：开发商在矿井废弃前6个月，必须告知环境局，并附上开发商对废弃矿井的处理意见。如果开发商违反规定，将受到罚款或起诉的惩罚。
其次，《海上设施和矿井（设计与施工等）法规》对钻井的各个流程均予以了详细规定，以防止矿井泄露对水资源造成污染。该法第四部分规定，所有钻井的设计、维修、建设、装备、运营、停工或废弃都要“合理可行，以确保矿井没有液体渗漏”“不对人的安全和健康造成任何损害”。
第三，为防止返排液对水资源造成污染，英国政府规定开发商必须从环境局获得废物管理计划许可证并遵照欧盟2006年颁布的《关于采掘行业的废物管理规定》。按照该规定，页岩气开发商必须遵照可持续发展原则，采取一切必要措施最大限度地防止或减少返排液对环境和人体健康造成负面影响。为此，开发商需要拟订减少、处理返排液的详细计划，计划内容应包括返排液处理设备的分类、返排液的特征、返排液对环境和人体健康的潜在负面影响、防止返排液恶化的措施以及返排液处理设施对土地的影响等。
1.3 严格的风险防范和监管
为确保页岩气开发过程中不出现或少出现环境污染事故，英国政府采取了严格的风险防范和监管措施。
为预防页岩气开发诱发地震，英国政府对矿物规划局、地质调查局和开发商的职责均予以了明确规定。首先，矿物规划局应与地质调查局进行积极协商，提出避免诱发性地震的建议。其次，地质调查局应与矿物规划局一起，监控地震信号灯的使用情况。第三，开发商应严格做到以下四个基本环节：①在钻井前通过一切可以获得的资料信息对即将钻井的地方断层进行评估；②在钻井过程中尽量少地使用压裂液；③在压裂过程中和压裂结束之后都必须监测地震活动；④在压裂过程中严格按照地震信号灯指示进行操作（详见表1）。
表1 地震信号灯颜色和生产活动表
此外，为确保开发商安全钻井，健康与安全部可以随时对钻井开发商进行检查，并有权对开发商的违规操作采取强制措施，直至其改正错误。与此同时，环境局也密切监控钻井活动对周边环境的影响。一旦发现开发商违规操作，就有权命令开发商停止施工并修复对环境造成的损害。
总之，尽管英国政府渴望快速开发页岩气，并出台了系列措施促进页岩气开发，但其始终坚持环境安全优先原则。这不仅体现在严格的页岩气开发准入标准上，也体现在严格的环保法监管和风险防范上。
早在1821年美国就发现了页岩气。但由于技术的限制和利润微薄，美国政府直到20世纪70年代才开始大力推动页岩气开发。1970年美国国内的石油产量达到峰值，而恰逢70年代又爆发了两次世界石油危机，这使“能源问题瞬间成为美国国家安全事务的核心问题”。增加能源本土供给、减少能源对外依赖、优化能源结构成为美国能源战略的核心目标。正是在此背景下，美国政府开始高度重视页岩气开发，并走出了一条以保障增速为中心的页岩气开发之路。
2.1 持续的财税政策扶持
据不完全统计，20世纪70年代以来，美国先后共通过了五个法案来促进页岩气开发。这些法案或废除页岩气的价格控制，或实行税收减免，或予以开发补贴，其最终目的都是通过扩大开发商的盈利来提升其开发页岩气的积极性。（详见表2）
表2 美国促进页岩气开发的相关法律
2.2 不断推进的技术研发
页岩气主要存在于封闭的、低渗透性的页岩层中，必须通过水力压裂法和水平钻井等专业技术才能实现规模化量产。美国国家石油委员会甚至将页岩气定义为：“除非钻井使用大量水力压裂技术处理，使用水平井筒，或者使用多个井筒……否则不能以经济流量比例或者以经济体积生产的天然气”。多年来，美国一直非常重视页岩气开发的相关技术研究。1976年美国能源部专门投入2亿美元设立东部页岩气项目，加强与页岩气相关的地质学、地质化学和油气工程研究，以提高美国东部地区的页岩气产量。1977年，美国成立了天然气研究院，以加强对包括页岩气在内的天然气技术研究。20世纪90年代末，美国又成立国家能源技术实验室，加强对天然气管道的研究。2004年美国《能源法案》规定未来10年内每年投入4500万美元用于非常规天然气研究。不断推进的技术研发，终于结出硕果。在1991至2007年期间，美国先后成功地将定向钻井技术、微地震波压裂成像技术、水平钻井技术、水力压裂技术、集成钻井技术运用到页岩气开发中，为实现页岩气的规模化量产提供了坚实的技术支撑。
2.3 宽松的市场准入制度
为了在短时间内实现页岩气产量的大幅提升，美国政府实行宽松的市场准入制度，对投资者的资质、规模和能力均不设任何准入限制。据统计，美国共有8000多家公司参与页岩气开发，而其中7900多家是中小油气公司、油田服务类公司或设备供应商。宽松的市场准入制度固然可以让更多的开发商参与页岩气开发，在较短时间内实现页岩气产量上的突破，但也因缺乏统一的最低行业标准，页岩气开发行业内难免出现良莠不齐的混乱现象。
2.4 宽松的环保法律法规监管
美国貌似拥有众多的环保法来监管页岩气开发，但在实际执行过程中，美国政府常将页岩气开发豁免于相关环保法的监管之外。如因压裂液中包含大量污染水源的化学物质，依照美国的《安全饮用水法》，水力压裂应列入地下灌注，接受环保署的严格监管。而水力压裂一旦受到监管，将使“美国一半以上的油井、1/3以上的天然气井关闭，美国天然气年产量将因此减少2450亿立方英尺（约合69.38亿立方米）”。为保证页岩气的高速增长，美国政府至今仍将水力压裂排除在地下灌注监管之外。再如按照美国的《资源保护和恢复法》，页岩气开发过程中产生的包含大量盐和放射性物质的返排液应属于危险废弃物接受监管。而一旦返排液被列为危险废弃物，“页岩气生产商处理这些废物将可能花去数十亿美元，平均每口井将多花10万美元以上的废物处理费”。为了减小生产商的生产成本，维持页岩气的高速增长，美国环保署至今仍将返排液排除在危险废弃物之外。
很明显，在能源供给安全和环境安全中，美国始终将能源供给安全放在第一位。这不仅体现在财税政策扶持、大力科技攻关和宽松的市场准入上，更体现在多部环保法的人为“失效”上。美国不重视环保的做法，已经导致了较严重的环境污染。据报道，宾夕法尼亚和怀俄明州的饮用水都曾受到压裂液的污染；马塞勒斯页岩气田的1944口井就有1218项违规，出现废水溢出问题。纽约市环境保护部警告：水力压裂对城市饮用水供应的累积影响已经造成“灾难性后果”。此外，美国部分地区的地震频率也大幅增加。如在页岩气开采之前奥克拉荷马州的地震频率约为2～6次/年，而在页岩气开采之后，该地区的地震频率在2010年已经猛增到1,047次。更为严重的是，有些页岩气开发事故已经直接对居民健康造成重大影响。如2010年7月休斯顿的一次页岩气井喷就使当地65%的居民体内检测出甲苯，53%的人体内检测出二甲苯。
英美两国页岩气开发模式的共性是都重视国家政策扶持，最大差异在于英国始终将环境安全放在首位，能源供给安全必须以不损害环境安全为前提，美国则通过持续的技术创新和宽松的环境监管始终将保障页岩气增产放在首位。中国的页岩气开发，必须秉持理性和开放的态度，真正做到吸他国之长，避他国之短。
3.1 中国必须继续从财税政策方面对页岩气开发予以扶持
较之于常规天然气，页岩气具有开发难度大、开发成本高、投资风险大、投资回报慢等不利于开发的特点。如果没有国家财税政策的大力扶持，将很难吸引企业从事开发工作。这正是英美两国都从财税政策上大力扶持页岩气开发的主要原因。中国在推进页岩气开发过程中，也必须给予财税政策扶持。2012年11月，财政部和国家能源局印发了《关于出台页岩气开发利用补贴政策的通知》，规定在2012－2015年对页岩气开采企业按0.4元/立方米标准给予补贴。2013年10月国家能源局出台《页岩气产业政策》，对页岩气开采企业减免矿产资源补偿费和矿业权使用费。
以上价格补贴和税收减免政策无疑对我国的页岩气开发起到了积极促进作用。今后较长一个时期，我国仍要继续坚持对页岩气开发予以扶持。我国的页岩气资源广泛分布于南方地区、华北地区和新疆塔里木盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地和松辽盆地等，可采资源量达到25万亿立方米，甚至超过常规天然气资源。但当前我国的页岩气开发仅集中于中石化的涪陵区块和重庆南川区块，中石油的长宁区块和滇黔北昭通区块以及延长石油集团的鄂尔多斯盆地页岩气产区。可见，我国的页岩气开发离实现大规模量产还有很长的路要走。其次，受制于全球经济复苏困难和能源地缘政治,近几年全球油价持续低迷。这使与常规油气资源相比本就不具备成本优势的页岩气在勘探、开发和资本投入各方面都进入收缩期。我国的页岩气开发也明显受到影响。2014年6月，第二轮招标的十九个页岩气区块中标者之投入远未达其承诺，某些原本准备参与第三轮页岩气区块招标的‘磨拳擦掌’者亦快步后撤或原地踏步。……中国页岩气项目整体降温。如果国家不继续从财税政策方面予以扶持，中国的页岩气开发很可能进入到低速或停滞时期。而从长远来看，全球油价回升是必然趋势。因此，中国的明智选择是充分利用油价低迷这一难得机遇，坚定不移地推动能源生产和消费革命。开发页岩气是能源生产和消费革命的重要组成部分，因而国家必须继续予以财税方面的扶持，通过维持相关企业的盈利空间和积极性促进整个行业的稳定发展。
也正是因为如此，2015年4月，财政部和国家能源局印发《关于页岩气开发利用财政补贴政策的通知》，规定对页岩气开采企业继续实行直接补贴。2016年至2018年的补贴标准为0.3元/立方米，2019－2020年的补贴标准为0.2元/立方米。除直接补贴外，国家还应按照2013年颁布的《页岩气产业政策》继续研究出台资源税、增值税和所得税等税收激励政策。此外，国家还应将优惠政策扩展到页岩气运输管网建设方面。当前，我国油气管网存在着覆盖程度低和大面积垄断问题，“极大地阻碍了页岩气的运输”。在过去几年中，中石化开采的页岩气主要供于当地燃气集团，中石油开采的页岩气一部分供当地居民使用，一部分输往已经建好的油气管网，而缺少管道系统支持的延长石油集团只能将所开采的页岩气直接用于发电。可以预见，若不及时加强管道系统建设，我国页岩气产量提升与管道运输能力有限之间的矛盾会更加突出。因此，国家在鼓励更多企业参与页岩气开采的同时，也必须鼓励更多企业参与页岩气的运输管网建设。
3.2 中国的页岩气开发必须走技术创新之路
作为一种技术驱动型资源，页岩气的大规模开发，须以掌握包括数据收集、地层评价、气藏模拟、大位移水平井钻井、多级水力压裂、地质导向钻井和微地震监测等核心技术为前提。美国页岩气革命率先获得成功，得益于其自20世纪70年代以来不断推进的技术革命。
“十二五”期间，中国加大了页岩气开发科技攻关力度，除成立国家能源页岩气研发（实验）中心外，还设立了“页岩气勘探开发关键技术”“南方古生界页岩气赋存富集机理和资源潜力评价”和“南方海相页岩气高效开发的基础研究”等一批研究项目，以促进页岩气开发相关技术研究。在国家和企业的联合科技攻关下,我国已经基本掌握3500m浅海相页岩气勘探开发主体技术，并研制出了以3000型压裂车为代表的一批具有自主知识产权的装备。
但我国页岩气开发关键技术的突破仍任重道远。当前，我国仍没有掌握埋深超过3500米的深层开发技术。而据估计，中国大约65%以上的页岩埋深都超过了3500米。因此，如果深层开发技术不能得到突破，中国一多半的页岩气就无法开发。与此同时，中国复杂的地形地貌和独特的页岩气形成与富集地质条件都决定中国不能照搬照用他国技术。即便是世界上页岩气技术最为先进的美国，其技术也主要是针对埋深介于1500～3500米的页岩。因此，中国页岩气开发，仍必须以自主科技创新为动力。正因如此，《页岩气发展规划（2016－2020年）》明确指出，我国在“十三五”期间要“紧跟页岩气技术革命新趋势，攻克页岩气储层评价、水平井钻完井、增产改造、气藏工程等勘探开发瓶颈技术，加速现有工程技术的升级换代，有效支撑页岩气产业健康快速发展”。
3.3 中国的页岩气开发必须走绿色开发之路
页岩气开发隐藏的诸如水资源污染、诱发地震等高环境风险已经是行业内共识。美国多地多起页岩气开发引发的环境污染事故表明，只重视能源供给安全的页岩气开发模式已经到了必须做出改变的时刻。从经济效益来看，以牺牲环境为代价来换取页岩气增长是一种得不偿失的行为。因为环境一旦被破坏，“其治理成本将远远超过资源开采的收益”。其次，中国的污染已经发展成为了从大气到水资源和土壤的全覆盖，环境承受能力已经达到极限。因此，中国的页岩气开发决不能重走不重视环境保护的老路，而是应该向英国学习，在每个环节都严把环保关。中国大力倡导绿色发展理念、推进生态文明建设，就是要大幅减少污染，还人民以健康的生活环境。中国要实现的能源安全，必须是供给安全和环境安全的有机统一。任何忽视环境安全的页岩气开发模式都是与我国的环境保护国策和绿色发展理念相悖的。
截至目前，我国仍没有制定专门的页岩气开发法，页岩气开发中的环保法律条文散见于以《中华人民共和国环境保护法》为代表的六部法律中(表3）。页岩气开发中的环境保护是一个系统工程，涉及到生产开发规划和矿区建设、安全生产和安全运输、矿区保护和监督检查等各个环节，而当前的六部法律仅从原则上规定了页岩气开发中废物的存放、地下水的抽取、生态多样性的保护和环境影响评价，针对性和细化度都还远远不够。可见，真正做到页岩气开发过程中环境保护有法可依、有法必依、执法必严、违法必纠，中国还有较长的路要走。加快制定专门的页岩气开发法，已经成为全面依法治国中的一个必须完成的任务。
表3 中国页岩气开发当前主要适用的法律法规
总之，中国应理性学习英美两国经验，在今后的页岩气开发中既坚持国家政策扶持，又同时加大技术创新和环境监管力度，真正走出一条创新、绿色的页岩气开发之路。
作者信息
郭关玉(1974-)，女，湖北省五峰市人，中国地质大学（武汉）马克思主义学院教授，法学博士，主要从事国际关系研究。
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