内容提要：页岩气是一种清洁能源，具有显著的经济效益。我国制定了《页岩气发展规划（2011-2015年）》，准备大规模开发页岩气。页岩气在勘探、开采、运输、储存和处理阶段可能产生水消耗和水污染等环境损害。作为全球页岩气第一大生产国，美国在页岩气开发进程中暴露出这些环境问题并积累了丰富的法制经验。我国决策部门应借鉴美国的经验教训，坚持资源开发与环境保护并重，制定更新相关环境法规防治或减少页岩气开发造成的环境损害。

关 键 词：页岩气  美国  环境损害  建议   

一、页岩气开发——“新”能源革命

建立在碳氢化合物基础上的传统能源（煤、石油等）本质上属于不可再生资源，普遍存在稀缺和污染环境的问题。近几十年来，随着对能源需求量的日益上升，传统能源的供求矛盾日益突出，加之全球能源分配不均造成了地区间乃至国际上政治冲突日益增强。[1]此外，煤和石油等能源在采集和使用过程中，对周边环境尤其是大气造成污染。煤炭石油消耗过程中排放出大量二氧化碳等温室气体是全球变暖的主要原因，产生含硫和氮的污染物是大气污染的主要来源。[2]

与煤和石油相比，另一传统能源天然气在环境保护方面的优势明显：天然气燃烧后的废物排放大幅度降低。若能以天然气替代煤或石油，将能有效抑制煤的烟尘、煤与石油产品燃烧后排放的二氧化硫所造成的空气污染。然而，常规天然气储量有限，无法完全替代煤和石油。作为一种非常规天然气，页岩气以吸附或游离状态附存于富有机质泥页岩及其夹层中，储量丰富。2000年以来，由于水力压裂（Hydraulic Fracture）、水平钻井等技术的发展，页岩气开发大规模增长，极大地提高了天然气供应量。

北美特别是美国是页岩气开发的最大受益者：2000年，美国页岩气产量仅占天然气总量的1%；而到2011年，页岩气所占的比重已超过30%。根据美国能源信息署（Energy Information Administration）的预测，到2035年，美国46%的天然气供给将来自页岩气。并且，页岩气的持续发展可以有效降低温室气体的排放。[3]页岩气的开发利用除了有助于环境保护之外，其所带来的经济效益亦非常可观：页岩气作为原料和动力，其大规模的开采导致成本的下降，促进美国石化行业和相关下游行业的复苏和增长。据统计预测，在2010至2015年间，页岩气的发展可为美国提供86.9万个就业岗位。[4]由于页岩气的开发对美国经济复苏的积极贡献以及对世界能源格局和地缘政治的深远影响，人们将此称之为“页岩气革命”。

受美国“页岩气革命”的鼓舞，世界主要能源国都加大了对页岩气勘探开发力度。据估算，中国页岩气可采资源量在31万亿立方米，与中国常规天然气可采量相当，居世界首位。页岩气潜在的巨大经济效益和有助于减少碳排放的特性激发了决策部门和油气产业的热情。2012年，国家发改委、财政部、国土资源部、能源局联合发布制定了《页岩气发展规划（2011-2015年）》，提出了到2015年页岩气产量达65亿立方米的目标。

二、页岩气开发的主要环境问题

在我国准备启动大规模开发页岩气之际，我们应充分注意到页岩气开发将出现的环境问题。令人忧虑的是，国内油气业界有人士出于开发热情，片面地否定页岩气可能存在的环境问题，认为“页岩气环境威胁论”是环保人士不了解地质和油气专业而夸大了问题。[5]笔者认为，任何事物都有硬币的两面。决策者应听取各方意见，充分吸取美国开发页岩气过程中暴露的环境教训，未雨绸缪通过完善环境法规与监管预防或减少因页岩气开发将造成的环境损害。

（一）地下水污染

作为一种非常规天然气，页岩气以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中。与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。因此，为使得页岩气能丛储层和盖层中溢出进入采气井，业界普遍采用水力压裂技术：即把水、某些化学制剂及沙子灌入到井中，促使困于页岩内的天然气释放出来。如果不采用水力压裂技术，那么天然气就无法恰当地流向井中，这样开采就会费时昂贵，使得页岩气开采没有商业价值。

水力压裂过程完成之后，大部分压裂液回流到地面，而不是排放在地下。有页岩气行业人士据此断言水力压裂不会对地下水造成污染。事实上，回流水含有压裂液中的化学添加剂和返排液中的一定量的烃类化合物、放射性物质、重金属和水溶性盐类等，其中水溶性盐类主要包括钙、钾、钠的氯化物和碳酸盐。由于页岩气井多处于偏远地区，就地处理这些回流污水或外输至污水处理厂都存在困难，如果处理不当或遇有自然灾害（如季节性暴雨）都可能会对当地地下水水资源造成污染。

然而，油气产业和环境保护团体就水力压裂方法是否会造成水污染这一问题分歧巨大。油气产业援引2004年美国环境保护署（Environmental Protection Agency, EPA）的研究报告（下称“EPA2004报告”）结论，称“水力压裂液注入油气井未构成或几乎不构成地下饮用水的危害”。与此截然相反，环境保护团体的独立研究表明，在为数不少的州已经有有害物质倾泻以及页岩气开采过程造成水污染的案件和诉讼。当然，环境保护团体也承认，受限于现有科学技术水平，很难准确界定水污染是在水力压裂过程还是废水回流或运输过程中的化学物质泄露所致。[6]

早在1974年，美国国会通过了《安全饮用水法案》（Safe Drinking  Water Act, SDWA），监管河流、湖泊、水库、泉水、水井在内的公共水源质量。SDWA最重要的保护措施之一是授权美国环境保护署单独或与各州政府一起实施地下水注入管控项目（Underground-water Injection Control, UIC）：该项目对油气井的所有人和运营人在选址、建设、运营和关闭等阶段地下水污染的财务责任作出了明确规定。然而，该方案并未明确说明UIC是否适用于页岩气水力压裂作业。在环境团体与油气产业的抗争中，环境团体曾一度取得了胜利：美国第11巡回法院在环境协助法律基金会诉美国环境保护署一案中认定，判定煤层水力压裂构成地下注入并因此应受UIC管制。[7]然而，美国国会最终在2005年能源政策法案中修订了SDWA，规定地下注入不包括在油气或地热生产过程中水力压裂作业使用的除柴油之外的液体或支撑媒介。这一修订实际上取消了美国环境保护署对水力压裂使用的化学物质注入地下的监管权力，导致SDWA在水力压裂适用上的真空。由于该修订案是在美国油气业巨头哈里伯顿公司首席执行官大力推动下最终通过的，人们把这一法律漏洞称为“哈里伯顿漏洞（Halliburton Loophole）”。

（二）水消耗和回流水污染

与煤和石油等传统能源相比，使用页岩气所造成的大气损害较小。然而，从环境生态角度来看，页岩气开采中需要消耗大量水资源是一大弊端。美国国家地质调查局(U.S. Geological Survey)在其最新发布的一份美国最大页岩气产区之一——马塞勒斯页岩（MarcellusShale）矿区报告中指出：马塞勒斯页岩附近地区的水务管理机构非常担忧，马塞勒斯页岩如此大规模的开采严重消耗水资源，水从何而来并会对当地生活用水供应产生怎样的冲击难以估量。根据美国德克萨斯州水务发展发展委员会(Texas Water Development Board)2007年报告指出，完成一口水力压裂页岩气水平钻井需要消耗大约350万加仑（大约83,000标准桶）的水。虽然若干能源公司曾公布在未来5年内将德克萨斯州页岩气产量提高50%，但由于水资源短缺，这些公司不得不缩减这个目标。[8]

为解决水力压裂消耗大量水资源这一弊端，美国油气产业一直努力研发技术提高生产过程中的水循环利用。尽管有少部分水力压裂物质最终锁定在地下，大部分（60%-80%）回到地表成为回流水。回流水有可能成为严重的环境污染源：在完成一口页岩气井所消耗的350万加仑的水中大约有150万加仑化学物质包含在回流水中回到地表；其次，回流水回归地表时通常包含了周围岩石的矿物质，这些物质可能包含放射性材料和重金属。因此，回流水需要进一步处理或处置以避免成为新的污染源。[9]

（三）其他环境危害

除了水污染，有科学证据证明使用水力压裂技术的页岩气开发所造成的环境损害还包括地震以及废弃页岩气井的甲烷泄露。

长期以来，科学界怀疑将液体注入或抽离地壳有可能引发包括地震在内的地质变动。美国国家科学研究院(National Academies of Sciences)认为，水力压裂工艺本身并不会诱发地质变动，但水力压裂后注射处理废水有可能导致地质变动甚至引发地震。通过对阿肯萨斯州、俄亥俄州、俄克拉何马州和德克萨斯州过去几年发生的小型地质变动的观察，美国科学家认为水力压裂造成注入地下或抽离地表的液体液压净差(net fluid balance)，有引发可感知地质活动的重大风险。[10]

一旦页岩气井丧失商业开采价值而遭到废弃，由于本身存在的技术缺陷和疏于管理等原因，废弃气井容易造成甲烷泄露。与二氧化碳相比，甲烷气体是更为严重的温室气体。若以100年为考核周期，甲烷所造成的温室气体排放效应是二氧化碳的34倍，若以20年短周期计算，则可能高达86倍。人们误认为，采用先进的水平钻探和水力压裂技术的页岩气井在泄露风险方面应比传统油气井安全。然而，按照美国康奈尔大学环境工程学教授英格拉菲(Anthony Ingraffea)团队的研究表明，使用水平钻探和水力压裂技术能将之前使用传统技术不能经济开采的页岩气抽取出来，但使用这些先进技术页岩气井在废弃后往往比没有使用这些技术的气井更容易造成甲烷泄露：水平钻探使得气井管道比传统气井更长，一直倍受诟病的气井固井和气井套管技术缺陷在长距离管道中更易导致甲烷气体泄漏至地表；使用水力压裂技术的页岩气井在用水量和气压方面均远高于传统气井，因此也增加了甲烷的泄露风险。[11]

三、法律思考与建议

美国页岩气的发展历经数十年，其发展过程中暴露出的问题与当下中国页岩气开发面临的问题近似。因此，在我国页岩气的开采起始阶段，宜认真反思美国油气产业法规监管方面的经验教训，避免在生态环境保护领域重蹈覆辙。下文中，笔者分别从指导思想和具体措施两方面就此展开论述。

（一）立法和行政监管应着力实现能源独立与环境保护目标的均衡

美国油气产业的发展一直面临着实现能源独立和环境保护的矛盾，美国政府也一直对相应的能源法规和环境法规进行调整，以实现两大冲突目标的平衡。自1973年石油禁运事件以来，美国政府大力促进本土油气生产，以实现能源独立。为此，在美国前总统卡特年代专门成立了能源部，并在1978年通过了由五部单独法律组成的国家能源法。之后，美国通过多部单行法律，为油气产业钻探和商业运营提供最大便利。这一时期，美国也通过了多部涵盖油气开采的环境法规，并成立了旨在规范油气开采安全和环境保护的美国矿产管理局(Mineral Management Service)。但总体而言，这些环境法规和行政监管都屈从于实现能源独立的目标而未得以有效实施——前述“哈里伯顿漏洞”便是一典型例证。

中国经济的持续快速发展对能源供给提出了严峻挑战：按照中国石油集团经济技术研究院的估算，2013年中国石油和天然气的对外依存度分别达到58.1%和31.6%，中国在2013年下半年开始，石油进口量超过每日630万桶，超过美国成为全球最大石油净进口国。[12]海外油气供应地政治经济不稳定、长途运输和中国地缘政治的不确定性等诸多因素决定了中国应通过发展本土油气开采降低石油对外依存度。另一方面，中国温室气体排放总量已达每年七十二亿公吨，超过美国，成为全球最大排放国。中国大气污染日趋严重，公众也迫切要求治理大气污染提高生活质量。因此，在国内和国际双重环境压力背景下，节能减排保护改善生态环境的任务也刻不容缓。因此，与美国的经历相似，中国也面临着如何既扩大本土油气开采又确保油气开采不破坏生态环境的艰难课题。

回顾美国在能源独立和环境保护寻求平衡的历程，直到2000年之前，美国立法和行政部门一直倾向于支持油气产业发展，其造成的“恶果”是立法部门和行政执法部门逐步丧失了对油气产业的有效监管。监管部门往往缺乏人员和技术资源，并且监管部门往往因油气产业的强大游说能力而削弱了执法独立性，最终导致油气开采的安全和环境保护标准远远落后于油气产业的发展。2000年之后，美国油气井安全和环境事故频发，充分暴露了监管薄弱的弊端。以2012年英国石油公司在美国墨西哥湾“深水地平线 (Deepwater Horizon)”钻井平台爆炸油污事故为例：从二十世纪初的近海钻井到二十一世纪深海平台，钻探深度从几十英尺跃进到近七千英尺，工艺的复杂程度远胜当年。然而，环境监管部门的监管能力建设没有相应跟上。该事故的官方调查报告指出，导致该事故的原因之一是监管部门由于信息和技术的严重不足而未能制定最后一道防止事故的防喷器屏障的最低标准。并且，监管部门也未能设定充分的油污事故处理机制。[13]

在放松管制带来的种种弊端暴露之后，美国立法和执法部门逐步加强了对油气产业安全和环境保护的管控。在页岩气开发方面，民众和环保团体对“哈里伯顿漏洞”的不安日渐明显。2009年，美国众议院议员德格特(Diana DeGette)和美国参议院议员凯西(Robert Casey Jr.)提出了《规范水力压裂行为的压裂责任以及化学物质意识法案》（Fracturing Responsibility and Awareness of Chemicals Act of 2009， FRAC法案）。FRAC法案将改变SDWA中地下注入的概念，明确将油气勘探生产中使用的地下注入物质和支撑媒介包括在UIC项目之下。该法案还要求油气企业披露在水力压裂过程中使用的化学物质成分（但不包括财产性化学方程式）。FRAC法案向国会建议关闭“哈里伯顿漏洞”，重新赋予美国环境保护署监管页岩气水力压裂的权力，并要求美国环境保护署进行水力压裂与饮用水污染的相关性的专题研究。

中国的页岩气发展尚处于起步阶段，正如美国油气发展之初的情形，中国油气产业政策制定者倾向于放松环境保护管制以鼓励产业发展。我们对此可从《页岩气发展规划（2011-2015年）》略见一般：该规划列举了开采页岩气存在的六大主要矛盾和问题，其中并未提及生态环境保护。然而，从美国放松管制页岩气产业而又在问题频发后加强管制的过程来看，我国的政策制定者在现阶段就应将实现能源独立和生态环境保护的平衡作为指导思想，避免经历不必要的因缺乏有效管制而导致普遍环境危害的发展阶段。

（二）环境风险不确定的情况下应对页岩气开采适用风险预防原则

按照生态弹性（Ecological Resilience）理论，一旦对生态环境的干扰破坏到达一定的临界值，生态环境将不能回复到未受干扰破坏的状态。实践中，这一临界值很难准确预估。为防止不确定的环境损害，在环境法领域出现了风险预防原则（Precautionary Principle）并日渐被人们接受。按照风险预防原则，责任主体有义务广泛适用预防措施，遇有严重或不可逆转环境损害的威胁时不得以缺乏科学充分确实证据为理由，延迟采取符合成本效益的措施防止环境恶化。

从美国的实践看，风险预防原则并未充分适用于页岩气开发领域。正如本文第二部分所述，美国页岩气开采企业成功游说国会将水力压裂液排除在地下注入管控项目（UIC）之外，其主要依据是EPA2004报告的结论——“水力压裂液注入油气井未构成或几乎不构成地下饮用水的危害”。然而，事实上，EPA2004报告的结论是基于访谈和现有文献研究的基础上作出的，美国环境保护署并未就该问题作出独立的研究。[14]换言之，EPA2004报告的结论未经充分的科学论证而存在不确定性。现实中，油气企业往往以缺乏科学充分确实证据为理由，游说政策制定者不通过或延缓通过相关环境保护标准或措施。

笔者以为，在环境风险不能充分确定的情况下，中国应对页岩气开采适用风险预防原则：首先，如本文第二部分所述，已有一定的科学证据证实了页岩气开发可能对地下水、地表水和空气造成损害，油气产业并不能提供充分确实的证据排除上述风险；其次，由于采用水平钻井、水力压裂等新技术，页岩气井压裂液的使用量为常规井的10倍以上，可达20,000立方米；并且，页岩气井压裂形成体积缝网，易沟通其他高渗透层而泄漏。因此，与传统油气开采相比，页岩气井可能对环境造成的损害更大。如不采取预防措施，则可能对地下水造成严重或不可逆转的环境危害；再次，正如前文所述，受制于技术和人员的不足，环境监管部门所掌握的页岩气开采的信息非常有限，无法对环境弹性临界值作出准确的预估；最后，与美国不同，中国页岩气储藏带多集中在人口密集、生态脆弱和水资源匮乏或地下水敏感地区。因此，环境监管部门应对页岩气开采企业的勘探、开发、生产、运输和处置的全过程适用严格的风险预防原则。

（三）具体政策建议

第一，建立健全环境影响评价制度。

环境影响评价制度旨在对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，并进行跟踪监测。笔者认为，亟需建立健全页岩气开发区域环境影响评价制度和页岩气井勘探和开采的环境影响评价制度。

1.区域战略环评

我国页岩气产业决策者应尽早对页岩气的国土资源分布进行梳理并

开展区域战略环评。区域环评有利于对页岩气开发区域进行筛选，确定页岩气开发的时序。页岩气的开发大量消耗水资源并对地下水和地表水构成污染风险，此外页岩气开发可能诱发地震。因此，区域环境影响评价应从从资源环境效率、生态环境承载力及环境风险水平等多方面，确定优先开发区域、一般开发区域和生态敏感不适宜开发区域。

2.页岩气井环评

与常规天然气开发不同，页岩气开发是一个滚动开发的工程，页岩气开采过程中需要不断钻井，由此增加了识别页岩气开发全过程对周边环境影响的难度。关于页岩气井的环境影响评价范围，国外主要有两种意见和做法：美国仅在页岩气井勘探成功后商业开采阶段进行环境影响评价，而欧洲的主流意见认为应从页岩气井勘探伊始就进行环境影响评价。[15]考虑到我国页岩气分布区域多在人口密集和地质状况相对复杂的四川盆地地区，我国应针对页岩气滚动开发特点，建立和完善覆盖页岩气勘探、开采、运输、储存和处理全过程的环境风险评估，重点加强对生态、水、大气、土壤环境影响进行评估。

关于环境影响评价的标准，国外一般由油气产区的各地方根据当地实际情况制定相应环境标准，例如美国德克萨斯州制定的适用于本州境内油气开采的《油田废物最小化方案》(Waste Minimization in Oil Drilling)。我国也应采用因地制宜的办法，在区域战略环评的基础上，针对不同地区的生态状况、地质条件等具体情况分别制定环评标准。

第二，完善更新相关环境法规以具体规制页岩气开发。

国务院在2011年12月才宣布将页岩气列为一种新矿种。因此，目前我国没有单独针对页岩气开发的环境监管的法律法规。有关页岩气开发的环境保护法律规定散布在相关的环境法规之中：作为我国环境资源保护的基本法，《环境保护法》中保护环境、防治污染的基本原则和具体制度均适用于页岩气环境问题防治。页岩气开发中产生的水污染、废弃物污染和空气污染分别受各自单行的污染防治法调整，页岩气开发中可能引起的地震风险受《防震减灾法》规制。这些法规都颁布制定在页岩气被宣布为新矿种之前，没有充分考虑页岩气开发过程中的特殊环境问题。

笔者认为，在我国尚未大规模开采页岩气之前，应抓紧研究制定针对页岩气的单行法规，以避免重走先污染后治理的老路。考虑到制定单行法规需要较长的时间期限，在单行法规出台之前，应亟需解决以下两个法律问题：首先，水力压裂液对地下水的污染是页岩气开发中的最大环境损害风险，我国目前尚没有废水地下灌注环境管理方面的相关法律法规和技术规范。因此，我国环境监管部门应借鉴美国《安全饮用水法》（SDWA）的地下水注入管控项目（UIC），对页岩气井的水力压裂液注入地下进行管控；其次，如前文所述，页岩气井不同于传统油气井，页岩气开采过程中需要不断钻井，页岩气井生命周期较短。因此，针对页岩气井废气后的环境损害风险，应制定相关政策延续废气页岩气井的所有人或运营人的责任。譬如，设立专项废气井污染防止基金，要求页岩气井所有人或运营人预先缴付一定金额的费用，用以支付气井废气后若干年内可能出现的环境损害治理。

第三，加强环境信息公开，引导公众理性监督 。

环境信息公开是完成环境影响评价和实现环境治理的前提条件。与美国的情形相似，我国的环境监管部门受人员和技术的限制，对页岩气井所产生的污染物种类、性质和数量的认知不足。因此，美国环境保护署的监管经验值得我们借鉴。美国环境保护署利用《有毒有害物质法案》要求油气生产企业披露在开采过程中使用的化学物质。值得注意的是，实践中，美国油气企业往往以商业秘密为由拒绝披露水力压裂液的化学组分，称若披露该组分将很容易导致竞争对手破解其水力压裂技术配方。[16]我国环境监管部门在推出水力压裂液强制信息披露制度的同时，应充分考虑如何解决保护页岩气开发商的知识产权保护问题。

环境治理，不能简单地依靠政府监督和企业守法的模式，而是应充分发挥“第三方公众”对政府和企业的行为进行监督，从而实现环境治理的政府、企业和公众的良性互动三角模式。[17]页岩气的开采在水资源的使用上与开发区域周边的居民存在利益冲突，开采过程中产生的地下水和地表水污染以及大气污染对当地居民的生态环境会产生直接影响。因此，在页岩气的勘探、开发、生产、运输和处置的全过程应给予公众充分的知情权，使得公众能够有充分的信息和程序权利监督页岩气开发商的环境行为和环境监管部门的行政行为。另一方面，由于页岩气开发的高度专业技术化，普通公众可能因缺乏相关知识而下意识地产生对页岩气项目的非理性排斥。因此，在赋予公众信息知情和参与权利的同时，应引导公众理性行使权利。在这一方面，民间环境保护专业团体可以发挥引导作用。

第四，制定财政税收激励政策，引导油气企业提高环境治理技术。

纵观美国的页岩气迅猛发展的历史，美国政府扶持非常规天然气的产业政策功不可磨：自1970年以来，美国政府制定引导性定价和税收激励政策并鼓励企业开发水平钻探、大规模水力压裂和泡沫分裂技术。传统油气产业开发的税收优惠政策也被应用到页岩气开发领域，其中包括最具有里程碑意义的1980年的《原油意外获利法案》的“一揽子”优惠政策，对国内非常规能源的生产（包括煤层气、页岩气）均实施税收减免。[18]

《页岩气发展规划（2011-2015年）》出台之后，各种市场主体蓄势待发，准备大规模开发页岩气。在此背景下，相关政府部门出台关于页岩气的财政税收优惠政策应是题中之意。需要特别注意的是，无害化处理页岩气井勘探和开采产生的泥浆、岩屑、污水废液等污染物的环保支出高昂，主管部门应积极考虑在财政税收上对这些环保支出进行税收减免优惠。否则，进入页岩气开发的资金实力不够雄厚的部分企业可能铤而走险，减少或放松对这些污染物的处理，造成环境损害。此外，主管部门还应从财政补贴和税收优惠方面鼓励科技企业从事减少页岩气井的耗水量和压裂液化学物质的研发。

四、结语

为保证我国的经济持续高速增长，稳定的能源供应必不可少。作为一种非常规天然气，页岩气储量在我国巨大，发展前景广阔。与其他传统能源相比，页岩气对环境损害的风险相对较小。因此，页岩气被国务院列为新矿种并制定了五年发展规划。然而，我们应该清醒地认识到，页岩气开发对地下水、地表水、空气和地质活动等周边环境要素可能存在严重损害的风险。作为页岩气最大和最成熟的市场，美国在页岩气开发中积累了相当的环境损害防治教训和经验。在我国大规模开采页岩气伊始，决策部门应充分吸取美国以往经验教训，把握能源自主与环境保护、积极开发与风险防范的之间的政策平衡，并制定更新相关环境法规规制页岩气开发