由頁巖氣引發(fā)的“能源革命”已席卷全球。而美國賓夕法尼亞州（簡稱賓州）正是這場“能源革命”的發(fā)起地之一。

實際上，除了擁有豐富的頁巖氣資源外，賓州蘊藏有豐富的煤、氣、油等化石能源，這為美國現(xiàn)今的第一強國地位提供了巨大的“動力支持”。

目前，隨著美國經(jīng)濟發(fā)展以及環(huán)境變化的新趨勢，賓州在維持傳統(tǒng)能源優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，積極發(fā)展新興能源。無論新能源，還是傳統(tǒng)化石能源的研發(fā)、使用與遭遇的挑戰(zhàn)，都對賓州乃至整個美國能源市場和經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響，也為其他國家的能源發(fā)展提供了借鑒。

煤炭基地難復蘇

賓州地處美國東部，西北臨伊利湖，北和東北接紐約州，東接新澤西州，南連馬里蘭州，西與俄亥俄州接壤。面積117408平方公里，在50州內(nèi)列第33位。賓州是美國最初13個州之一，1787年12月12日加入美國聯(lián)邦，繼特拉華州之后第二個承認聯(lián)邦憲法，成為美國第二個州。賓州是美國歷史上很多重要篇章的誕生地，其中宣告美國作為一個新國家誕生的《獨立宣言》便出自于此。因其特殊貢獻和地理位置，賓州被稱為美國的“拱頂石州”。

賓州煤藏豐富，產(chǎn)量僅次于西弗吉尼亞州，居全國第二位，州東北部是美國無煙煤的主要產(chǎn)地。有關(guān)賓州煤炭的最早記錄出現(xiàn)在大約1752年約翰·伯廷繪制的地圖上。1762年第一個無煙煤的記錄出現(xiàn)在約翰·詹肯斯所繪制的地圖上，七年后無煙煤第一次由戈爾兄弟在他們的鐵匠鋪里使用。

據(jù)計算，賓州擁有儲量超過840億噸的煙煤、大約230億噸的無煙煤，和總量達1070億噸的半無煙煤。目前，賓州仍舊擁有總量達760億噸的煤炭，其中包括640億噸煙煤和120億噸無煙煤。更直觀地講，假設賓州未開采之前所有的煤炭資源都在一個寬和長都是一英里，高17英里的木桶里，經(jīng)過上百年的開采挖掘之后，此木桶目前的高度仍有12英里?？梢?，賓州煤炭資源豐富，未來仍舊是美國乃至世界源源不斷的煤炭產(chǎn)地。

賓州的煤炭主要用于發(fā)電，焦炭煉鐵，零售銷售給小的消費者和其他工業(yè)用途。其中，大約77%的煤炭都用于發(fā)電，4%的煤炭生產(chǎn)（主要是瀝青）用于焦炭制造；零售和商業(yè)銷售所占比例不足1%，工業(yè)用煤占6%左右。除了國內(nèi)使用，大約12%的賓州煤炭產(chǎn)量用于出口到加拿大和歐洲。未來，用于發(fā)電的煤炭量很有可能繼續(xù)增加而其他用途煤炭量則會比較穩(wěn)定或者下降，這主要是由于天然氣更具競爭優(yōu)勢。一些公共事業(yè)公司最近宣布，8%的美國燃煤發(fā)電設施已經(jīng)退役。

將天然氣存入地下

賓州和整個阿巴拉契亞盆地是一個“成熟的盆地”，這里已有百年以上的鉆探油氣活動。到目前，鉆探活動主要集中在深達3000到5000英尺的盆地，那里包含有大量的油氣資源。2012年12月，美國北達科他州、俄亥俄州和賓夕法尼亞州加在一起石油日產(chǎn)量達到150萬桶，超過了伊朗的出口量。

1854年，以美國律師喬治·比斯爾和詹姆斯·湯森為首的投資群體成立了賓夕法尼亞石油公司，這是全世界第一家石油公司。1859年，“石油鼻祖”德里克在西北部的泰特斯維爾用鉆井的方法打成世界上第一口油井，開啟了近代石油工業(yè)的大門，人類歷史上的現(xiàn)代石油工業(yè)由此誕生。1860年,賓夕法尼亞州出現(xiàn)了第一家大型的煉油廠和第一條石油管道，自那之后，賓州的油田已經(jīng)生產(chǎn)了14億桶的原油，這些原油可填滿650萬個直徑40英尺、深4英尺的泳池仍綽綽有余。

賓州的天然氣生產(chǎn)已經(jīng)超過了10700億立方英尺，存儲在上游砂盆巖地下1900英尺到2200英尺之間的天然氣，可以為所有賓州的家庭持續(xù)供熱超過2000年。如今，賓州已形成一個縱橫交錯的巨大管網(wǎng)線格局。天然氣從這些管道運輸?shù)礁鱾€家庭、工廠，不同的城市甚至全美各地將他們連成一體。一些天然氣是從深達8000到9000英尺的地下獲得，目前勘探的深度已經(jīng)達到一萬英尺。每年都有更多的油氣資源被發(fā)現(xiàn)。

目前，賓州的天然氣公司正在從事一個重要的活動，那就是天然氣的地下存儲。在大量的天然氣已經(jīng)被生產(chǎn)出來之后，地下存儲就是將天然氣運輸?shù)骄哂锌障抖?、滲透率和能存貯天然氣不外漏的巖儲層。地下存儲天然氣可根據(jù)實際需求進行天然氣供應量的適時調(diào)解。目前賓州通過1675口油氣井已經(jīng)供應了88個天然氣的存儲庫。這些儲氣庫大都深埋于地下2000到8000英尺，地表上的唯一標志是壓縮機、流量儀表、閥門和管道。儲氣庫的型號大小不一，從單口井的儲氣庫到超過150口井的儲氣庫都有。根據(jù)賓州的油氣法律規(guī)定，除了地下煤層巖石類型之外，所有的巖石層都可進行天然氣存儲。

頁巖氣開發(fā)鏡鑒

“顛覆世界能源版圖”“看上去很美”，是世界對美國頁巖氣開發(fā)所做的兩種截然不同的結(jié)論。那么，美國頁巖氣的真實圖景到底怎樣？從賓州頁巖氣的開發(fā)利用過程中管中窺豹，可見一斑。

馬賽勒斯頁巖是美國分布范圍最廣的頁巖區(qū)，覆蓋了美國東北部6個州，面積約為24.6萬平方公里，但頁巖氣生產(chǎn)主要集中在賓州。據(jù)賓夕法尼亞州立大學的最新研究報告顯示，2011年來自于該州馬塞勒斯頁巖區(qū)的天然氣產(chǎn)量應該能達到35億立方英尺/天，比2010年的產(chǎn)量增長逾一倍。該研究報告進一步估計了未來該州的頁巖氣產(chǎn)量情況，預計到2020年將達到175億立方英尺/天。據(jù)馬塞勒斯頁巖聯(lián)盟負責人Kathryn Klaber表示，如果能達到那個產(chǎn)量水平，那么賓夕法尼亞盆地將成為美國最大的天然氣供應區(qū)，將能滿足美國天然氣需求的約25%。

然而，與頁巖氣開發(fā)相伴隨的一個挑戰(zhàn)是其對環(huán)境的危害，這引起了包括賓州人在內(nèi)的廣泛關(guān)注和質(zhì)疑。美國未來資源研究所的一項研究以題為《頁巖氣開發(fā)對賓夕法尼亞州地表水質(zhì)的影響》的論文發(fā)表在美國《國家科學院院刊》上。該研究就頁巖氣開發(fā)活動影響地表水質(zhì)開展了大規(guī)模的研究，研究人員在過去11年多的時間內(nèi)對賓州超過兩萬處地表水質(zhì)進行了觀測，以評估頁巖氣開發(fā)在2011年對下游水質(zhì)的影響。文章指出，頁巖氣開發(fā)對地表水質(zhì)有不利的影響，這主要是通過增加下游流水中兩種污染物（氯化物和總懸浮固體物）的濃度產(chǎn)生的。頁巖氣的開采對環(huán)境的潛在影響更令人擔憂：一方面是頁巖氣的開采需要消耗大量的淡水資源；另一方面是頁巖氣開采過程中產(chǎn)生噪聲、廢水、廢氣及其開采事故災害等引起的環(huán)境污染。然而，對于水質(zhì)污染問題，頁巖氣的開采商作出了以下反駁：頁巖層位于地下數(shù)千米深處，注水的位置甚至不會漏氣，因此對表層的地下水層完全沒有影響；使用的藥劑對環(huán)境無害，許多對水質(zhì)污染的擔憂只是杞人憂天。而且，美國環(huán)境保護署（EPA）也提出了指導標準，要求頁巖開采層與地下水層要相隔1英里（1.6公里）以上。

理論上，加注到地下2000～4000米深處的致裂溶液應該影響不到地面，然而，地下存在著大量的斷層和裂縫，致裂溶液透過這些裂縫影響著水源。已有報告表明，由于注水管在地表附近斷裂造成的泄漏、廢液貯槽的泄漏、颶風造成廢液池損壞等原因，已出現(xiàn)了地下水和河流受到污染的情況。美國賓夕法尼亞州土地信托協(xié)會對馬塞勒斯地區(qū)43個開采點進行調(diào)查的結(jié)果（2010年報告）顯示，違法情況共有1435件，其中，嚴重影響環(huán)境的違法行為有952件。關(guān)于水壓致裂引發(fā)的環(huán)境污染問題，全美共有38起訴訟正在進行。訴訟數(shù)量最多的賓州為12起，水壓致裂引發(fā)環(huán)境污染的訴訟遍布全美各地，互聯(lián)網(wǎng)上登載了大量的具體事例。今后，保護水環(huán)境估計會成為賓州乃至全美“頁巖氣革命”的決定因素。

盡管遭遇一些挑戰(zhàn)，美國基本靠私人經(jīng)濟驅(qū)動的頁巖氣研發(fā)和開采，由市場掌控供需平衡，可以說在頁巖氣開發(fā)利用方面取得了巨大的成功。美國頁巖氣的成功，不僅取決于諸多企業(yè)長期不懈的努力和不懼怕風險的企業(yè)家精神，同時也是聯(lián)邦和州政府各級行之有效的管理體制下的成果。賓州的監(jiān)管模式被認為是全美頁巖氣監(jiān)管的典范，被業(yè)界廣為稱贊，州政府在頁巖氣環(huán)境監(jiān)管中的職責和分工，及公有林地上的礦權(quán)租賃制度等都對賓州頁巖氣開發(fā)的順利開展提供良好基礎(chǔ)。與頁巖氣開發(fā)相關(guān)的政府監(jiān)管和環(huán)境問題，不僅是當前頁巖氣發(fā)展關(guān)注的焦點，也是世界各國可以從美國成功經(jīng)驗上學習的主要內(nèi)容。

新能源解放后的隱痛

賓州環(huán)境保護局局長曾在2008年指出，賓州有全美國最進步的替代能源組合標準，確保到2020年所生產(chǎn)的全部能源中的18%來自清潔、高效且先進的能源。

賓州傳統(tǒng)上以煤炭儲量豐富而著名，現(xiàn)在正積極刺激替代能源項目市場的興起。根據(jù)賓州的發(fā)展規(guī)劃，2008到2018年間，賓州將用在本地生產(chǎn)的替代資源（例如乙醇和生物柴油等）取代34億公升傳統(tǒng)運輸燃料，這相當于2017年后預計由波斯灣出口到賓州的燃料數(shù)量。美國第一座煤炭氣化液化廠目前正在賓州東北地區(qū)興建。此設施利用廢煤每年生產(chǎn)1.51億公升的清潔燃燒柴油。賓夕法尼亞州政府為支持此項目而作的努力是史無前例的，它與民間工業(yè)一起建立一個幾乎購買全部產(chǎn)品的燃料財團。賓州將以顯著低于目前市場價值的價格將其供應期限鎖定為大約10年，從而確保該工廠有一個長期可行的市場。除此之外，賓州對新能源汽車的使用者給予優(yōu)惠，這些優(yōu)惠包括給予新能源汽車停車的便利、免收高速公路通行費、對電動汽車充電的電價給予折扣、對新能源汽車的保險金額給予優(yōu)惠等。

賓州太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展曾一度突飛猛進。這主要得益于賓州政府的刺激政策。根據(jù)可再生能源發(fā)展國家獎勵數(shù)據(jù)庫顯示，賓州政府為刺激行業(yè)發(fā)展，直接為太陽能電力用戶提供每瓦0.75美元的激勵補助。這使得投資者將賓州列為最有回報價值的州之一。根據(jù)美國實驗室一項開放式光伏調(diào)查報告顯示，截至2011年年底，賓州有2434個太陽能項目發(fā)電，排在加州、新澤西州之后位列第三，發(fā)電量大約為38.5兆瓦，足以滿足5800戶的電力需求。不過，過高的補貼會影響民眾的消費能力，減少投資可用資產(chǎn)。2011年5月，賓州參議員Chris Ross指出，隨著太陽能電力的不斷發(fā)展，公用事業(yè)局需要付出的回購太陽能電力的開支會越來越大，政府財政將難以為繼。此外，行業(yè)起伏不定的發(fā)展全是仰仗于高額的太陽能貸款，太陽能貸款的需求減少會令賓州的太陽能裝置更難取得融資。

到2012年結(jié)束，賓州未入圍2012年美國各州光伏裝機量前十排行榜。這主要是因為單獨公共事業(yè)級項目被刪除——成本高昂是被刪除原因之一，使得其裝機量大幅下滑。

不過，2013年3月，賓州環(huán)境保護部門宣布已獲得聯(lián)邦融資機構(gòu)提供的725萬美元資金，該項資金將用于重新啟動太陽能退稅項目。目前該項資金規(guī)模已足夠為所有等待中的電站項目提供退稅，預計今年年項目安裝量將新增400個。這或許將使賓州的太陽能市場發(fā)展再次駛向高速路。

（作者分別系中國社會科學院美國研究所經(jīng)濟研究室助理研究員；北京市順義區(qū)委黨校講師）