如今，美國已成為世界頭號(hào)天然氣生產(chǎn)國，與加拿大天然氣產(chǎn)量合計(jì)已超過全球總產(chǎn)量的25%。到2035年，預(yù)計(jì)美國頁巖氣產(chǎn)量在美國天然氣總產(chǎn)量中的比例將從2010年的23%增加至49%。

我國頁巖氣可開采資源量為25萬億立方米，超過了常規(guī)天然氣資源，但開采條件和技術(shù)卻無法和美國相比，特別是頁巖氣開發(fā)要消耗大量的淡水資源，我國淡水資源匱乏的現(xiàn)狀將對開發(fā)頁巖氣帶來很大挑戰(zhàn)。

開發(fā)頁巖氣需要大量淡水資源

過去兩年，美國天然氣價(jià)格下降、波動(dòng)性減少。同時(shí)，美國能源研究所的研究結(jié)果顯示，以目前燃料需求水平，美國的天然氣足以滿足未來575年的國內(nèi)電力需求，同時(shí)也能夠充分保證美國家庭未來857年的天然氣供熱需求。

美國天然氣擁有量超過俄羅斯、伊朗、卡塔爾、沙特阿拉伯和土庫曼斯坦等國擁有量的總和。美國能源信息署估計(jì)，美國本土48個(gè)州共計(jì)擁有技術(shù)可開采頁巖氣資源量為482萬億立方英尺。新區(qū)塊的開發(fā)使美國頁巖氣產(chǎn)量從2000年的110億立方米增加到2010年的1400億立方米。然而，頁巖氣開發(fā)會(huì)對水資源、道路、空氣質(zhì)量、地質(zhì)和溫室氣體排放等領(lǐng)域產(chǎn)生影響。

頁巖氣生產(chǎn)是一個(gè)高度密集型的用水過程，單個(gè)井的鉆孔和壓裂作業(yè)通常需要約19000立方米的水。壓裂過程用水量最大，需要大量的水混合著沙子和化學(xué)品注入井內(nèi)，以便于抽取氣體；剩下的水用于鉆井階段，水是鉆井液的主要部分，而現(xiàn)場除塵以及清潔和沖洗鉆探設(shè)備僅需相對少量的水。

水污染是頁巖氣生產(chǎn)的負(fù)面因素之一，壓裂井水的排放及處理是頁巖氣生產(chǎn)環(huán)境影響的重點(diǎn)。每口井壓裂之后，在其生命周期中會(huì)出現(xiàn)一定比例的壓裂液回流現(xiàn)象。這種水已經(jīng)受到嚴(yán)重污染，如果不能得到正確控制和有效處理，在向地表回流時(shí)，會(huì)造成地下水污染風(fēng)險(xiǎn)。

我國水資源匱乏地區(qū)性、季節(jié)性因素復(fù)雜

我國目前的頁巖氣產(chǎn)業(yè)仍處于初期發(fā)展階段，大部分活動(dòng)主要集中在勘探和試驗(yàn)井的鉆探方面。位于長江上游地區(qū)和西南地區(qū)的四川盆地?fù)碛?0萬億立方米的頁巖氣儲(chǔ)量，占全國總儲(chǔ)量的40%。

與美國大多數(shù)頁巖層深度不到3000米不同的是，我國許多地區(qū)的頁巖層深度在3000~5000米之間。因此，不能采用對美國頁巖氣開發(fā)模式的簡單復(fù)制，復(fù)雜的地質(zhì)條件會(huì)增加鉆井成本。

我國的水資源稀缺，且分布不均。世界銀行水資源報(bào)告顯示，2007年，我國人均可再生水資源量估計(jì)為每年2156立方米，僅占世界平均水平的四分之一。水資源的地域和季節(jié)性分布不均使水資源短缺問題雪上加霜。

頁巖氣儲(chǔ)量豐富的地區(qū)大多數(shù)也是季節(jié)性缺水嚴(yán)重的地區(qū)。2010年，西南地區(qū)五省遭受了持續(xù)六個(gè)月嚴(yán)重干旱災(zāi)害。

雖然華北地區(qū)和東北地區(qū)擁有26%的頁巖氣資源，但總體上該地區(qū)水資源匱乏，華北地區(qū)人均水資源量甚至低于全國平均水平。長江下游和中國東南地區(qū)水資源較為豐富，但僅擁有18%的頁巖氣儲(chǔ)量。

由于對水資源的擔(dān)憂，美國和西歐許多地區(qū)的頁巖氣開發(fā)已遇到巨大阻力。法國和保加利亞甚至在全國范圍內(nèi)暫停使用水力壓裂法進(jìn)行頁巖氣開采。

隨著全球淡水資源緊缺壓力的不斷加劇，人們將越來越關(guān)注如何降低頁巖氣生產(chǎn)過程中的用水強(qiáng)度。開發(fā)頁巖氣，水資源是繞不開的話題。