出品：科普中国
制作：山夕团队 李嘉欣
监制：中国科学院计算机网络信息中心
经国土资源部油气储量评审办公室专家组评定，重庆涪陵页岩气田累计探明含气面积575.92平方千米，累计探明地质储量达到6008.14亿方，成为全球除北美之外最大的页岩气田。专家预计该气田年产能将达100亿方。
涪陵国家级页岩气示范区内的钻井平台（图片来源于网络）
“页岩气”是什么玩意儿呢？作为能源小白，我们可能听说过页岩，却不知道什么是页岩气。它是怎么形成的？会分布在哪些地方？与美国相比，我国的页岩气的开发利用有什么特点？都遇到哪些瓶颈呢？
页岩气：一种非常规天然气
页岩气是常规天然气的替代能源，也是清洁环保能源。它与常规天然气成分一样，以甲烷为主，然而，不同的是它吸附在页岩中，是一种从页岩层中开采出来的非常规天然气。烃源岩中一部分烃运移至背斜构造中形成常规天然气，尚未逸散出的烃则以吸附或游离状态留存在暗色泥页岩或高碳泥页岩中形成页岩气。
页岩气（图片来源于网络）
与常规天然气相比，页岩气分布范围广，埋藏浅，目前探明最浅的仅8米。开采周期较长，可开采30到50年，甚至更长时间。因为大部分产气页岩分布范围广、厚度大且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。
页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，主要以吸附气与游离气为主，形成机制可划分为生物成因、热成因及二者混合成因。页岩气的地质储量丰富，它与深盆气、煤层气均属于“持续式”聚集的非常规天然气。影响其储量的因素主要有有机碳、地层压力及裂缝发育程度等，同时还要兼顾各参数之间的联系。
页岩气独特的形成条件和储藏因素，使它几乎存在于所有的盆地中，只是由于埋藏深度、含气饱和度等差别较大，它们分别具有不同的工业价值。
目前，页岩气主要分布在北美、亚洲、太平洋地区与拉美。中国的页岩气资源量约为15万亿-30万亿立方米（按当前的消耗水平，这些储量足够中国使用300多年），这与美国28.3万亿立方米储量大致相当，经济价值巨大。
预计到2030年，天然气在世界一次能源结构中所占比例将从当前的23.8%提高到28%，超过石油成为世界第一大能源。
页岩气开发：沿用常规天然气的应用路径
虽然，页岩气经济价值巨大，但是，全球的页岩气开发并不平衡。美国已进入页岩气开发的快速发展阶段，而中国页岩气的开发起步较晚。
“奋起直追”
与美国相比，中国不能像美国一样大量发展管道气，而是多进行分布式应用。因为，中国页岩气资源地质条件复杂，管网等配套基础设施不完善。但是，中国电网分布已经相当密集，通过采用分布式能源技术，利用页岩气就近发电，就近传输电能，就近利用会是更有效的发展方式。
页岩气本质上是天然气，对于页岩气的利用主要是沿用常规天然气的应用路径实现商业化应用。其利用途径主要有：城市燃气、工业燃料、天然气发电、天然气化工。其中，城市燃气又可细分为居民生活用气、公共服务用气、商业用气、压缩天然气汽车用气、集中采暖用气等。
未来，我们对天然气需求将持续增长。首先，环境保护和经济发展助推天然气需求快速增长。天然气使用过程中的二氧化碳排放量仅相当于石油的54%，煤的48%。其次，天然气价格持续走低的态势也刺激了天然气需求的持续增长。
然而，目前，页岩气的全球大规模商业开采仍面临多重制约。
一方面，世界各国的地质条件存在极大差异，在美国获得成功的开采技术不一定适用于我国，对于其他国家也是如此。
另一方面，页岩气开发面临日益严重的环境破坏问题。虽然页岩气在使用过程中相对环保，但在生产过程中需要消耗大量的水资源，而且所采用的化学品可能对蓄水层造成污染。此外，地下爆破对地表也存在影响，比如空气、土壤和噪音污染，以及栖息地丧失等。
总之，对于新能源的开发总要经历一个漫长的探索和实践过程。我国最大页岩气田储量的逐渐探明，给了我们很大的信心，这为页岩气的开发和利用奠定了重要基础。
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