“水变油”的另类实现：美国页岩油产量爆炸的同时 用水5年翻了8倍

作为中国民科界的热点话题，“水变油”终于在大洋彼岸的美国实现了!

众所周知，特朗普上台后号称要当全世界的“能源领袖”，底气就来源于10年前爆发的页岩革命，将美国的原油天然气储量、产量提高了几个量级。不过，这不是没有代价的。

据今日发表在《Science Advances》(《Science》的子刊，定位高端)的一篇论文称，过去几年里，水力压裂技术的快速进步和大规模使用，使页岩油气开采变得更加高效。这对化石燃料行业来说是个好消息，因为他们从某一特定的井中，都能获得比以往任何时候更多的资源，但对淡水行业来说，这是个实实在在的坏消息。

随着页岩革命的推进，从2014年开始，全球原油、天然气市场出现供过于求的苗头，导致美国油企开始缩减投资，全国新增的压裂油井数量不断下降。不过在那之后，一种被称为“水平钻井”的新技术出现了。新的技术可以在原来的垂直压裂井上，以水平方向钻开，这样，无需重新打井，油企就能以较低的成本开采新油气，这种方法极大刺激了油企的增产热情。

另一方面，所谓“水力压裂”，就是将油井打开后潮里面注入包括水在内的液体，利用液体压力将页岩压裂，使里面的油气释放出来。自然，开采行动的增长，导致了用水量大大上升。论文作者文格西(Avner Vengosh)说：“每一口井的用水量都在增加，导致采用水力压裂地区的总用水量快速上升。

根据他在文中呈现的数据，在美国页岩油产量增长最快的地区——西德克萨斯的二叠纪盆地，页岩气井的用水量从2011年的每英尺350加仑，到2016年的每英尺2335加仑，短短5年间增加770%。幸好，在一些旧的页岩区，例如宾夕法尼亚和西弗吉尼亚的马塞勒斯盆地，总用水量基本保持不变，因为这些地方的油气资源基本开采殆尽，少有新的项目出现。

事实上，这项研究的早期数据来源文格西和其他几位杜克大学研究院2015年的论文。然而你，本文第一作者、杜克大学研究生康达什(Andrew Kondash)进行后续研究时发现，当地2015-2016年的淡水消耗异常升高。一开始，他还怀疑原始数据有误，但在反复调查后，他们确定，数据没错，用水量确实在几年间翻了数倍。

为了弄清楚这一点，康达什调查了全国6个主要页岩区的用水量数据。他们统计该地区钻了多少口井，每口井用了多少水，产生了多少废水，总结出了“水足迹”数据，即淡水的消耗情况，以及携带化学物质、沙子甚至是放射性同位素的废水排出情况。

“研究表明，尽管在全国范围内(据估计，从汽车制造到采矿业，每天工业总用水量约为1500万加仑)，水力压裂的用水九牛一毛。但是在当地，水力压裂法的大量集中用水，可能会引发水资源供应方面的冲突，尤其是在美国西部等干旱地区，那里的水资源供应有限。”

对于二叠纪盆地来说，未来几年间能获得多少淡水，是页岩油行业能否继续繁荣的决定性因素。“水的使用是开采环节的一部分，无论如何都无法减少，” 康达什说。

当然，从科学发展的规律来看，对淡水的需求可能带来水力压裂技术的创新。麦吉尔大学土木工程师玛丽•康(Mary Kang)表示，近年来，“许多地方的可循环用水量都有所增加”。文格什也认为，未来有可能出现某种创新技术，提高水的循环利用效率。“水力压裂法会产生大量废水，然而，目前处理这些废水最常用的方法，是将其注入废水深井，而非回收利用。”

这种简单粗暴的方法只能在短期内回避问题，在长期内却是贻害无穷。除了水资源浪费以外，有研究认为，废水深排和俄克拉何马州不断增加的地震有关。