在化石能源中，天然氣是相對潔凈的能源，燃燒同等熱值的天然氣，其二氧化碳排放量遠遠低于煤和石油。但非常規天然氣勘探開發需要采用特殊的技術，由此可能帶來新的環境風險和挑戰，比如大氣和氣候污染、地表水和地下水污染等。

根據美國CATF（凈化空氣任務組織的英文縮寫）的研究成果，非常規天然氣開發以及管理不當而導致的主要環境風險表現如下：

一是溫室效應。非常規天然氣的主要成分是甲烷，這是一種非常重要的溫室氣體。同樣質量的甲烷，導致的氣溫上升能力是二氧化碳的幾十倍。美國EPA（環境保護局）估算，從石油和天然氣生產過程中釋放的甲烷氣體，是全世界電廠釋放的二氧化碳導致全球變暖效應的35%。從全球角度來看，到2030年，油氣生產所釋放的甲烷氣體，將是人為產生甲烷氣體的最大來源，這還沒有充分考慮最近幾年迅猛崛起的頁巖氣勘探。

二是地面臭氧煙霧污染。地面臭氧煙霧污染主要是天然氣燃燒產物經過復雜的光化學反應生成的。由于該污染物是新的污染物，其危害比一次污染物更為嚴重。在美國，大規模開發頁巖氣導致的地面臭氧煙霧污染，使得一些偏遠地區的臭氧煙霧達到污染的臨界值。

三是地下水污染。在非常規天然氣開發過程中，來自地層的流體、壓裂液及天然氣、甲烷可能竄入水層并對水層帶來不利影響，尤其是在大規模的壓裂和返排作業過程中，這種影響更大。污染地下水的主要原因有：固井和完井的不合理設計；壓裂、鉆井等大型設備劇烈震動；一些沒有封堵好的廢棄井眼竄漏；地表存在水文通道，比如斷層和裂縫區等。

四是地表水污染。油氣井產出液、壓裂液、常規鉆井施工和井噴等，都會排放大量的污染物。在我國的下揚子地區，頁巖發育豐富，但水網也很密集。處理好勘探開發中的產出液、壓裂液至關重要，稍有不慎，排入地表水的污染源，就會隨密集的水網迅速擴散，給生態帶來難以預測的影響。

五是局部地區水資源短缺。目前非常規天然氣主要開發技術是長水平井多級水力壓裂技術。通常而言，每口井壓裂用水將高達幾萬立方米，甚至是十幾萬立方米。可以預測，隨著開發井數的激增，水資源短缺將會成為非常規天然氣開發的制約因素。

在美國，已有可行的技術和方法降低污染物的排放量，并且成本也并不高。這些技術和方法包括減少非常規氣井排放量（可直接將壓裂施工的返排液，排放在專用設備內，然后進行氣液分離；分離后的氣體，盡可能地并入管道，不能捕集的燃燒掉）、油田伴生氣燃燒技術、零排放控制閥、控制器工藝以及對所有的設備采用合適的泄漏檢測和修理程序等。

研究表明，減少油氣生產過程中的甲烷氣體排放，是減緩全球甲烷增長最有效的方法。CATF提出非常規天然氣開發氣體排放控制的黃金準則：以100%氣體回收作為準則，杜絕完井階段的氣體排放；消除油井伴生氣排放；當不可避免地進行氣體焚燒時，確保燃燒充分，以使得甲烷氣、VOC（揮發性有機化合物）、NOX（氮氧化合物）和黑炭的排放量降至最低；嚴格限制鉆機及相關輔助設備的氣體排放量；要求所有的柴油機設備具備一定的排放標準。

在非常規天然氣開發中，CATF建議對地表水和地下水進行保護的黃金準則是：采用全風險管理框架，以最先進的技術刻畫地質構造；在完井期間及完井后，啟動地下水監測體制，以確保第一時間發現地下水污染情況；采用嚴格的返排液處理標準，確保正常作業和意外泄漏導致的壓裂液和壓裂返排液及烴類排放與自然環境和地下水層隔絕；確保在地表作業不影響淺部含水層。

在非常規天然氣開發過程中，還應該在現有環境法案框架基礎上，有針對性地制定環境保護政策。這些政策法規應該在推動上述標準實施過程中起重要作用。美國已經針對油氣生產、處理和運輸過程中的氣體排放量，著手制定聯邦法律，且很快會頒布實施。

在頁巖氣發展初期，美國并未對頁巖氣采取特殊的環境監管。隨著頁巖氣開采規模的擴大及其對環境問題爭論的升級，美國對頁巖氣的環境監管趨嚴，通過修改法律關閉了著名的“哈里伯頓漏洞”，允許環境保護局依據《安全飲用水法》監督頁巖氣開采活動；頒布《FRAC》法案，要求披露水力壓裂中使用的化學藥劑情況，以便充分評估其對地下水的影響。

美國的非常規天然氣發展經驗告訴我們，非常規天然氣開發對環境的影響應從一開始就要考慮充分。我國尚處于非常規天然氣的發展初期，具有很好的實施環境和社會協調發展的基礎，因此在開發伊始就要把甲烷、有毒物以及水污染問題納入管理體系。礦權的大規模開放肯定會受到一定的制約，且開放的程度取決于監管效果，取決于民眾的訴訟發生的程度和公眾對開發非常規油氣資源的信心。可以說，在一定程度上，監管水平決定非常規油氣資源的未來。（作者：肖鋼，系英國皇家化學院院士、中海油研究總院新能源研究中心主任）