水力压裂改变了全球能源地缘政治格局——这或许是件好事。北美 几乎不再依赖 进口石油，并开始出口天然气。因此，水力压裂的成本、收益和风险正在南非引发激烈讨论，也就不足为奇了。
不到五年前，还有人认为美国已达到石油产量峰值。这意味着美国很快将严重依赖中东石油，以至于由于贸易差额极为不利，美元将大幅贬值。
由于水力压裂带来的油气生产，美国如今的石油供应几乎足以实现燃料完全自给。煤炭等其他本地能源供应也已被替代。美国已有 多个实例 表明这一情况已经发生。约60吉瓦的燃煤发电能力将在2020年前关闭。
然而，通过液压压力使岩石破裂以开采石油或天然气的过程 伴有风险。人们担心 水力压裂可能出现许多问题。由于作业压力很高，最大的担忧与泄漏及其后果有关。
水力压裂能否为南非能源危机提供潜在解决方案？还是说风险过高？
南非约75%的能源供应来自煤炭。这一比例非常高，世界上只有少数国家如此严重地 依赖煤炭。目前，南非94%的能源需求来自煤炭和石油。该国五分之一的能源需求由石油满足。天然气所占比例不到1%。可再生能源开始有所贡献，能源部重点发展 生物质能、风能和太阳能。
潜在问题及应对办法
在北美，已有逾一百万个钻孔接受了液压增产处理，这就是水力压裂的技术术语。关于压裂液泄漏，只有 一例有记录的案例 。当时，钻井人员在不知附近另有一个钻孔的情况下，试图给一个钻孔加压。他们发现自己的液体从地面涌出后，立即停止作业。泄漏造成的影响很小。
水力压裂作业中的逸散排放 也令人担忧，因为它们可能加剧全球变暖。甲烷的温室效应比二氧化碳 强25倍 。
但证据表明，美国水力压裂产气过程中，逸散的天然气 不到1% 。人们认为其影响很小。在美国，湿地中 自然逸散 的天然气量约为其100倍。
此外，还有一个问题：天然气或石油开始流出时，排出的 水 该如何处理。这些水含有钻井过程中带出的化学物质、沙子和泥土。在美国，废水正采用 常规水净化技术处理。它可以通过常规水净化技术处理，并以低成本恢复到适用于农业的水质。不过，若要处理成可饮用水，成本会更高。
人们也担忧水力压裂所用化学物质的毒性。这些担忧源于行业起步时，添加剂的成分被严格保密。然而，如今添加剂属于商业供应品，销售方会 披露其成分。近期，美国环境保护署通过了要求 全面披露的法规。
水力压裂确实会造成环境破坏。环境保护署近期 发布了一份报告 ，探讨水力压裂及其对水的影响。该报告正在征求公众意见并接受同行评审。曾发生过向溪流和市政污水处理设施 非法排放 的情况。但大多数此类事件都是由于 处理不当 从井中排出的水所致。
在北美，许多水力压裂作业由被称为“野猫钻探者”的小公司实施，它们从事投机性钻井。这些公司 不愿投入太多资金 清理废水。壳牌和英国石油公司（BP）等大型天然气企业非常重视声誉，总体而言，它们处理废水的方式更负责任。
水力压裂的水循环。
美国环境保护署
保障安全所需的条件
首要问题显然是如何处理废水。
也有一些缓解因素。南非拥有完善的 水资源法规 ，执法水平也相当不错。水务部拥有超过 900名环境监察员。此外，潜在的钻井企业主要是大型公司，它们十分清楚，对环境不负责任会损害自身声誉。
页岩气生产造成的环境影响，与 煤炭开采造成的影响相比微不足道。直径15厘米、深5公里的钻孔所扰动的地壳体积，与南非唯一一处 露天煤矿所涉及的3公里×5公里×120米开挖规模相比，微乎其微。
一口井的地质位置决定了用水量。在美国一些地区，每个钻孔需要约六个 奥运会标准游泳池的水量。
在 卡鲁这一南非半干旱地区，除非找到替代水源，否则这种用水量十分奢侈。对深层地下水进行的 一项调查 显示，在地表以下2公里多处， 奥特尼夸山脉 与 小卡鲁之间有一个巨大的地下湖。
钻孔完成水力压裂后，获取这部分水可能有益于该地区。要到达这些水源，需要钻出远深于通常经济可行深度的井，并且需要与水力压裂所需完全相同的先进钻机。目前尚不确定水质最终会有多好。
最后一个担忧是钻井作业噪声很大，因为需要使用重型设备。但技术已发展到可以在不到两个月内让一口井投入生产。此外，长距离水平钻井已成为可能，使各口井之间可以相隔数公里。
投产前的障碍
北美的例子表明，这项技术能够为国家经济带来 巨大利润 。廉价天然气为新企业、大型公司以及社区创造了许多机会。
在南非复制这一成功的首要障碍是：尽管一切迹象都表明当地存在天然气，但尚不清楚能否以经济可行的方式开采。钻探并进行水力增产处理、开辟若干口井，并开始了解需要什么条件才能让天然气流出，将耗费数年时间。
南非政府仍需批准启动勘探。在政府开展必要的环境调查期间，项目有所延误。政府估计这些调查将 耗时三年，但也希望在环境调查完成前启动初步研究。
第二个障碍是天然气可供使用后如何配送。这需要处理天然气，以确保其质量适合配送，随后铺设管道网络，将天然气输送给客户。
新建发电站将成为天然气配送网络发展的关键驱动力。这将推动许多其他小型产业的创立，这些产业能够利用天然气提供的清洁热源。一项未发表的研究显示，天然气的引入带动了约300家小企业，并在夸祖鲁-纳塔尔省的 德班埃特克维尼市创造了3000多个就业岗位。
水力压裂存在可识别但可管理的风险，并有潜力解决非洲大陆的许多电力问题。它还能够创造许多就业岗位——不是在生产环节，而是在利用水力压裂可能带来的天然气方面。它也可能像在北美那样改变经济格局。
本文由 The Conversation合作发布。合作发布并不意味着世界经济论坛认同文中观点。
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作者：菲利普·劳埃德是 开普半岛科技大学能源研究教授。
图片：2013年8月15日，在英格兰南部巴尔科姆可见Cuadrilla钻井现场。路透社/加雷思·富勒/图片社。
