随着艾伯塔省严重干旱的临近,水力压裂法永久消耗了大量的水

艾伯塔省石油和天然气公司已经收到警告,今年可能没有足够的水。以下是您需要了解的有关水力压裂如何用水的信息

由于阿尔伯塔省今年夏天面临严重干旱的前景,石油和天然气行业已经收到警告,可能被迫减少用水量。

工业使用的数十亿升水被永久地从水循环中去除。

该行业之一——水力压裂——所使用的水被注入地表以下几公里处,远低于含水层。其中大部分将留在那里。据艾伯塔省能源监管机构称,任何返回地表的物质都会被污染并被视为油田废物。

阿尔伯塔油田的油气井和马
虽然农业是艾伯塔省的主要用水者,但化石燃料生产也消耗了数千亿升的水。照片:Amber Bracken / The Narwhal

甚至在降雪量低于平均水平的冬季到来之前,艾伯塔省就已经对水资源感到紧张。去年,该省也遭遇了干旱,今年的干旱预计会更加严重,因为冬季降水量太少,无法使水库和河流水位上涨,也无法在落基山脉上积雪。

如果没有更多的降雪和降雨,随着市政当局、工业、原住民和农民争夺日益宝贵的水分,该省将不得不应对有关用水和水权的艰难对话。 

对于石油和天然气行业来说,影响可能很大,该行业没有优先用水权,并且已经削减了一些水源,为干旱年份做准备。艾伯塔省能源监管机构已警告各公司,水资源短缺可能会影响其运营,尤其是在艾伯塔省南部。

平坦的地平线,暮色天空前有一个剪影的抽油机
艾伯塔省一些地区的石油和天然气公司已经收到警告,如果预计今年夏天出现严重干旱,他们可能不得不减少用水量。照片:Amber Bracken / The Narwhal

尽管油砂消耗了艾伯塔省石油和天然气工业用水的绝大多数,但水力压裂法在过去十年中变得越来越渴,而且它使用的水已经从水循环中永远消失了。

随着艾伯塔省的河流水位下降,水库水位下降到接近历史水平,以下是我们对该省水力压裂的了解,以及它如何适应有关用水的更大争论。 

水力压裂法使用了多少水,这些水会永远消失吗?

水力压裂将水、沙子和化学物质注入地下深处,使岩层破裂,释放石油和天然气沉积物——通常在地下一到四公里处。 

“水力压裂所用的水对环境来说‘无法回收’;阿尔伯塔省能源监管机构发言人雷纳托·甘迪亚(Renato Gandia)在电子邮件中表示:“它已全部从活跃的水循环中移除。” 

“所有进入井并返回地面的水都被认为是油田废物,油田废物必须在另一个油田作业中回收/再利用,或者进行深井处理。”

甘迪亚说,即使水经过处理,也无法释放回环境中。

但水力压裂法中使用的大量水(根据加拿大自然资源部资助的一项研究,高达 70% )甚至永远不会回到地面。

水力压裂中使用的水有多达 70% 被注入地下数公里处的岩层中。它将永远留在那里。
艾伯塔省农田周围的铁丝网前的柱子上挂着加拿大国旗

研究发现,水“被困在岩石基质和复杂的裂缝网络中”。换句话说,大部分使用的水都永久深埋在地下。 

我们谈论的是多少水?

油砂是该行业迄今为止最大的淡水消耗者,到 2022 年将消耗近 2300 亿升水,约占艾伯塔省化石燃料生产用水总量的 87%。(监管机构提供的最新数据来自 2022 年,所有参考数据均指淡水,不包括“再生”水或富含盐等固体的水。) 

显示化石燃料用水量的图表,总计 2600 亿升。 油砂占87%,水力压裂占9.7%。
在艾伯塔省的化石燃料项目中,油砂耗水量最大。但是,用于水力压裂的许多水在注入地下深处的岩层后会永久地从水循环中去除。资料来源:艾伯塔省能源监管机构。图:肖恩·帕金森 / 独角鲸

然而,水力压裂法正变得越来越渴求。据艾伯塔省能源监管机构称, 自 2013 年以来,该省水力压裂用水量 无论是总体使用量还是强度(指生产每桶石油的用水量)均大幅增加。

2013 年至 2022 年间,水力压裂总用水量增加了 252%。监管机构称,用水强度增加得更多,变化了 260%。 

2013 年,生产商使用了 70 亿升水。到 2022 年,这一数字将在 2018 年达到 280 亿升的峰值后增至 254 亿升。

石油和天然气行业的用水量远不及农业用水量,但它仍然消耗其份额。2022 年,灌溉农业消耗 1.6 万亿升水,而化石燃料生产消耗 2,610 亿升水。其中,2270 亿升用于油砂生产。

2022 年,在干旱开始之前和试图限制使用之前,石油和天然气行业仅使用了其分配量的 21%。 

显示艾伯塔省水力压裂用水的条形图
2013 年至 2022 年间,水力压裂用水总量增加了 252%。资料来源:艾伯塔省能源监管机构。图:肖恩·帕金森 / 独角鲸

它本可以使用 1.23 万亿升。

相比之下,拥有125万人口的卡尔加里市在2022年的用水量约为1600亿升。红鹿市是一座拥有约 106,000 人口的中型城市,2022 年的用水量约为 110 亿升

艾伯塔省的供水许可证如何运作以及谁拥有这些许可证?

艾伯塔省有一个被称为“时间第一、权利第一”的供水系统。从本质上讲,那些需要水的人——从个人到公司和市政当局——都需要申请取水许可证,并获得每年的配额。较旧的许可证意味着在缺水时具有更高的优先权。

但细节总是有点复杂。 

例如,早在第一批定居者到来之前,原住民就已经开始用水,而且这些原住民仍在继续取水——其中大多数没有许可证。在流域压力增大之前,这种非正式制度一直运作良好。 

2016年,阿尔伯塔省政府试图迫使各国接受初级用水许可证,这意味着它们将面临干旱。原住民拒绝了该提议。2019年,该省与埃尔米内斯金克里族和凯奈民族谈判达成协议,开创了与艾伯塔省原住民谈判水权的先例。 

与此同时,在阿尔伯塔省南部,也就是所谓的南萨斯喀彻温省水盆地,自 2006 年以来就没有新的许可证可用,因为没有足够的水可供使用。这就创建了一个可以买卖现有许可证的水市场。

石油和天然气公司只有所谓的“临时改道”,这意味着它们在干旱时期没有优先权,从技术上讲可能会被切断。 

水力压裂的用水发生了怎样的变化?为什么?

水力压裂技术已经存在了几十年,但是水力压裂的内容和地点已经发生了变化。地理位置和被裂开的地层类型将影响所需的水量。 

用水量还取决于特定地区使用的水井类型。例如,在该省西北部,较长的水平井(首先深入地下,然后水平延伸以获取化石燃料矿藏的井)用于挖开更多的土壤,并且需要更多的水。 

鸟瞰油砂尾矿池,水体浓稠、黑色、漩涡状。
在艾伯塔省北部,需要使用大量的水从油砂中提取沥青。图中,森科尔 (Suncor) 运营的露天矿尾矿池中流淌着废水。照片:Amber Bracken / The Narwhal

Duvernay 地层是该省中部地下的一个大型石油和天然气矿床,其油井用水量是 Cardium 地层用水量的 10 倍,而 Cardium 地层主要位于该省西部的一条长条带上。根据艾伯塔省能源监管机构的数据。

因此,尽管近年来钻探的井有所减少,但每口井的用水量随着产量的增加而急剧增加——2013 年至 2022 年间增加了 608%。

艾伯塔省目前的干旱状况如何? 

除非未来几个月出现大量降雪和降雨,否则艾伯塔省部分地区将面临严重干旱。全省河流和水库水位较低。 

截至3月4日,阿尔伯塔省的河流共发布了51条缺水预警,从西北角的海河流域一直到南端的米尔克河流域。 

水库,特别是艾伯塔省南部的水库,远低于一年中这个时候的平均水位。西南部平彻溪 (Pincher Creek) 附近的奥德曼 (Oldman) 水库的容量为 30%,而每年这个时候通常容量为 61% 至 80%。 

圣玛丽水库的水位为18%,而正常范围为 48% 至 75%。 

图片:肖恩·帕金森 / 独角鲸

该省表示,该省已进入第四阶段干旱警报,但警告称,在没有更多降水的情况下,干旱可能会进入第五阶段——最糟糕的情况,并表示正在审查一份应急计划草案。 

其中一些短缺与使用大量水进行水力压裂的地区重叠。自 6 月以来,卡夸河就发布了缺水警告——阿尔伯塔省能源监管机构的数据显示,2022 年,卡夸河因水力压裂而被抽取了 9.19 亿升水。

该建议意味着地表水临时转移许可证将根据“具体情况”予以考虑。

在水力压裂消耗水量较少的其他地区,这仍然可能是一个问题。在阿尔伯塔省南部,Matzhiwin Creek 禁止任何新的临时改道申请。2022 年,该地区的水力压裂用水量为 3000 万升。

面对干旱风险,该省和艾伯塔省能源监管机构正在做什么?

去年年底,阿尔伯塔省能源监管机构发布公告,警告公司今年夏天可能会减少用水。报告称,企业应了解临时用水许可证的条件,并计划立即节约用水,为夏季做好准备。 

“对于情况更为严峻的南萨斯喀彻温河流域,阿尔伯塔省能源监管机构将在今年冬天与行业许可证持有者联系,寻求其 2024 年未来用水需求的估计,”它表示。“面临 2024 年无法调水风险的持证人应制定应急计划。”

监管机构没有回答有关这些讨论进展如何或今年夏天可能采取哪些措施来减少用水量的问题。甘迪亚表示,省政府正在领导这些工作,问题应提交给艾伯塔省环境和保护区部。 

能源部长和环境与保护区部长的新闻秘书没有回应独角鲸提出的问题。

11 月份发布在艾伯塔省政府网站上的一份演示文稿(现已被删除(通过互联网档案馆恢复))中,该省表示已要求一些持证人停止取水,但没有具体说明是谁。它还表示,水库中的所有“保险”水都是在去年的干旱期间使用的。

今年二月,政府开始与艾伯塔省南部的主要用水者会面,试图制定自愿水资源共享协议,以便每个许可证持有者都能获得水,并要求用户了解他们的许可证、减少使用和节约用水。 

艾伯塔省政府还敦促各市政府做好限制和减少用水的准备,并成立了一个干旱咨询委员会——一些人批评该委员会排除了环境代表。 

在地方层面,石油和天然气活动受到限制。卡尔加里北部的山景地区水服务委员会已经暂停使用水力压裂法

在这份被删除的演示文稿中,该省列出了进入夏季的两个关键决策点:三月和四月需要实施水资源共享集体协议,到五月或六月则必须宣布进入紧急状态。 

更新于 2024 年 3 月 12 日上午 10:54。MT:这个故事已经更新,以纠正图表副标题中的错误。到 2022 年,石油和天然气生产消耗 2600 亿升水,而不是之前所说的 2210 亿升。

谷歌翻译As severe Alberta drought looms, fracking consumes huge volumes of water — forever