1研究背景 21世纪以前,世界能源发展的主力先是煤炭,后是石油,而在新世纪的世界能源发展格局中,天然气将很可能成为能源的主力。据有关机构预测,21世纪前半叶,具有“资源丰富、利用广泛、使用方便、排放清洁”等特点的天然气在全球能源消费中的比重将可能超过石油和煤炭,跃居第一位[1]。中国目前的能源结构极不合理,煤炭占70%,石油占约20%,天然气仅占4%左右,清洁化石能源消费的比例非常低。因此,天然气在能源消费结构中所占比例过低,未来能源需求的巨大缺口,石油产量增长的缓慢及对外依存度的不断提高,节能减排的巨大压力以及使用天然气带来的种种好处等诸多因素将会大力推动中国天然气工业的进一步发展。 随着我国天然气工业的蓬勃发展和科学发展观、构建社会主义和谐社会、资源节约型和环境友好型社会建设等重大战略发展思想的提出,天然气勘探开发过程中引起的环境影响评价问题逐步受到重视。而天然气工业作为国民经济的支柱性产业和重要的化石能源产业,其建设项目一般都具有规模大、生产工艺复杂、环境影响因素繁多、环境影响程度和范围较大、环境风险高等特点,因此天然气勘探开发项目环境影响评价问题十分复杂。当前,面对大量天然气勘探开发项目的不断推出,如何突破现有环境影响评价框架体系约束,构建更加全面科学的评价指标体系,系统地评估天然气勘探开发活动给国家和资源所在地区域环境带来的影响,已成为天然气勘探开发项目环境影响评价研究中亟待解决的重要课题。 2文献研究回顾 20世纪80年代末至90年代初,天然气勘探开发环境影响方面的研究较多,但专注于研究天然气勘探开发项目环境影响评价的文献不多。从研究视角看,大部分文献主要从环境保护和HSE管理、环境影响及风险评价、资源环境经济学和环境法学等角度展开研究。由于天然气勘探开发与石油勘探开发的环境影响非常相近,故本文将油气勘探开发的环境影响研究一起阐述。 从环境保护和HSE管理角度研究天然气勘探开发环境影响问题的文献最多。这些文献主要从天然气勘探开发各个业务环节中产生的自然环境污染和生态环境破坏方面分析存在的环境问题及其原因,阐述其影响机理,提出了解决环境问题的对策措施。具体而言,在油气田勘探开发环保研究方面,胥尚湘[2]、夏建江[3]、马春润等[4-6]分别研究了四川、塔里木、新疆、锦州和川西北气矿的自然生态环境特征、石油和天然气勘探开发的环境影响问题及其环保对策措施。陈文毅[7]从强化价值观的指导作用,加强环境影响的经济评价研究和开展环境影响风险分析等方面提出了石油天然气勘探开发环境保护的构想。黄山红等[8]从做好油气生产过程中产生的污染防治工作,师春元等[9]专门针对天然气勘探开发工程项目特点,贲雨壮[10]从采油污水外排项目环境管理体系构建层面,雷彬等[11]从油气田建设项目施工期环境监理管理的视角,鲍梦远等[12]从资源综合开发利用和环境保护协调性角度,王林昌[13]从政府、社会公众和石油企业三个层面,韩潇源[14]从强化环境管理、大力发展循环经济等维度分别提出了对石油天然气勘探开发环境管理的对策措施。在油气田环境影响具体因素及其管理研究方面,沈英娃等[15]对大港油田采油三厂附近的果园区进行了调查研究,得出“采油作业对果园无任何不良影响”的结论;港红磊[16]分析了我国石油勘探开发活动对湿地的影响和保护措施;贾伟玲[17]研究了油田开发过程中的大气污染传播模型;王多义等[18]分析了天然气泄漏对生态环境和农作物的负面影响问题。在国外油气勘探开发环保研究方面,谢玉真[19]和赵晓宁等[20]分别介绍了美国、加拿大、英国、荷兰和挪威等发达国家在发展油气工业中有关环保管理、环保法规、污染治理经验,认为我国石油勘探开发业与国外发达国家在环境意识、环境管理、清洁生产、污染防治等方面仍存在一定差距。 在油气勘探开发环境影响及风险评价研究方面,主要涉及目前油气田开发环评工作的问题对策和具体的油气资源开发环境影响评价指标体系和方法研究。王林昌[13]利用单因子法和模糊综合评价法对石油开采产生的环境影响进行了评价;韩潇源[14]建立了基于“压力—状态—响应”(PSR)框架的石油开发环境影响评价指标体系;黄新春等[21]从环境影响评价在油田环境管理全过程中的作用角度提出了加强环评工作的措施;曹孟等[22]分析了油气田勘探、开发过程中环境影响评价工作存在的问题,提出了在油气田勘探开发中强化环境影响评价的几点措施。在环境风险研究方面,周以琦等[23]从石油企业实施HSE管理的角度提出了预防环境风险的方法和对策。 在资源环境经济学研究视角上,现有文献主要运用环境经济学和资源经济学的相关理论展开天然气勘探开发环境影响研究。韩潇源[14]运用环境经济综合核算理论对黄河三角洲石油开采业和石油冶炼业的环境成本分别进行了估算和比较分析。范超等[24-26]认为,从资源经济学的角度看,应该把自然资源可持续发展理念植入贴现率进行计算。这些研究成果表明,巨大的价值折耗带来了石油资源利用的可持续性下降。 在环境法学视角上,陈自强[27]从分析废弃油气井的概念及其可能造成的环境损害入手,探讨了相应的民事责任、行政责任和刑事责任的构成及免责事由,并提出了若干相关法律风险防控的建议。 综上所述,目前的天然气勘探开发建设项目环境影响评价研究在环境问题分析、对策措施研究、环境保护体系建设、环境影响评价指标和评价模型构建方面虽然取得一些研究成果,但存在系统性不强、评价因子不全面、对项目生产的天然气资源环境效益重视不够等问题,尤其是在天然气勘探开发项目环境影响评价指标体系的系统性方面还需要进一步加强研究。 针对目前天然气勘探开发项目环境影响评价中存在的上述问题,本文尝试站在环境的立场上,运用系统的观点认识环境,把天然气勘探开发项目环境影响评价中的环境视作一个由要素、子系统构成的多层次复杂大系统,用系统的方法分析环境,构建天然气勘探开发项目的综合环境影响评价指标体系。#p#分页标题#e# 3评价指标体系的构建 3.1构建思路 运用系统的思想观点和思维方法构建天然气勘探开发项目综合环境影响评价指标体系的思路,见图1。首先把项目综合环境分为政策法规环境、自然生态环境、资源能源环境、经济环境、社会环境和科技环境等六大环境,然后分别为六大环境设计相应的环境影响评价因子,再为每个评价因子选择若干具体测度其特征的评价指标。这样整个天然气勘探开发项目综合环境影响评价指标体系就由目标层、准则层、因子层和指标层组成四层次递阶结构评价体系。 按照系统评价模型的设计思想,本研究把天然气勘探开发项目综合环境影响评价的最终结果命名为环境影响评价总指数。相应地,综合环境影响下分解的六个方面的环境影响评价结果命名为环境影响评价分指数,它们分别是政策法规环境影响评价分指数、自然生态环境影响分指数、资源能源环境影响分指数、经济环境影响分指数、社会环境影响分指数和科技环境影响分指数,见图2。每个分指数下设评价因子和评价指标。对每个具体的评价指标,本文按照指标性质又分为正指标、逆指标和适度指标三类。正指标是指评价指标值越大,对评价结果越有利的指标;逆指标是指评价指标值越小,对评价结果越有利的指标;适度指标是指标值越靠近某一数值,对评价结果越有利的指标。 3.2评价指标 政策法规环境影响评价指标:建设项目作为国家和地区社会经济发展的具体载体和实现形式,按照系统与要素的关系原则,它不能与国家法律法规相冲突,不能违反国家的政策导向,也不能与项目所在地的区域发展规划相抵触,否则就会对政策法规环境造成损害。天然气勘探开发项目政策法规环境评价影响正是基于这样的考虑而设置评价项目的合法性和合规性的评价指数。从国家法律法规、产业政策导向和区域战略规划三个角度分别选择了项目与国家法律法规之间的符合度、项目与国家相关产业政策的符合度、项目与区域战略发展规划的符合度三个评价指标分析天然气勘探开发项目的政策法规环境适应性(表1)。项目与国家法律法规之间符合度的评价主要考察天然气勘探开发项目在前期立项论证、中期建设和后期运营中有无违反国家法律法规、原则和程序的内容与行为;项目与国家相关产业政策的符合度主要考察天然气勘探开发项目的立项建设与国家产业政策导向相一致的程度,项目是否是属于国家大力支持的重点产业项目等;项目与区域战略发展规划的符合度主要考察天然气勘探开发项目与项目建设地的地方区域规划之间的融合性,即该项目是否属于当地经济发展规划和环境保护规划支持的项目,项目选址是否符合当地的环境功能区划等。 自然生态环境影响评价指标:环境友好型社会建设要求天然气勘探开发项目在建设施工和生产运营过程中高度重视环境污染的预防和治理,尽最大可能地开展清洁生产,减少污染物排放,加强污染物处理,控制环境污染风险,杜绝重大环境事故的发生。天然气勘探开发项目的主要环境问题包括:①大气污染。包括钻井柴油机运转产生的废气、测试放喷废气、设备检修和事故处置放喷废气以及少量泄漏的天然气等。②水体污染。包括地表水体污染和地下水体污染,主要污染物包括钻井废弃泥浆、洗井废水、残酸污水、钻井废水、采气废水和集输废水等。③土壤污染。包括含油废水、含有重金属的有害废泥浆和其他一些工业废渣等对土壤的侵蚀和污染等。④噪声污染。包括地震勘探过程中产生的爆炸、震动和噪声,钻井过程中柴油机、钻井机械设备、机动车等发出的噪声。噪声实际影响程度由噪声大小、选址与居民居住地远近、预防控制措施和建设施工期长短决定。⑤固体废弃物污染。主要包括项目生产过程中产生的固体废弃物(如钻井混合废弃物)和职工生活垃圾造成的固体污染。钻井混合废弃物是指在油气开采过程中所有固液废弃物的混合体,主要由钻井废弃泥浆、废弃钻井液、钻井废水、钻屑及压裂作业返排液等组成,是一种含粘土、加重材料、各种化学试剂、污水、污油和钻屑等的多相稳定悬浮胶体体系,是石油天然气勘探开发过程中影响生态环境的主要废弃物之一。⑥非污染的生态影响。主要包括钻井井场等设施占地破坏植被,项目建设营运影响生物种群栖息迁移,勘探开发钻井引起地质灾害、水土流失等。部分具体的项目还可能涉及到对湿地、自然保护区、名胜古迹、旅游风景区等的影响。在评价上述天然气勘探开发项目环境污染、非污染生态影响及其治理效果的同时,由于天然气勘探开发项目属于清洁化石能源开采类项目,项目建成投产后将产生大量优质、高效、清洁的天然气资源,形成良好的环境效益,因此有必要对天然气勘探开发项目的环境收益进行客观评价。 综上所述,天然气勘探开发项目的自然生态环境影响评价将从环境污染、生态环境影响、环境治理指标和天然气环境效益四个方面进行综合评价。从影响性质上讲,环境污染、生态环境影响属于项目的负面影响,而环境治理和天然气环境效益是正面影响,尤其是天然气环境效益是天然气勘探开发项目独特的正面影响。参考现有的一些文献研究成果[13-14,28-33],本文设计了17个天然气勘探开发项目自然生态环境影响评价指标(表2)。需要特别说明的是,由于我国能源消费结构的未来变化趋势主要是煤炭消费比例的减少和天然气消费比例的增加,因此天然气环境效益评价主要评价天然气勘探开发项目生产的天然气替代煤作为燃料降低污染物排放量而产生的环境效益。有关资料表明,使用1000m3天然气相当于替代1.32t煤,减少CO2排放1.89t、SO2排放0.14t、粉尘排放1.59t。按照世界银行将污染危害转化为经济价值的方法计算,经济越发达,天然气环境效益越高。以四川省成都市为例,目前每利用1000m3天然气的环境效益大于1381.30元[31],因此将项目生产的天然气乘以1381.3元/1000m3天然气的结果就可得到项目天然气环境效益折算总额。 资源能源环境影响评价指标:资源节约型社会建设要求天然气勘探开发项目在建设施工和运营管理中必须尽可能地节约资源和能源。按照低碳经济和循环经济的要求,建设项目还应尽可能地实现资源能源的循环利用和综合处理。此外,由于天然气是不可再生和不可回收的稀缺资源,因此天然气勘探开发项目资源能源环境影响评价还应涉及到天然气资源的科学和合理利用问题。在参考相关文献研究成果[14,28-30,32-33]的基础上,本研究选择资源能源消耗资源科学开发和资源循环利用等三个评价因子来综合评价建设项目对资源能源环境的影响。具体评价指标分别是万元产值占用土地面积、万元产值耗水量、万元产值能耗量、储采比合理性、采气速度合理性、储层保护力度、天然气采收率、钻井泥浆循环利用率、气田水重复利用率、天然气损耗率和伴生资源综合利用率(表3)。需要说明的是,项目土地占用面积不但包括直接的勘探开发井场、集气站、集气末站、气田内部集输系统等工程占地,还应包括主体工程配套建设的道路、供电、供水、通信、自控、天然气净化厂及污水回注站等工程的占地。项目耗水量包括项目生产耗水量和员工生活耗水量。项目耗能应是项目建设运营中消耗煤、电、油、气等各种能源综合折算成标准煤后的总耗能量。值得注意的是,由于我国的天然气储存设施系统不完善,天然气供应调峰问题一直得不到很好的解决,特别在冬季出现“气荒”时,只有通过上游加快天然气开采速度来满足急剧增长的天然气需求。但是,过大的采气速度带来的问题是违反天然气科学开采规律,结果将导致天然气采收率的降低和不可再生清洁能源的浪费。因此,从资源科学开发的角度,本研究设计了采气速度合理性和天然气采收率来衡量天然气资源开发的科学水平。此外,储采比合理性和储层保护力度也是天然气资源科学开发的重要评价指标。#p#分页标题#e# 经济环境影响评价指标:从地方经济发展的角度看,天然气勘探开发项目应在带动区域经济发展中发挥重要作用。天然气勘探开发项目对区域经济发展的影响主要表现在:①项目产值对地方GDP贡献较大,尤其是在中西部一些经济落后、以农业为主的地区,天然气勘探开发项目产值将成为地方GDP的重要组成部分。②项目建设和运营将向地方缴纳各种税费,包括土地征用补偿费、生态补偿费、安置补助费、排污费和资源税等。③天然气勘探开发项目建设会带动地方配套产业和配套商业的发展。由于天然气可作为许多工业的原料和燃料,一些地方因为天然气勘探开发项目而配套建设了天然气化工、天然气发电、建材等产业。④天然气勘探开发项目建设将对地方人均收入产生积极的影响。在参考借鉴相关文献[28-31,33]的基础上,天然气勘探开发项目经济环境影响评价选择了区域GDP贡献、区域财税贡献、配套产业拉动、居民收入贡献等4个评价因子,进一步分别采用项目产值占区域GDP的比重、项目上缴税费占区域财税收入总额比重、项目配套产业产值占区域总产值比重、项目配套商业总收入、项目职工收入占当地居民总收入的比重和居民收入增长贡献率等8个评价指标对上述评价因子进行具体测度(表4)。 社会环境影响评价指标:从现代区域社会发展的进程看,天然气勘探开发项目对区域社会发展有重要推动作用,主要表现在通过项目建设改善当地的道路、通信、电力等基础设施,促进当地工业化和城市化进程,提升社会文明程度,提高居民生活质量,增加社会福利等方面。对天然气勘探开发项目的社会影响问题要辨证地进行分析,如果项目在环境保护、资源节约、土地补偿、拆迁安置、就业保障、社会公益等方面做得好,当地居民满意,那么项目建设将有利于促进当地社会稳定;相反,则可能产生社会问题,激化社会矛盾冲突,恶化当地的社会治安环境,降低社会稳定性。在参考借鉴相关文献[28-31,33]的基础上,研究选择社会发展影响、社会稳定影响、社会文化适应、社会公益贡献等4个评价因子,具体评价指标包括基础设施改善率、工业化进程贡献率、城市化进程贡献率、就业率增长贡献率、拆迁安置率、失地农民社保参保率、社会冲突化解率、公众支持率、文化适应性和项目社会公益捐赠额(表5)。 科技环境影响评价指标:科学技术是第一生产力。项目是科技创新的问题来源和应用载体。许多科技创新成果的产生都源于项目建设和运营管理中的具体问题,而这些科技创新成果的推广应用又反过来促进了项目的建设和管理。天然气勘探开发项目属于技术密集型项目,从地质、物探到钻井、开发、采气、集输、净化等生产工艺环节涉及诸多的科技研发和应用,因此从科技进步和科技环境改善的角度看,进行天然气勘探开发项目的科技环境影响评价非常必要。在参考借鉴相关文献[28-29,33]的基础上,本文设计了科技创新、新技术推广应用和专业知识普及3个评价因子对天然气勘探开发项目的科技环境影响进行综合评价,进一步设计了项目申请获准专利数、项目推广应用新技术数和项目普及科技知识次数3个评价指标分别对评价因子进行测度(表6)。项目申请获准专利数是指在项目建设和运营中产生各种类型的专利数量;项目推广应用新技术数既包括天然气勘探开发方面的新技术应用,也包括节能减排、循环经济、项目管理等方面的先进技术方法的应用;项目普及科技知识次数是指项目建设运营中向当地干部和民众宣传天然气及其安全环保方面的科技知识次数,具体形式可以是发放宣传资料,开设讲座报告或培训班等。 4结语 在我国天然气工业快速发展的大好形势下,在科学发展观、构建社会主义和谐社会以及资源节约型和环境友好型社会建设等重大战略发展思想的指导下,本文运用系统的思想观点和思维方法建立了天然气勘探开发项目综合环境影响评价指标体系。该评价体系把综合环境影响评价分为政策法规环境影响、自然生态环境影响、资源能源环境影响、经济环境影响、社会环境影响和科技环境影响等六大环境影响进行评价。借鉴环境影响评价的相关研究成果,分别为六大环境影响评价设计了具体的评价因子和评价指标。本文提出的天然气勘探开发项目综合环境影响评价指标体系不但对天然气勘探开发项目环境影响评价具有重要的指导作用,而且对其他各种类型的建设项目环境影响评价也具有一定的参考价值和借鉴意义。
