1、問(wèn)題的提出

　　據(jù)美國(guó)枟油氣雜志枠預(yù)測(cè)，世界石油產(chǎn)量到2015 ～ 2020 年將達(dá)到頂峰，此后便走“下坡路” ，這意味著石油供需矛盾日益突出。我國(guó)能源匱乏困境局面更加嚴(yán)峻，尤其是天然氣和石油，2011 年，我國(guó)55％ 的石油、30％ 的天然氣依靠進(jìn)口，對(duì)外依存度將逐年提高，這種局面已對(duì)國(guó)家安全造成威脅，更是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的障礙。嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)迫使我國(guó)必須加快促進(jìn)非常規(guī)油氣資源也就是頁(yè)巖氣的有效開(kāi)發(fā)，以緩解我國(guó)油氣資源短缺的局面。

　　頁(yè)巖氣是指賦存于暗色富有機(jī)質(zhì)和極低滲透率的泥頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖以及砂巖夾層系統(tǒng)中，在頁(yè)巖孔隙和天然裂縫中以游離方式存在，在干酪根和黏土顆粒表面上以吸附狀態(tài)存在，甚至在干酪根和瀝青質(zhì)中還可能以溶解狀態(tài)存在的天然氣，是自生自?xún)?chǔ)、連續(xù)聚集的非常規(guī)天然氣藏。頁(yè)巖氣作為儲(chǔ)量巨大、具備商業(yè)開(kāi)采能力的非常規(guī)油氣資源之一已引起各國(guó)充分重視。

　　據(jù)國(guó)外權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，全球非常規(guī)天然氣資源量近4000 × 10 12m3 ，約為常規(guī)天然氣資源量的8倍，其中頁(yè)巖氣約為456 × 10 12m3 ，美國(guó)是世界上頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)最為成功的國(guó)家，2011 年，美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量超過(guò)1800 × 10 8m3 。除北美的美國(guó)、加拿大以外，歐洲的德國(guó)、法國(guó)、波蘭等一些國(guó)家也積極地大力進(jìn)行頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)工作。

　　我國(guó)具有與美國(guó)大致相同的頁(yè)巖氣資源前景和開(kāi)發(fā)潛力。中美頁(yè)巖氣聚集的機(jī)理?xiàng)l件、地質(zhì)條件相似。我國(guó)主要盆地和地區(qū)的頁(yè)巖氣可采量大約為26 萬(wàn)億m3 ，我國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量只需達(dá)到美國(guó)的1／3 ，就可以彌補(bǔ)目前國(guó)內(nèi)300 億m3 的天然氣供需缺口 。

　　面對(duì)如此巨大的頁(yè)巖氣資源，我國(guó)也制定了國(guó)家頁(yè)巖氣發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，以期在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)上獲得突破，在當(dāng)前頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)受到政策鼓勵(lì)和企業(yè)熱捧的背后，隱藏著環(huán)保監(jiān)管法規(guī)空白的憂患。頁(yè)巖氣特殊的開(kāi)發(fā)方式導(dǎo)致其開(kāi)發(fā)過(guò)程中不確定因素多，環(huán)評(píng)難度比常規(guī)天然氣大，目前我國(guó)在該領(lǐng)域還是一片空白，亟須建立專(zhuān)門(mén)針對(duì)頁(yè)巖氣環(huán)保方面的法規(guī)。

　　2、頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)所面臨的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

　　根據(jù)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的上述機(jī)制作為指引，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的前期應(yīng)充分識(shí)別開(kāi)發(fā)的各種環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)最主要存在污染大氣和對(duì)水方面的污染，具體污染形態(tài)及產(chǎn)生原因如表1 所示。

　　表1 　頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)面臨的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

　　3、頁(yè)巖氣環(huán)保開(kāi)發(fā)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

　　頁(yè)巖氣環(huán)保開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)的目的是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在頁(yè)巖氣戰(zhàn)略實(shí)施過(guò)程中，充分考慮可能涉及的環(huán)境問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)盡可能選擇簡(jiǎn)單、實(shí)用、經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)可行的評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)結(jié)論應(yīng)具有可操作性。

　　本文將整個(gè)指標(biāo)體系分為水環(huán)境、大氣環(huán)境、自然資源與生態(tài)保護(hù)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展能力建設(shè)等4 方面指標(biāo)。在4 項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)之下，又設(shè)有18個(gè)二級(jí)指標(biāo)作為循環(huán)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新評(píng)價(jià)體系中的指標(biāo)層 ，如表2 所示。

　　表2 　頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)環(huán)境目標(biāo)與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

　　4、頁(yè)巖氣環(huán)保開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系權(quán)重判定及評(píng)價(jià)方法

　　頁(yè)巖氣環(huán)保開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系評(píng)價(jià)方法有多種，如AHP 法（層次分析法） 、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊綜合評(píng)價(jià)法、灰色關(guān)聯(lián)分析法等都可以采用，下面介紹AHP 法（層次分析法）在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)環(huán)境保護(hù)中的具體運(yùn)用。

　　4 ．1 　AHP 法（層次分析法）及權(quán)重的判定

　　AHP 法是一種根據(jù)問(wèn)題和要達(dá)到的目標(biāo)，將復(fù)雜問(wèn)題層次化，分解為不同組成因素的一種科學(xué)方法。按照因素間的相互關(guān)聯(lián)及隸屬關(guān)系將因素按不同層次聚集組合，形成一個(gè)有層次的分析結(jié)構(gòu)模型，同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)和基本原則，對(duì)各層次的因素進(jìn)行對(duì)比分析。引入1 ～ 9 比率標(biāo)度方法構(gòu)造判斷矩陣、求解判斷矩陣最大特征值及其特征向量，并得到各因素的相對(duì)權(quán)重，n 階判斷矩陣權(quán)重向量公式為式（1） 。

　　式中：wi 為第i 個(gè)權(quán)重向量，n 為項(xiàng)數(shù)，aij為指標(biāo)第i項(xiàng)與第j 項(xiàng)的相對(duì)權(quán)重。

　　在使用層次分析法的同時(shí)結(jié)合使用專(zhuān)家咨詢(xún)法，則權(quán)重更具有代表性、精確性和科學(xué)性。主要是選擇對(duì)本學(xué)科或相關(guān)專(zhuān)業(yè)專(zhuān)家學(xué)者進(jìn)行咨詢(xún)，讓各位專(zhuān)家在各項(xiàng)指標(biāo)已標(biāo)度的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上填寫(xiě)判斷矩陣表，為精確起見(jiàn)可進(jìn)行多輪專(zhuān)家意見(jiàn)反饋。矩陣判斷值取專(zhuān)家的幾何平均值，用和積法算出各矩陣的最大特征正根λmax 及其對(duì)應(yīng)的特征向量W ，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，即得出各層次指標(biāo)的排序結(jié)果。

　　4 ．2 　評(píng)價(jià)方法

　　本研究評(píng)價(jià)方法首先采用線性加權(quán)法，即按不同指標(biāo)所占的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)，得出綜合指數(shù)。最后再采用生態(tài)化程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)判定頁(yè)巖氣生態(tài)化安全水平等級(jí)（表3 ） 。生態(tài)化程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是參照2004 年中國(guó)科學(xué)院設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展能力指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，是經(jīng)國(guó)內(nèi)多位專(zhuān)家認(rèn)可并使用，具有廣泛的應(yīng)用性與科學(xué)性。

　　表3 　頁(yè)巖氣生態(tài)環(huán)境安全狀況分級(jí)表

　　計(jì)算步驟如下所示。

　　1） 指標(biāo)層每一指標(biāo)指數(shù)

　　式中：Sj 為指標(biāo)層某一指標(biāo)指數(shù)；Xj 為該指標(biāo)規(guī)劃值；Tj 為該指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值。指標(biāo)規(guī)劃值是根據(jù)現(xiàn)狀值計(jì)算得出。

　　2） 因素層每一指標(biāo)指數(shù)

　　式中：V i 為因素層某一指標(biāo)指數(shù)；m 為該指標(biāo)所包含的次級(jí)指標(biāo)總項(xiàng)數(shù)；Sj 為指標(biāo)層某一指標(biāo)指數(shù)；W j 為第j 個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

　　3） 生態(tài)化綜合指數(shù)

　　式中：ECI 表示頁(yè)巖氣生態(tài)綜合指數(shù)；V i 為因素層某一指標(biāo)指數(shù)；W i 表示第i 個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

　　頁(yè)巖氣生態(tài)環(huán)境安全狀況可設(shè)定為1 ～ 5 級(jí)，對(duì)應(yīng)權(quán)重系數(shù)范圍分別為0.9 ～ 1.0 ，0.8 ～ 0.89 ，0.6 ～ 0.79 ，0.4 ～ 0.59 ，0.00 ～ 0.39 ，相應(yīng)環(huán)保安全級(jí)別為優(yōu)、良、中、差、很差，具體內(nèi)容見(jiàn)表3 。

　　由于頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)工作剛剛起步，具體實(shí)施的地區(qū)還不多，本研究以四川已實(shí)施地區(qū)為對(duì)象，收集樣本，運(yùn)用前述方法，得出頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)指標(biāo)體系各指標(biāo)有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4 ，以作為決策的參考。

　　表4 　頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)指標(biāo)體系各指標(biāo)相對(duì)于總目標(biāo)的合成權(quán)重

　　5、結(jié)論

　　頁(yè)巖氣在未來(lái)的幾十年內(nèi)對(duì)我國(guó)能源戰(zhàn)略將起到一個(gè)非常重要的作用，由此指標(biāo)體系可以得出，我國(guó)尚處于頁(yè)巖氣的發(fā)展初期，在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)伊始就要把頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)污染問(wèn)題納入決策體系，政府在頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與培育中，應(yīng)注重以下考慮兩個(gè)方面。

　　第一，必須考慮到頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)活動(dòng)對(duì)水及大氣等環(huán)境影響后果，采取預(yù)防措施杜絕和降低相關(guān)影響后果。

　　第二，在發(fā)展頁(yè)巖氣這項(xiàng)改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵戰(zhàn)略中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)自然資源與生態(tài)保護(hù)以及可持續(xù)發(fā)展能力建設(shè)相互協(xié)調(diào)問(wèn)題，應(yīng)盡可能使環(huán)境與頁(yè)巖氣發(fā)展和諧同步。