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能源开采如何改变北极?(下)

2014-01-03 13:44 作者:李伟来源:三联生活周刊
在北极进行勘探是一件艰苦的工作。确定大陆架在哪里终止,就是要搞清楚岩石类别发生变化和海洋开始的精确地点。通常说,这要求刺穿冰壳,在冰面下爆破作业。美国科学家还采用了超敏感声纳技术,通过回波绘制海底地形图。尽管仪器的精度很高,但勘察依然受水面解冻断裂冰川割破所产生的影响。勘察结果显示,北极的海底地形仍有许多地域模糊不清。

技术与环境

能源储量是一个问题;如何把这些纸面财富“挖”出来,则是另一个问题。

在极地的夜空下,灯火通明的斯诺赫维特液化天然气工厂被白雪覆盖,仿佛插满蜡烛的奶油蛋糕。但当你通过身份认证走进厂区后,就会发现环境远没有那么温馨。极地的狂风吹得人行走艰难,工作人员会特意提醒访客,不要走在公路的外侧,担心会被风吹入大海。工程师们设计了一个蓄水池,引入海水作为冷却剂。几年下来,蓄水池里游进来很多大鱼,包括三文鱼、鳕鱼、大比目鱼。鱼群悠游其间,仿佛它们才是这里的主人。

由于北大西洋暖流的影响,哈默菲斯特已经拥有同纬度最好的气候条件了,其他地区的条件则远为严酷。

俄罗斯西伯利亚地区某油田的石油工人在极寒的环境中工作(摄于1990年)

对于大部分人来说,在北极工作的主要挑战就是天气寒冷。对设备也同样如此。极端环境要求设备具有更高的可靠性。

“这里地广人稀,城市和城市、人和人之间的距离都非常远,造成后勤供应困难重重。所以在这里开采油气资源,比在世界任何地方的成本都高。”邦尼(Bunny Nooriany)告诉本刊记者,他是Aker Solutions公司的企业交流部主管。AkerSolutions是一家专门提供极地开采服务的技术公司,在全球多个国家都设有代表处。

北极地区全年大部分时间气温极低,但在比较温暖的时候,地面积雪、冻土会部分融化,陆地就会变成无法通行的沼泽,所以很多陆上勘探活动只能在严酷的冬季进行。在冬季,当温度降到低于至少零下20摄氏度时,地面被冻得足够坚硬,可以支撑重型卡车和设备。此外,经常需要将邻近河流湖泊中的水浇在地面上,建造冰路和冰桥。

在极地,通讯也非常困难。太阳风暴会向宇宙空间释放大量能量。“保护我们免受能量粒子伤害的地球磁场,在南极和北极有异常的表现。实际上这些粒子能够渗透大气进入南北极地区,进而干扰通讯系统,破坏定位系统。”邦尼说,“通讯卫星大多围着赤道旋转,所以在遥远的极地地区,通讯信号非常弱,没法利用通讯卫星来传输信号。打电话都很困难,发短信和上网几乎就不可能了。”

在北极,海上钻井与陆上钻井都会遇到复杂问题,因为北极水面无冰的季节很短,大部分时候环境十分恶劣。强海流、猛烈的暴风雪、多年的积冰、浮冰甚至冰山,都会增加钻井作业的风险。“当要在海面作业开采石油时,必须得考虑冰块的变化对钻井工作台的影响。所以我们得了解冰块形成变化的机制,才能应付这些问题。”邦尼说。

固井作业也面临极大挑战。一般的水泥在凝固过程中通常会释放热量,释放出的热量将导致永冻层融化,使井筒周围产生液态水,导致地层变得疏松、不稳定。如果永冻层含有天然气水合物,那么这些水合物会分解,释放大量甲烷,导致危险发生。这就需要使用专用水泥。水泥的组分经过精心设计,将水泥固化时的水化反应的放热量达到最低。

“在北极这个从未开发过的地区,还有许多未知风险的存在。在石油资源日益匮乏,人类不断寻找新项目开发的过程中,我们需要更多知识、更完善的设备以及更可靠的技术。”邦尼说。

尽管近几年来极地的勘探与采油技术有了很大进步,但危险始终存在,一旦发生事故,都将产生极为严重的环境问题。

2010年5月,墨西哥湾漏油事件及其造成的生态灾难和经济损失就引发了对海洋油气开发活动的环境安全关注。由于北冰洋上覆海冰,沿岸的油气泄漏紧急响应、救援设施和技术缺乏,环境和生态系统尤其脆弱。一旦发生类似意外事故,北冰洋可能会变成废海,后果难以设想。

墨西哥湾漏油事件曾延缓了北极开发的热潮,挪威推进巴伦支海油气开采计划也受到了质疑。英国剑桥大学海洋物理学家彼得·沃德姆斯就曾表示:“如果北极的油井泄漏,冬季海冰开始形成,位于泄漏点附近的海冰会将油污吸收后继续漂浮。虽然人们正努力研发新技术,但目前还没有有效方法可清除冰上及冰下的油污。”

但墨西哥湾漏油事件对北极油气活动的影响是短期的,不足以阻滞未来北冰洋油气资源的全面开发。“这是因为,技术上,北冰洋油气储量中天然气超过原油,目前已经开始生产的斯诺赫维特等都是气田,还没有一个产油的油田,对海洋环境污染远小于原油开发。类似水平井技术发展,使得离岸不太远的陆架油藏可以在陆上钻取,降低海洋原油污染风险。”张侠说。

“战略上,鉴于北冰洋油气资源的体量及其在俄罗斯、美国、欧盟诸大国全球能源战略中的重要地位,挪威、加拿大、丹麦(格陵兰)等北冰洋沿岸国家也将油气开发当作其北方地区经济发展的主要支柱。因此北冰洋油气活动趋于活跃的长期趋势,是不会发生改变的。”张侠说,“但是围绕北冰洋油气活动更趋严格的技术门槛、环境标准、泄漏事件紧急处置和救援等方面,将在相关国家、石油企业和国际油气组织间展开新一轮的博弈。”

针对环境问题,2009年4月北极理事会专门通过了《海上油气开采指南修订版》,提出了北极地区能源开采的技术标准。“《指南》推荐了一些可供选择的标准、技术与环境方面的最佳方案、管理政策以及对北极海上油气开采活动的监管等。同时,北极理事会敦促各国在制定北极地方法规中,将这一《指南》作为最低标准。”北极理事会副秘书长尼娜(Nina Buvang Vaja)告诉本刊记者。

 

“搁置争议,继续生意”

当北极资源不断升值后,围绕北极地区的主权矛盾也摆在了桌面上。主权问题对能源开发进程更具主导的作用。因为它直接决定了资源的产权问题。

汉斯岛(Hans Island)是一座面积不足1.3平方公里的无人岛,该岛处于加拿大的埃尔斯米尔岛和丹麦的格陵兰岛之间。这里严冬的气温始终保持在零下40摄氏度以下,除了海豹和北极熊外,任何生物都难以生存。

但近年来,加拿大与丹麦两国围绕着这个岛的领土主权多次爆发“冷战”,竞相采取登岛、插旗、立碑等行动宣誓主权。争执起源于1973年两国就内尔斯海峡划界达成的协议,双方通过中间线划定了此处的海域界限,但对于中间线附近的汉斯岛的归属没有明确。
汉斯岛的主要价值在于其所带来的周边海域,包括专属经济区、大陆架甚至是北冰洋的200海里外大陆架的划分和归属问题。

俄罗斯科学家在摩尔曼斯克进行科考(摄于2009年)

“主权与管辖权争议,作为局势紧张或冲突的可能原因时隐时现,它具有破坏北极地区经济发展的可能性。”挪威船东协会主席亨利克森(Sturla Henri ksen)告诉本刊记者。2010年,俄罗斯和挪威签署了在巴伦支海的边界条约,结束了长达40年的领海争议,此后俄、挪两国都加快了这一海域的能源勘探与投资。

但目前,在北极区域仍有四个双边边界问题悬而未决,涉及俄罗斯与美国之间在白令海与科楚齐海、加拿大与美国之间的波弗特海、加拿大与丹麦(格陵兰岛)之间的林肯海、加拿大与丹麦(格陵兰岛)之间的汉斯岛。在四个双边纠纷中,就包括了具有潜在石油资源的海底区域。
若在领土划分上出现纠纷,相邻国家一般都是采取邻国之间的对等谈判并以此为基础寻求解决,但海疆的划分则截然不同。海洋国境线的划分界定,是由科学、政治以及国际法等诸多错综复杂要素决定。

根据《联合国海洋法公约》的规定,任何国家都有权利宣布自本国海岸线向外延伸200海里的海域为其专属经济区。一个国家还可以宣布,拥有自该区延伸至该区以外远至150海里以至更远的大陆架。但最后确定海域国境线的海位,必须要根据海底地形的具体勘察资料、详细的海图,由联合国大陆架界限委员会审议决定。

于是,濒临北冰洋的各国掀起了一场北极海床地质调查热。丹麦和加拿大计划花长达10年的时间,研究海底的罗蒙诺索夫海脊,它位于北冰洋之下,在加拿大和俄罗斯之间。如果证明这一海脊与加拿大或格陵兰岛的陆地相连,将对确定未来的领土主权具有决定性作用。

美国也一直在忙着勘察冰下地形。美国新罕布什尔大学沿海及海洋制图中心已经两次派遣调查队前往阿拉斯加以北的楚克奇海,以计算出未来主权要求的可能界限。

在北极进行勘探是一件艰苦的工作。确定大陆架在哪里终止,就是要搞清楚岩石类别发生变化和海洋开始的精确地点。通常说,这要求刺穿冰壳,在冰面下爆破作业。美国科学家还采用了超敏感声纳技术,通过回波绘制海底地形图。尽管仪器的精度很高,但勘察依然受水面解冻断裂冰川割破所产生的影响。勘察结果显示,北极的海底地形仍有许多地域模糊不清。

俄罗斯提出领土要求的依据,是贯穿北冰洋的海底山脉罗蒙诺索夫海岭,他们认为这条海岭是俄罗斯大陆架的延伸。有趣的是,“罗蒙诺索夫”是俄罗斯早期启蒙运动学者,也是北极扩张的热心支持者。他曾高喊,“俄罗斯将崛起于西伯利亚和北冰洋”。

2001年12月,俄罗斯向联合国大陆架界限委员会提交了第一个北冰洋区域大陆架划界案。方案涉及鄂霍次克海、白令海、巴伦支海以及中北冰洋之间的大片区域,面积达到了158万平方公里。俄罗斯要求确认这一大块区域属于其大陆架的延伸部分。但经过大陆架界限委员会的审议认为,俄罗斯所提供的该海域海底地形的资料不充分,不能把罗蒙诺索夫海岭视为《海洋法公约》中的海底高地,委员会要求俄罗斯提供进一步的资料和方案。

为了补充足够的资料,2007年6月,俄罗斯的地质考察小组在核动力破冰船的开路下,对北冰洋进行了为期6周的考察。俄罗斯深海机器人“和平1号”,将一面钛合金的俄罗斯国旗插在了4261米神的北冰洋底。俄罗斯宣称,已经找到证据,证明绵延2000公里的罗蒙诺索夫海岭是俄西伯利亚大陆的自然延伸,属于俄罗斯大陆架。按照俄罗斯的主张,北极地区近120万平方公里的大陆架应划归俄罗斯。

俄罗斯的耗费400万美元的海底插旗行为,引发了地区局势的紧张,其勘察结果也遭到了周边国家的质疑。

“因为俄罗斯主张的区域与丹麦和加拿大主张区域重合,所以很多观察家认为北极大陆架划界是一个爆炸性问题。”亨利克森在接受采访时说,“但是,即使有争端的可能性,这也并不意味着就是公开冲突。”

因为,俄罗斯与大陆架界限委员会的交锋可能会持续数十年时间,争端会向后推迟,而更重要的因素,还在于北冰洋的资源特点。根据美国地质调查局的评估,大多数油气田都可能会在相对较浅的海域被发现,也就是说在各国200海里的专属经济区内,这些没有争议的大陆架几乎还没被开拓过。

围绕北极的新政治秩序还在建立之中,但这并不妨碍目前北极的油气开发进程。

“毕竟,可能存在争议的海底区域过于深邃,这些地区还搞不清具体资源价值。”亨利克森说,“经济利益的现实评估也显示不值得发生冲突。所有北极国家都会看到他们的利益在哪里,搁置争议——同意还是不同意——然后继续着他们的生意。”

 

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