由頁巖氣引發的“能源革命”已席卷全球。而美國賓夕法尼亞州（簡稱賓州）正是這場“能源革命”的發起地之一。

實際上，除了擁有豐富的頁巖氣資源外，賓州蘊藏有豐富的煤、氣、油等化石能源，這為美國現今的第一強國地位提供了巨大的“動力支持”。

目前，隨著美國經濟發展以及環境變化的新趨勢，賓州在維持傳統能源優勢的基礎上，積極發展新興能源。無論新能源，還是傳統化石能源的研發、使用與遭遇的挑戰，都對賓州乃至整個美國能源市場和經濟發展產生了一定的影響，也為其他國家的能源發展提供了借鑒。

煤炭基地難復蘇

賓州地處美國東部，西北臨伊利湖，北和東北接紐約州，東接新澤西州，南連馬里蘭州，西與俄亥俄州接壤。面積117408平方公里，在50州內列第33位。賓州是美國最初13個州之一，1787年12月12日加入美國聯邦，繼特拉華州之后第二個承認聯邦憲法，成為美國第二個州。賓州是美國歷史上很多重要篇章的誕生地，其中宣告美國作為一個新國家誕生的《獨立宣言》便出自于此。因其特殊貢獻和地理位置，賓州被稱為美國的“拱頂石州”。

賓州煤藏豐富，產量僅次于西弗吉尼亞州，居全國第二位，州東北部是美國無煙煤的主要產地。有關賓州煤炭的最早記錄出現在大約1752年約翰·伯廷繪制的地圖上。1762年第一個無煙煤的記錄出現在約翰·詹肯斯所繪制的地圖上，七年后無煙煤第一次由戈爾兄弟在他們的鐵匠鋪里使用。

據計算，賓州擁有儲量超過840億噸的煙煤、大約230億噸的無煙煤，和總量達1070億噸的半無煙煤。目前，賓州仍舊擁有總量達760億噸的煤炭，其中包括640億噸煙煤和120億噸無煙煤。更直觀地講，假設賓州未開采之前所有的煤炭資源都在一個寬和長都是一英里，高17英里的木桶里，經過上百年的開采挖掘之后，此木桶目前的高度仍有12英里。可見，賓州煤炭資源豐富，未來仍舊是美國乃至世界源源不斷的煤炭產地。

賓州的煤炭主要用于發電，焦炭煉鐵，零售銷售給小的消費者和其他工業用途。其中，大約77%的煤炭都用于發電，4%的煤炭生產（主要是瀝青）用于焦炭制造；零售和商業銷售所占比例不足1%，工業用煤占6%左右。除了國內使用，大約12%的賓州煤炭產量用于出口到加拿大和歐洲。未來，用于發電的煤炭量很有可能繼續增加而其他用途煤炭量則會比較穩定或者下降，這主要是由于天然氣更具競爭優勢。一些公共事業公司最近宣布，8%的美國燃煤發電設施已經退役。

將天然氣存入地下

賓州和整個阿巴拉契亞盆地是一個“成熟的盆地”，這里已有百年以上的鉆探油氣活動。到目前，鉆探活動主要集中在深達3000到5000英尺的盆地，那里包含有大量的油氣資源。2012年12月，美國北達科他州、俄亥俄州和賓夕法尼亞州加在一起石油日產量達到150萬桶，超過了伊朗的出口量。

1854年，以美國律師喬治·比斯爾和詹姆斯·湯森為首的投資群體成立了賓夕法尼亞石油公司，這是全世界第一家石油公司。1859年，“石油鼻祖”德里克在西北部的泰特斯維爾用鉆井的方法打成世界上第一口油井，開啟了近代石油工業的大門，人類歷史上的現代石油工業由此誕生。1860年,賓夕法尼亞州出現了第一家大型的煉油廠和第一條石油管道，自那之后，賓州的油田已經生產了14億桶的原油，這些原油可填滿650萬個直徑40英尺、深4英尺的泳池仍綽綽有余。

賓州的天然氣生產已經超過了10700億立方英尺，存儲在上游砂盆巖地下1900英尺到2200英尺之間的天然氣，可以為所有賓州的家庭持續供熱超過2000年。如今，賓州已形成一個縱橫交錯的巨大管網線格局。天然氣從這些管道運輸到各個家庭、工廠，不同的城市甚至全美各地將他們連成一體。一些天然氣是從深達8000到9000英尺的地下獲得，目前勘探的深度已經達到一萬英尺。每年都有更多的油氣資源被發現。

目前，賓州的天然氣公司正在從事一個重要的活動，那就是天然氣的地下存儲。在大量的天然氣已經被生產出來之后，地下存儲就是將天然氣運輸到具有空隙度、滲透率和能存貯天然氣不外漏的巖儲層。地下存儲天然氣可根據實際需求進行天然氣供應量的適時調解。目前賓州通過1675口油氣井已經供應了88個天然氣的存儲庫。這些儲氣庫大都深埋于地下2000到8000英尺，地表上的唯一標志是壓縮機、流量儀表、閥門和管道。儲氣庫的型號大小不一，從單口井的儲氣庫到超過150口井的儲氣庫都有。根據賓州的油氣法律規定，除了地下煤層巖石類型之外，所有的巖石層都可進行天然氣存儲。

頁巖氣開發鏡鑒

“顛覆世界能源版圖”“看上去很美”，是世界對美國頁巖氣開發所做的兩種截然不同的結論。那么，美國頁巖氣的真實圖景到底怎樣？從賓州頁巖氣的開發利用過程中管中窺豹，可見一斑。

馬賽勒斯頁巖是美國分布范圍最廣的頁巖區，覆蓋了美國東北部6個州，面積約為24.6萬平方公里，但頁巖氣生產主要集中在賓州。據賓夕法尼亞州立大學的最新研究報告顯示，2011年來自于該州馬塞勒斯頁巖區的天然氣產量應該能達到35億立方英尺/天，比2010年的產量增長逾一倍。該研究報告進一步估計了未來該州的頁巖氣產量情況，預計到2020年將達到175億立方英尺/天。據馬塞勒斯頁巖聯盟負責人Kathryn Klaber表示，如果能達到那個產量水平，那么賓夕法尼亞盆地將成為美國最大的天然氣供應區，將能滿足美國天然氣需求的約25%。

然而，與頁巖氣開發相伴隨的一個挑戰是其對環境的危害，這引起了包括賓州人在內的廣泛關注和質疑。美國未來資源研究所的一項研究以題為《頁巖氣開發對賓夕法尼亞州地表水質的影響》的論文發表在美國《國家科學院院刊》上。該研究就頁巖氣開發活動影響地表水質開展了大規模的研究，研究人員在過去11年多的時間內對賓州超過兩萬處地表水質進行了觀測，以評估頁巖氣開發在2011年對下游水質的影響。文章指出，頁巖氣開發對地表水質有不利的影響，這主要是通過增加下游流水中兩種污染物（氯化物和總懸浮固體物）的濃度產生的。頁巖氣的開采對環境的潛在影響更令人擔憂：一方面是頁巖氣的開采需要消耗大量的淡水資源；另一方面是頁巖氣開采過程中產生噪聲、廢水、廢氣及其開采事故災害等引起的環境污染。然而，對于水質污染問題，頁巖氣的開采商作出了以下反駁：頁巖層位于地下數千米深處，注水的位置甚至不會漏氣，因此對表層的地下水層完全沒有影響；使用的藥劑對環境無害，許多對水質污染的擔憂只是杞人憂天。而且，美國環境保護署（EPA）也提出了指導標準，要求頁巖開采層與地下水層要相隔1英里（1.6公里）以上。

理論上，加注到地下2000～4000米深處的致裂溶液應該影響不到地面，然而，地下存在著大量的斷層和裂縫，致裂溶液透過這些裂縫影響著水源。已有報告表明，由于注水管在地表附近斷裂造成的泄漏、廢液貯槽的泄漏、颶風造成廢液池損壞等原因，已出現了地下水和河流受到污染的情況。美國賓夕法尼亞州土地信托協會對馬塞勒斯地區43個開采點進行調查的結果（2010年報告）顯示，違法情況共有1435件，其中，嚴重影響環境的違法行為有952件。關于水壓致裂引發的環境污染問題，全美共有38起訴訟正在進行。訴訟數量最多的賓州為12起，水壓致裂引發環境污染的訴訟遍布全美各地，互聯網上登載了大量的具體事例。今后，保護水環境估計會成為賓州乃至全美“頁巖氣革命”的決定因素。

盡管遭遇一些挑戰，美國基本靠私人經濟驅動的頁巖氣研發和開采，由市場掌控供需平衡，可以說在頁巖氣開發利用方面取得了巨大的成功。美國頁巖氣的成功，不僅取決于諸多企業長期不懈的努力和不懼怕風險的企業家精神，同時也是聯邦和州政府各級行之有效的管理體制下的成果。賓州的監管模式被認為是全美頁巖氣監管的典范，被業界廣為稱贊，州政府在頁巖氣環境監管中的職責和分工，及公有林地上的礦權租賃制度等都對賓州頁巖氣開發的順利開展提供良好基礎。與頁巖氣開發相關的政府監管和環境問題，不僅是當前頁巖氣發展關注的焦點，也是世界各國可以從美國成功經驗上學習的主要內容。

新能源解放后的隱痛

賓州環境保護局局長曾在2008年指出，賓州有全美國最進步的替代能源組合標準，確保到2020年所生產的全部能源中的18%來自清潔、高效且先進的能源。

賓州傳統上以煤炭儲量豐富而著名，現在正積極刺激替代能源項目市場的興起。根據賓州的發展規劃，2008到2018年間，賓州將用在本地生產的替代資源（例如乙醇和生物柴油等）取代34億公升傳統運輸燃料，這相當于2017年后預計由波斯灣出口到賓州的燃料數量。美國第一座煤炭氣化液化廠目前正在賓州東北地區興建。此設施利用廢煤每年生產1.51億公升的清潔燃燒柴油。賓夕法尼亞州政府為支持此項目而作的努力是史無前例的，它與民間工業一起建立一個幾乎購買全部產品的燃料財團。賓州將以顯著低于目前市場價值的價格將其供應期限鎖定為大約10年，從而確保該工廠有一個長期可行的市場。除此之外，賓州對新能源汽車的使用者給予優惠，這些優惠包括給予新能源汽車停車的便利、免收高速公路通行費、對電動汽車充電的電價給予折扣、對新能源汽車的保險金額給予優惠等。

賓州太陽能產業發展曾一度突飛猛進。這主要得益于賓州政府的刺激政策。根據可再生能源發展國家獎勵數據庫顯示，賓州政府為刺激行業發展，直接為太陽能電力用戶提供每瓦0.75美元的激勵補助。這使得投資者將賓州列為最有回報價值的州之一。根據美國實驗室一項開放式光伏調查報告顯示，截至2011年年底，賓州有2434個太陽能項目發電，排在加州、新澤西州之后位列第三，發電量大約為38.5兆瓦，足以滿足5800戶的電力需求。不過，過高的補貼會影響民眾的消費能力，減少投資可用資產。2011年5月，賓州參議員Chris Ross指出，隨著太陽能電力的不斷發展，公用事業局需要付出的回購太陽能電力的開支會越來越大，政府財政將難以為繼。此外，行業起伏不定的發展全是仰仗于高額的太陽能貸款，太陽能貸款的需求減少會令賓州的太陽能裝置更難取得融資。

到2012年結束，賓州未入圍2012年美國各州光伏裝機量前十排行榜。這主要是因為單獨公共事業級項目被刪除——成本高昂是被刪除原因之一，使得其裝機量大幅下滑。

不過，2013年3月，賓州環境保護部門宣布已獲得聯邦融資機構提供的725萬美元資金，該項資金將用于重新啟動太陽能退稅項目。目前該項資金規模已足夠為所有等待中的電站項目提供退稅，預計今年年項目安裝量將新增400個。這或許將使賓州的太陽能市場發展再次駛向高速路。

（作者分別系中國社會科學院美國研究所經濟研究室助理研究員；北京市順義區委黨校講師）