能源开采如何改变北极？

( 挪威Melkøya 岛上的工厂是唯一一座建在北极高纬度地区的液化天然气工厂 )

冰海上的“白雪公主”

哈默菲斯特城（Hammerfest），位于北纬71.5度。冰海、怒涛、狂风、巨轮，以及戒备森严的工厂，使这里极像一部“007”片头的外景地。

2013年11月底，当本刊记者到达这座挪威小城时，极夜已经开始，下午14点，天便完全黑了，只有凛冽的北风夹杂着雪片肆虐。深蓝色的海水与无尽的白雪是两种最基本的色调，不远处Melk?ya岛上永不熄灭的“火炬”显得格外醒目。

那里便是挪威斯诺赫维特（Sno-hivt）油气田的液化天然气工厂。“斯诺赫维特”在挪威语中是“白雪公主”的意思。

这座油气田不仅是世界上最北端的油气田，也是北极地区目前唯一的一座海上开采项目。就在2012年底，一艘满载液化天然气的巨轮从这里出发，进入北冰洋，穿越白令海峡到达日本户钿气田，成功完成世界首次北极航线液化天然气（LNG）运输。北极航道的利用，放大了它的资源价值，而且斯诺赫维特也是唯一的一座建在北极高纬度地区的液化天然气工厂。

( 挪威西斯匹次卑尔根岛上的发电站工作时黑烟滚滚 )

无论就哪个角度而言，这位冰海上的“白雪公主”都是人类利用北极能源的里程碑。

早在1981年，挪威国家石油公司就发现了位于北部巴伦支海大陆架上的三座天然气田，它们被统称为“斯诺赫维特油气田”，其天然气可采储量为1940亿立方米，凝析油（轻油）可采储量为1800万立方米，天然气液可采储量为510万吨。长时期以来，这些能源一直沉睡在冰冷海水中，随着能源价格的不断上涨，极地技术能力的提升，以及北极航道的开通，它们的商业价值逐步显现了出来。

( 北极圈内只有1 万居民的小城哈默菲斯特 )

2007年，挪威国家石油公司启动了对斯诺赫维特油气田的开发，一期项目的投资高达480亿挪威克朗（挪威克朗与人民币的比价接近1∶1），一举成为挪威北部最大的工业项目。受到能源项目的带动，此前以捕鱼为业的哈默菲斯特小镇也开始热闹起来。

油气田位于142公里外的海洋中，没有常见的海上钻井平台，而是将一种水下工作平台安装在两三百米深的海床上。“有别于传统的海洋开采，在海面上看不见我们任何的近海设备，这是世界上第一个完全海底作业的开采项目。另外，所有海床上的设施都不会影响渔民用拖网大量捕鱼。”技术负责人玛莉特·汉森（Marit Hansen）对我们说。

( 一位生活在俄罗斯北部地区的涅涅茨老人在放牧 )

井流通过直径65.5厘米的输油管线，从海底运送到Melk?ya岛的液化气工厂。正常气压下，天然气在零下163摄氏度时被液化，原始体积缩减到原来的1/620，使储存和运输更经济。但液化过程通常需要消耗大量的能源。新的冷却工艺和北极寒冷的气候，却使这个液化气工厂成为世界上最节能的同类工厂。即使如此，每年仍旧要消耗1.5亿千瓦时的电，所以，斯诺赫维特油气田10%的天然气要用于工厂自身的能源消耗。

液化天然气被输送到海边几个巨大的混凝土储存罐中，最终通过特殊管线输送到专用的船只上，每一艘船至少运输了相当于8.7亿千瓦时的能量，够3.5万个挪威家庭使用一年。

( 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） )

注重环保，是斯诺赫维特的一项重点工作。生产过程中每年都会分离出大约70万吨的二氧化碳。工程师们在海底开凿出一个回填的深井，将这些二氧化碳注入井中封存起来。

尽管投入巨大，但“白雪公主”的收益也相当可观，每年有24亿立方米的液化天然气被船运至美国马里兰州，16亿立方米销售到西班牙，还有17亿立方米运至法国。在投产的最初6个月，就实现了34亿挪威克朗的收入交易量，相当于此前预测的6倍。现在，每天的收入都能达到2000万克朗。

( 俄罗斯科学家在摩尔曼斯克进行科考（摄于2009 年） )

斯诺赫维特项目让人们看到了北极油气资源的商业前景。

在位于奥斯陆的总部，挪威国家石油公司北极非技术风险管理组长艾瑞克·哈兰德（Erik Haaland）告诉我们，2012年1月巴伦支海又发现了一处大型油田，采储量估计在2亿～3亿桶油当量。这个命名为Havis的油田与此前发现的Skrugard油田距离只有7公里，属于同一区块，但地质结构相异。“这两块油田加起来，可开采储量初步估计为4亿～6亿桶当量。更重要的是，它们改变了人们对巴伦支海石油储量的看法。”艾瑞克·哈兰德说，“我们希望新的油田能在2020年前投产。”

为了这个目标，挪威国家石油公司将投入150亿美元用于巴伦支海区域的油气开发。

能源热潮

让我们把目光从巴伦支海暂时挪开，穿越北欧斯堪的纳维亚半岛，转向俄罗斯西伯利亚平原北部的亚马尓半岛。

亚马尔半岛长700公里，宽200公里，毗邻北冰洋的喀拉海，又称为“鹿之乡”，就是“天涯海角”的意思。这里气候更加寒冷，冬季长达8个月，气温常降到零下50摄氏度，涅涅茨人主宰着这片冻土地。

这个区域很早就发现蕴藏着巨量的石油和天然气，并于上世纪70年代开始开发。目前，俄罗斯最大的天然气生产商诺瓦泰克（Novatek）公司已经加快这里的资源开发。他们计划在亚马尔半岛修建一座液化天然气工厂，投资超过200亿美元，合作伙伴包括法国道达尔这样的能源巨头。

诺瓦泰克亚马尔工厂的与众不同处在于，这是一个明确依赖北极东北海运航道的商业计划。俄罗斯沿着北极海岸线运输的货物越来越多，如今气候变化使得这条航线真正变得有利可图。资源的价值因而进一步提升。随着船舰设计工艺提升，多数情况下，运送大型液体或气体的轮船不再需要核动力破冰船，就可抵达开采区域。冰盖消融也为能源公司提供了更多可钻探的海床，这完全颠覆了使用管道将天然气运输至欧洲的传统商业模式。

诺瓦泰克利用融冰露出的海域进行极地开采并非首次。2008年，俄罗斯议会决定开放北冰洋海域，埃克森美孚和俄罗斯石油公司已经组成合资企业共同钻探喀拉海（Kara Sea），目前计划开凿14个气井。

为了吸引更多的投资者，加快开发北极大陆架等海上油气资源，2012年4月，刚刚赢得总统大选的普京就宣布，未来俄罗斯北极地区大陆架油气田开发项目，将免征出口关税。随后，俄罗斯石油公司总裁胡代纳托夫和埃克森美孚总裁迪勒森签署了成立战略联盟后的第二阶段协议。

除俄罗斯外，挪威政府也在以官方力量推动北极的能源开发。

安妮·奥文德（Anne Kari H. Ovind）女士是挪威外交部高北方区域能源和资源司副司长，她在奥斯陆接受本刊采访时谈道：“挪威政府将向国会提议开放巴伦支海与俄罗斯边界处海域的石油勘探，这是自1994年以来挪威首次对外开放北极地区石油开发。”

2010年，挪威和俄罗斯两国就北冰洋巴伦支海的划界问题达成协议，结束了此前40年的海洋边界纠纷。“此次开放的巴伦支海东南部区域正是之前一直存在争议的地区。”奥文德说。

由于彼此的积极性相近，俄罗斯和挪威也展开了密切的合作。奥文德介绍说，2012年挪威国家石油公司和俄罗斯国家石油公司签署了战略合作协议，共同对位于俄罗斯巴伦支海和鄂霍次克海大陆架地区的4个区块进行油气勘探与开发。与此同时，俄罗斯国家石油公司也将参与在挪威国家石油公司北海区域的油气项目，首个钻井项目将于2020年启动。

积极的能源政策，已经为挪威带来了巨大财富。根据挪威外交部提供的资料，在2011年来自石油业收入占国家总收入的比重超过了25%，石油天然气开采是其国内最大的产业部门，2012年占国内生产总值的23.2%。

目前，石油公司加大了在北极地区的布局。荷兰皇家壳牌公司已斥资逾20亿美元买下了阿拉斯加的楚克奇海的钻探租约。埃克森美孚和加拿大帝国石油（Imperial Oil）公司出价近6亿美元，获得了加拿大波弗特海（Beaufort Sea）的一大片勘探区块。英国石油公司将斥资15亿美元开发阿拉斯加北部海域的Liberty油田。

北极有多少石油天然气？

对于北极地区油气资源的发现，可以追溯到很久以前。在北极海岸平原，阿拉斯加本土的因纽特人早已发现过油苗，甚至还利用石油沥青封堵船上的裂缝。在1867年以前，阿拉斯加领土归俄罗斯拥有，第一批报道在阿拉斯加半岛发现油田的西方人就是俄罗斯移民。

19世纪末20世纪初，阿拉斯加首次成功进行了勘探与生产作业。但直到20世纪50年代末才发现首批有商业价值的大型油气田。

1968年3月，美国新泽西州阿科公司和标准石油公司在阿拉斯加北坡钻了一口井。这后来就是世界排名第18的油田——普拉德霍湾油田。这是美国20世纪在北极最早发现的单井大油田。但要想将普拉德霍湾的石油输送到市场，需要解决包括气候、技术、环境以及法律等诸多问题。1977年，纵贯阿拉斯加的输油管道完工，普拉德霍湾的石油通过管道可以输送到阿拉斯加的加瓦尔迪兹，此时才真正拉开了这座油田开采的序幕。

几乎与此同时，苏联也开始了对北极区域的油气勘察与开发。1969年开采了米颂扬斯克油气田，1972年开采梅德韦日尔气田，实际上比美国普拉德霍湾油田的投产还要早5～8年。苏联还最先建成了世界最北端的油气输送管道。

以前的苏联及如今的俄罗斯是北极能源的最大开采者。根据《北极监测和评估计划》(AMAP,2007)统计，在过去40年中，俄罗斯在北极开采的石油累计总量为美国、加拿大和挪威三国总量的4倍还多，占据了整个北极地区石油开采总量的80%以上。“可以认为，俄罗斯的油气产量几乎等同于整个北极地区的产量。”中国极地研究中心战略研究室主任张侠对本刊说。

自从在北极地区获得这些早期发现以来，勘探家们一直想知道北极油气资源的具体规模。但因极端恶劣的自然气候条件、远离陆上油气工业基础设施、生态环境脆弱和海上边界纠纷等原因，勘探进展非常缓慢，直到不久前才初步搞清楚北极油气资源的储量与分布。2000年，美国地质调查局（USGS）通过对7个研究最为深入的油气盆地的评估，得出结论是：占地球表面积6%的北极地区拥有全球25%的未发现油气资源。此后，随着数据更新和对北极油气资源的不断认识，对其储量的评估也在不断更新。2008年5月，美国地质调查局完成了一项新的评估——“环北极油气资源评价”（CARA）。据估计，北极未发现的常规油气储量的总和大概为990亿桶石油，47.3万亿立方米天然气和70亿立方米天然气液——总计为4120亿桶原油当量。这些储量大概占据全球未发现天然气储量的30%，占未发现石油储量的13%。综合看，石油天然气资源约占世界未发现储量的25%。石油主要分布在从格陵兰岛东岸，经巴伦支海、俄罗斯北冰洋沿岸，过白令海峡延伸到阿拉斯加北坡。这个石油带呈一个反向的C字形，最大的拥有者是俄罗斯。除此之外，北极地区还蕴藏了大量的可燃冰资源。

“这一报告是在北极海冰迅速融化、全球老的油气田面临枯竭的情况下发表的，所以在国际上产生了巨大影响。报告显示，84%的油气潜力区分布在北冰洋近海，这意味着未来北极地区油气勘探、开发活动将主要以北极大陆架区域为目标。”张侠告诉本刊记者。

但对于像北极这样一个勘探程度很低的地区来说，任何一项评估都不会是最终结果。俄罗斯的一些地质家认为，美国的评估报告在定量分析上仍旧比较保守，对资源储藏量的估值偏低。

2009年，《俄罗斯地质与地球物理学》（Russian Geology and Geophy-sics）发表了一份评估报告，提出北极各盆地共同组成了世界上最大的石油超级盆地之一。这项评估表明，在21世纪后半叶，北极石油超级盆地有可能提供与波斯湾或西西伯利亚盆地群相当的能源。

“北冰洋油气资源潜力与中东地区相匹敌，而且掌握在政局稳定的国家手中。同时，北冰洋油源与东亚、北美、欧洲北部和中西部各主要能源消费市场距离比较近。”张侠告诉本刊记者，这意味着，北极油气资源的外部环境更加稳定，这些非能源性因素，也赋予北极油气资源的独特价值。

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。

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。Aker Solutions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。

“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 Henriksen）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。”（文 / 李伟 田原 龚希劼） 加拿大经济大陆架北极航线改变能源如何石油污染石油资源北极阿拉斯加石油美元石油开采俄罗斯天然气公司石油投资开采