近年来，天然气慢慢的变成为替代石油和煤的一种重要燃料。天然气为美国提供了1/4的电力，有超过6000万个美国家庭使用天然气，但它的缺陷也很明显：与污染较重的煤炭相比，它的价格较贵，但它又不像核能等能源那样清洁。

  现在，在全世界内，天然气正改变着人们对能源的看法。尤其是大量的页岩气矿藏被发现后，支持者们认为，天然气的广泛应用将改变地理政治学，同时令全球气候平均状态随时间的变化更易掌控。采用一种新的钻探方法，天然气公司能从页岩里开发出大量天然气，这会让天然气的价格降至最低。在一年内，一向较为保守的美国能源信息管理局将美国可开发的页岩气资源估计量增加了一倍，至23万亿立方米，超过美国目前一年天然气使用量的34倍。再加上常规的天然气资源供应，按照目前的消耗率计算，美国的天然气储量足够使用100年。相比之下，美国的石油储量只够使用不超过9年。

  不仅美国如此，英国、印度、中国、东欧国家都有开发、使用页岩气的潜力，而澳大利亚在页岩气开发上进行了大量基础设施投资，现在已经能在全球范围内销售页岩气。

  有3大因素将促成页岩气的广泛使用：工业化国家对能源不断上涨的需求，日本地震引发的核泄漏危机给核能的前景蒙上了阴影，盛产石油的中东地区局势动荡。尽管天然气并未用于交通运输业，但像得克萨斯州天然气大亨T·布恩皮肯斯这样的人认为，如果重型交通运输工具以天然气为燃料，美国就可能减少石油进口量。在3月30日的一次讲话中，美国总统奥巴马将使用天然气称为减少美国石油依赖的方法之一，并表示：“天然气的潜力非常大。”

  页岩气，是从页岩层中开采出来的天然气，是一种重要的非常规天然气资源。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期以稳定的速率产气。目前，美国是世界上页岩气开发技术最为成熟的国家。

  随着页岩气钻探的增多，遇到的环保方面的质疑也慢慢变得多。有人抱怨紧密聚集的页岩气钻井造成了废气泄漏和大气污染，还担心页岩气开发中的水力压裂过程会造成水质污染。但在美国，天然气工业获得了很多联邦法律的豁免。

  调查新闻网站ProPublica已发现了1000多个关于钻探地点附近水质污染的报告，一些美国国会议员呼吁对页岩气钻探加强监管。由于担心页岩气开发对水域可能造成的影响，纽约州已暂时搁置了水力压裂程序，并展开了进一步调查。曾在宾夕法尼亚州担任自然资源保护部门负责人的约翰奎格利表示：“美国还未对此做好准备，在技术、规模和步伐上都没做好准备。”

  这一因素也让正在进行中的页岩气能源革命变得情况复杂，世界最大的页岩气矿藏、第二大天然气矿藏名为“马赛勒斯”，它的中心部分贯穿纽约和宾夕法尼亚州的一些地区。它不是位于墨西哥湾、沙特阿拉伯的沙漠地区或人口稀少的加拿大西部，而是位于美国东北部的“后院”，这里人口稠密，并一贯以使用化石能源为主，不是化石燃料的生产地。如果全球对天然气和石油的需求持续增长，就不得不对这一地区开展页岩气钻探。

  对燃料专家们来说，马赛勒斯页岩并不陌生，它是一条拥有4亿多年历史、距离地表数千米的黑色狭长的岩石带。由于埋藏很深、岩石坚硬，因此要从马赛勒斯页岩中开发天然气并非易事。20世纪80年代，一名叫做乔治·米歇尔的人开始在得克萨斯州的巴聂特页岩进行天然气钻探试验，他发现，综合使用钻井钻探和水力压裂的方法能从页岩中得到天然气。宾夕法尼亚州立大学学者特里·恩格尔德说：“在钻井中注水会损坏钻井，这在过去的天然气工业中被奉为共识，但乔治·米歇尔发现用水越多则越好。”

  恩格尔德在马赛勒斯页岩的发现中起了重要作用，21世纪初期，总部位于得克萨斯州的Range Resources天然气公司开始尝试在宾夕法尼亚州西部建立钻井，开采马赛勒斯页岩气，当时人们还不知道马赛勒斯页岩的具体规模。直到使用乔治·米歇尔的钻探方法后，Range Resources公司才开发出了大量天然气。2007年8月，页岩气专家恩格尔德开始意识到，马赛勒斯页岩的储量可能非常大。在2007年12月的一次商讨会中，恩格尔德估计，马赛勒斯页岩可开发的天然气为1.4万亿立方米。

  现在，美国对马赛勒斯页岩气储量的估计已增加了10倍，这些天然气可以提供相当于860亿桶石油的能量。

  钻探公司的代理们早已纷纷前往马赛勒斯页岩所在的地区，争夺天然气钻探租约。这在宾夕法尼亚州不算新鲜事，大多数农场主和其他大块土地所有者已出租了在自己土地上开发天然气的权利，长达数十年的租约价格通常每公顷不超过几美元。当马赛勒斯页岩储量丰富的消息传来时，这些地区的土地租约猛涨，到2008年夏天已增至每公顷5000美元。2006年至2010年末，宾夕法尼亚州开始运作的钻井数量超过了2400个，截至2011年3月10日，又有300个钻井投入运作。

  2010年初，怀俄明大学能源经济学家蒂姆·康西迪恩参与了一项天然气工业研究，该研究预计，2010年马赛勒斯页岩气开发将创造8.8万个工作岗位，2011年将创造10万个工作岗位，同时页岩气开发将给宾夕法尼亚州带来数十亿美元的经济收益。这些数字并不一定精确，但页岩气开发地区的确很有经济活力。布拉福德县曾长期是宾夕法尼亚州最贫困的地区之一，但去年该县的工作岗位增加数量领先全州。格雷格·木瑞尔在布拉福德县开了两家酒店，他的酒店常常连续几周都客满，住满了短暂派驻当地的天然气工人，他说：“页岩气钻探公司来到布拉福德真是件大好事，我们根本没受到经济衰退的影响。”

  对于负债数十亿美元的宾夕法尼亚州来说，页岩气开发的诱人经济前景难以抗拒。研究报告显示，从2007年至2010年，宾夕法尼亚州至少拥有150个钻井的某些县的销售税收入增加了11.36%，而没有钻井的县销售税收入则大幅下降。宾夕法尼亚州州长汤姆·科比特将马赛勒斯页岩看作宾夕法尼亚州经济复苏的关键，他在3月份的预算报告中称：“马赛勒斯页岩是一处蕴藏丰富的自然资源，也是潜在财富的来源和新经济的基础。”

  宾夕法尼亚州韦尔斯伯勒的约翰逊一家对页岩气钻探感到担忧，占地数英亩的钻探区距他们家后门仅几百米。虽然他们也把位于韦尔斯伯勒郊区的奶牛场里的数百英亩土地租给了天然气公司，但去年夏天，他们家的牛喝了池塘里的水后突然死亡，他们怀疑池水被含有放射性污染元素的钻井废水污染了。75岁的唐·约翰逊说：“我希望天然气公司从没来过这儿，现在这里的水受到了污染，没有干净卫生的水源，你没法开农场也没法生存。”

  水污染是页岩气钻探环境影响的核心问题，为了理解其中原因，你有必要知道钻井和水力压裂如何运作。一个典型的水力压裂钻井要使用1900万升水，钻机先要挖一个几千米深的洞，直至触及页岩层，然后将射孔枪放在钻井末端。射孔枪在地下发射爆炸物，将页岩击出细小的裂缝，然后钻机射出数百万升高承压水，水中混合了沙子和少量被称为压裂化学物的添加剂，这些高承压水会让页岩的裂缝变大。自然压力会让水回流，天然气就这样从页岩裂缝进入管道中，压裂水中的沙粒会令页岩保持裂缝状态。

  很多环保人士担心，压裂水会污染钻井附近的地下水。就算压裂化学物仅占所有钻探用水的0.5%，但如果用水1900万升的线万升。外界并不一定总是清楚这些化学物的具体成分，因为根据美国法律规定，天然气工业无需公布压裂水的具体成分，有一些钻探公司也不愿意公开这些信息。天然气公司把压裂添加剂比作家用化学剂，但一些环保人士和科学家认为，压裂添加剂中含有有毒物质。当压裂水与页岩混合时，水本身就可能被放射性物质污染，因为马赛勒斯页岩具有微量的放射性。随着多次水力压裂的进行，压裂水的放射性物质浓度会越来越高。塔普尔大学环境工程师迈克尔·布法德尔称：“压裂水把天然气带到了地面，但同时也带来了在地底碰到的一切物质。”

  压裂水直接通过撞击页岩产生的深缝而污染地下水的可能性并不大，马赛勒斯页岩与含水土层之间隔着数千米厚的岩石，其中大部分岩石是不透水的，天然气工业争辩称，目前还未有水力压裂造成水污染的确切案例。水文地质学家唐·西格尔说：“我不认为这在科学上是可能发生的。”在2009年的一次研究中，地下水保护委员会报告称，含水层被压裂水污染的可能性极小，而2004年的水力压裂环保局审查也得出了同样结论。但2004年环保局审查遭到了批评，目前该机构正致力于有关水力压裂和饮用水的新研究。

  人们担心的不仅是可能造成水污染，还有地面钻井的安全问题。钻井必须被妥善封固，以防任何气体或压裂水泄漏，封固是钻探工作中最棘手的部分之一。宾夕法尼亚州东北部的迪莫克镇似乎就存在此类问题，州政府称卡博特钻井公司封固工作不力，泄漏出的甲烷污染了当地19户人家的水井。甲烷并不影响水的饮用，但当水中的甲烷达到足够高的浓度时，会导致燃烧甚至爆炸，2009年迪莫克一户家庭的水井就发生过此类事故。受到影响的迪莫克居民之一克雷格·桑特纳表示：“我们从未被事先提醒过存在这样的危险，我担心这个问题会损害我们的健康。”

  即使一切正常运转，在每个钻井的使用时限中，水力压裂也会产生超过380万升有毒废水。在美国西部得克萨斯等州，钻探公司可以将废水存储在很深的地下控制井中，但宾夕法尼亚州的地质情况难以使用这种方法。因此，钻探公司必须将大部分废水用船运送至污水处理厂，而最近的《》调查显示，这些处理厂通常无法过滤掉所有的污染物质。尽管宾夕法尼亚州开始收紧废水处理规定，天然气公司回收利用的废水慢慢的变多，但废水处理依然是页岩气钻探中最大的挑战之一。康奈尔大学的建筑工程师安东尼·英格拉菲表示：“现在只有几千个钻井，以后会慢慢的多，如果有10万个钻井将会是什么样？”这也是很多宾夕法尼亚州居民担心的事，他们担心的不仅仅是水污染，还有生活的方方面面。现在卡车挤满了乡村的道路，运送钻井设备；工作岗位虽然增加了，但一些行业却招不到人，因为劳动力都流向了薪酬较高的天然气工业；大量钻井工人住进小镇后，由于房源紧张，房租开始激增……布拉福德县的政府工作人员约翰·沙利文说：“总的来说，我认为页岩钻探是好事，不过我希望能在保持经济效益的同时把其他负面影响最小化。”

  如果页岩气开发一切顺利，那么有朝一日将取代煤炭燃料。煤炭虽然便宜，但对环境的污染较大，仅在美国，燃烧煤炭造成的大气污染每年就会导致数千人过早死亡。相比之下，天然气发电厂的空气污染物排放量要少得多。自然资源保护委员会能源项目负责人拉尔夫·卡瓦纳称：“如果要将可再次生产的能源纳入现在的能源构成，天然气将是关键。”

  但卡瓦纳也提出了警告：“如果天然气工业无法达到公众的环保预期的话，天然气的前景堪忧。”卡瓦纳所说的“环保预期”当然包括更为严格的政府法规。如果页岩气开发能达到环保标准，那么页岩气将改变人们使用能源的方式和能源供应版图。

  欧洲并不缺乏非常规天然气。根据欧盟委员会与IEA的预计，目前欧洲已探明的全部可开采储量大概在33万亿到38万亿立方米，其中页岩气储量为15万亿立方米，煤层气储量为8万亿立方米。然而，欧洲非常规天然气的发展面前横亘着许多问题：缺乏专业且富有经验的服务行业；较高的开发生产所带来的成本以及监管与政策环境的不确定性。

  首先，欧洲对自己拥有的非常规天然气资源缺乏了解。诸如，非常规天然气的储存地、深度、地质结构等等，欧洲人其实都不甚明了。美国天然气技术研究所开发与生产部主管盖·刘易斯指出，欧盟委员会和IEA给出的数据只是初步的估计，“许多储量估计数据还是来自上世纪90年代的考察研究”。

  其次，截至目前，在欧洲做的有关开发非常规天然气的测试也十分有限。波兰本被选作开发页岩气的首个试点地，但是，钻探气井所用的设备落后，很难收集到足够的数据。

  另外，页岩气是一种十分复杂的资源，每一处蕴藏区的特性都不完全一样，因此开采所需的技术也有不同。匈牙利的马库储区就是一个例证。原本这一地区的预计储量达到6亿立方米，几家公司钻探了几口测试井，不过，很快这一些企业就停止了运作。刘易斯表示：“马库地区的情况表明，我们称为非常规天然气的东西实际上并不只是一种物质，有许多不同的形式。适用于美国得克萨斯州巴内特页岩气的开发技术，不一定适用于欧洲，甚至都不一定适用于美国别的地方。”

  新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具备极其重大意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。

  但是在替代石油的路上，无论太阳能、风能还是核能、生物能，新能源必然要走上一条漫漫征途。

  生物燃料是指通过生物资源，如玉米、甘蔗和大豆等生产的燃料，如乙醇(酒精)和生物柴油，可以替代石油能源，是再次生产的能源开发利用的重要方向。

  巴西是世界上唯一不使用纯汽油的国家，目前，生物能源已成为巴西第三大能源。2003年欧盟委员会通过的两项生物燃料指令推动了欧盟发展乙醇燃料和生物柴油生产。美国也不甘人后，政府希望到2017年前，把乙醇和其他可再生车用燃料的产量提高近5倍，相当于美国2005年乙醇燃料产量的近9倍。

  但是，生物燃料的大部分要素还是石油，所以这并非是一种完全的替代，只是一种权宜之计。而生物燃料的另一些缺点是与人争夺粮食和增加温室效应，这也让生物燃料欲罢不能。世界银行已精确指出，要把一部休闲旅游车的油箱加满，所需要消耗的谷物，足以供应一个人吃一整年。在此情况下，尽管巴西和美国仍对生物燃料雄心勃勃，但欧盟已经在退缩。

  氢燃料电池可当作汽车的动力能源。氢燃料的优点是，它比汽油还安全。从成本看，氢燃料车的价格不会超过13万元。氢燃料电池汽车行驶100千米只需要20元左右的氢气，相比普通车辆的汽油成本节省60％。因此，若使用氢燃料电池汽车，既节能又环保，更经济。

  不过，氢燃料车也存在社会成本问题，比如加氢站的成本。现有的国外进口设备组建的加氢站成本高达1200多万元人民币，但国产化后估计成本将降30％或40％。即使这样，一个加氢站也得要720万元人民币。而且，要将加氢站的数量和密度增加到和现在汽油加油站一样的程度，会是很大的难题。除非路上有足够量的氢燃料车在跑，否则加氢站无法营运；同时除非有足够的加氢站，一般车主不会考虑购买氢燃料车。

  美国国家科学院研究报告显示，未来50年内，氢能有望基本上取代汽油。但是，氢取代汽油需要人们观念的转变、相关的管理措施，并且要给机械、汽车等行业以更新换代的充裕时间。

  美国地球政策研究所所长莱斯特·R·布朗比较看好风能。以美国为例，1991年美国能源部在一份报告中表示，如果能有效利用得克萨斯州、堪萨斯州和北达科他州的风力资源，那么三个州的风力资源发电量就能满足全美的用电需求。当然，这只是一种理论上的推测，也许风能比太阳能的利用离人们还遥远得多。

  此外，可替换石油的能源中还有另一种被人们忽略了的能源，即可燃冰。据估算，世界上可燃冰总资源量相当于全球已知煤、石油、天然气的2倍，可满足人类千年的能源需求。