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来自页岩的天然气不是清洁的“桥梁燃料”。并可能加剧气候变化

2020-04-30 09:45:28来源:

一些人提出将天然气用作所谓的清洁“桥梁燃料”,以解决气候变化和国家能源安全问题。但是,由Cornell Univ的Robert Howarth,Renee Santoro和Anthony Ingraffea领导的团队在《气候新闻》上发表的最新研究由于甲烷泄漏而对该提案投下了阴影,更不用说对水力压裂的争议了。首先使天然气繁荣得以存在。

虽然天然气是一种气体,并且经常用于发电和供热,但如果压缩(CNG)或液化(LNG),它也可以用作运输燃料。许多人认为天然气是清洁的,但这是与煤炭相比的。对于运输燃料,天然气的主要优点是由于水力压裂的迅速发展,它是在美国国内广泛使用的一种家用燃料。美国的运输燃料主要来自从其他国家/地区进口的化石油。由于美国在1971年超过了石油产量的顶峰,因此不可能大幅提高国内石油产量。即使可以实质性地增加美国国内的石油产量,也将以环境和气候退化为代价。这意味着美国陷入了完全依赖外国化石油的运输车队,向国外大量汇款购买化石油,没有任何有意义的方式来增加国内化石油的产量,而且一些著名的声音暗示天然气既是干净,丰富和家庭。

从化学上讲,天然气和甲烷基本相同。甲烷是一种比二氧化碳强得多的温室气体,它在各种情况下自然产生,例如从垃圾填埋场分解生物材料,并且在水力压裂作业中也会释放出来。几年前,人们看到天然气供应极为紧张,天然气产量即将到来,如果不进行水力压裂,天然气产量到现在将出现下降。水力压裂过程涉及泵入地下掺有各种化学物质的水,使岩石破裂,并引起化学反应,从而释放出甲烷。该甲烷被捕获并以天然气的形式在市场上出售。但是,许多人将水力压裂归咎于污染地下水,无论如何,Howarth的团队都表明,在这种情况下,并非所有的方法都是理想的。

燃烧甲烷或天然气的优点是,除了操作机器或加热外,甲烷还转化为二氧化碳。尽管二氧化碳仍然是温室气体,但其效力不如甲烷。因此可以说,如果甲烷已经存在,燃烧它可以减少危害,同时产生效益。

压缩天然气(CNG)被广泛用作交通运输燃料,但在诸如城市公交系统之类的特定领域也被广泛使用。

有了这种基本的了解,让我们开始研究。

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康奈尔大学的Robert W. Howarth说:“我们认为,有大量证据表明,在任何时间范围内,页岩气的温室气体足迹都比常规气体大。如果以十年时间尺度考虑,无论如何使用,页岩气的温室气体足迹也超过石油或煤炭。我们支持我们2011年研究的结论:“如果目标是减少全球变暖,那么在未来几十年中,页岩气的巨大[温室气体]足迹将削弱其用作过渡燃料的逻辑。”

该小组昨天在《气候新闻》上发表了一篇关于他们在2011年4月发表突破性论文后收到的批评的反驳。这份新论文的标题为“页岩气开发中甲烷的排放和泄漏:对Cathles等人的回应是“对水力压裂获得的页岩气温室气体排放进行的首次综合分析,重点是甲烷排放。”

Howarth小组的论点的核心是从水力压裂的页岩地层开采天然气时甲烷的泄漏,以及分配和运输基础设施的泄漏。请记住,甲烷燃烧时会从有效的温室气体转化为效力较低的二氧化碳。但是,从管道泄漏的甲烷仍然是甲烷,并且是非常有力的温室气体。Howarth的团队所做的工作是对甲烷泄漏进行全面评估。

在水力压裂过程之后,甲烷可以从井中泄漏出来,然后才能封井。Howarth的团队注意到EPA的一份报告,该报告记录了在水力压裂清理过程中,井中的甲烷排放只是排放到大气中,换句话说,这会增加温室气体的排放量。

由于管道基础设施的老化,天然气管道有时会泄漏。平均长途输气管道已有50多年的历史,在某些城市,天然气基础设施已有80到100年的历史。绝大多数管道是由钢和铁锈制成的。这个问题的一个例子是几年前在加利福尼亚州圣布鲁诺市(San Francisco)以南的圣布鲁诺(San Bruno)发生的管道爆炸,这是由于天然气管道老化造成的,而该管道最初是错误地制造的。

根据这些因素,Howarth的团队计算得出,天然气工业占美国甲烷总排放量的39%。天然气工业已经占美国温室气体排放量的17%,随着页岩气产量的扩大,预计这一比例将增长到23%。

本文得出结论,这两个问题可以解决。首先,EPA已提出法规以捕获页岩气井泄漏的甲烷。其次,可以通过重建美国天然气管道基础设施来解决老化的基础设施泄漏的甲烷。然而,这将是极其昂贵的,并且论文提出了这个高度相关的问题:“社会是否应该投入大量资金来改善这种仅使用20到30年的桥梁燃料,还是将这些资金更好地用于建设智能电网和其他技术,以实现真正的绿色能源未来? ”