將甲烷排放新增到水力壓裂法帶來的日益增長的環境風險清單中。
去年,由於擔心運營中使用的大量化學物質水可能會汙染飲用水,反對水力壓裂深層頁岩以釋放天然氣的呼聲 резко 上升。然後,在1月初,俄亥俄州的地震被歸咎於將這些水排放到深層地下結構中。昨天,兩位康奈爾大學教授在新聞釋出會上表示,水力壓裂法會將大量的天然氣(主要成分是甲烷)直接釋放到大氣中——遠超之前的估計。
生態學家和進化生物學家羅伯特·霍瓦特以及土木與環境工程師安東尼·英格拉菲亞報告稱,水力壓裂井洩漏的甲烷比傳統天然氣井多 40% 到 60%。當帶有化學物質的水被強行壓入井中以破裂頁岩時,它會迴流上來並儲存在大型池塘或水箱中。但是,大量的甲烷也會同時迴流到井中,並在被捕獲利用之前釋放到大氣中。這種巨大的“逸散甲烷”噴發可以在井場的紅外影片中看到。
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分子對分子而言,甲烷在大氣中捕獲的熱量是二氧化碳的 20 到 25 倍。然而,這種效應消散得更快:空氣中的甲烷在大氣中停留約 12 年,然後被持續的化學反應清除,而二氧化碳則持續 30 到 95 年。儘管如此,兩位康奈爾大學科學家和其他人的最新資料表明,在未來 20 年內,甲烷將佔美國溫室氣體負荷的 44%。在這一部分中,17% 將來自所有天然氣業務。
目前,管道洩漏是主要的罪魁禍首,但水力壓裂法是一個快速增長的貢獻者。英格拉菲亞指出,儘管美國已經有 25,000 口高產量頁岩氣井在執行,但在 20 年內,預計還將有數十萬口投入執行,全球將有數百萬口在執行,這將顯著擴大排放量,並保持大氣甲烷水平居高不下,儘管其消散時間為 12 年。
霍瓦特表示,他特別關注水力壓裂法的排放,因為最新資料表明地球正在進入快速氣候變化時期。他指出,與 1900 年代初期相比,全球平均氣溫預計將在未來 15 到 35 年內升高 1.5 攝氏度,他稱之為“向劇烈氣候變化的臨界點”。越來越多的水力壓裂法將加速世界走向這一轉變,或破壞減少二氧化碳和其他溫室氣體排放的努力。英格拉菲亞說,頁岩氣是從石油到未來幾十年內廣泛使用的可再生能源供應的理想“橋樑燃料”的說法,就氣候變化而言“毫無意義”。
霍瓦特和英格拉菲亞在康奈爾大學發表講話,他們還在那裡釋出了一篇論文(pdf),該論文即將由期刊Climatic Change發表,詳細介紹了他們的分析。這是對他們2011年4月發表的論文的後續研究,該論文全面分析了水力壓裂法的排放。天然氣行業對該論文提出異議。康奈爾大學地質學家勞倫斯·卡斯爾斯也在Climatic Change的評論中提出了異議。他估計逸散排放量僅為霍瓦特和英格拉菲亞所堅持的排放量的 10%,並且頁岩氣確實可以很好地替代家用取暖油和發電廠使用的煤炭。
捕獲大量的氣體噴發可以防止這個問題。英格拉菲亞說,捕獲很困難,因為氣體與迴流水一起排放,但是一種稱為“綠色完井”的程式,即使用特殊裝置捕獲氣體,已被證明是有效的。然而,監管機構不要求採取這一步驟,而且甲烷的市場價格低於以這種方式捕獲甲烷的成本,因此鑽探商沒有經濟動機這樣做。