城市如何保護自己免受煤氣爆炸?

洩漏在老化的城市地下管道網路中非常普遍


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。 透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。


上個月震驚紐約市社群的煤氣爆炸是最新警告,表明城市管道洩漏嚴重需要檢修。國家運輸安全委員會 (NTSB) 對東哈萊姆區爆炸和火災的調查發現,3 月 12 日爆炸地點的路面下方存在少量煤氣洩漏 (pdf),該爆炸摧毀了兩棟建築物,造成 8 人死亡,數十人受傷。
 
調查人員已將 127 年曆史的鑄鐵管的故障部分以及 2011 年安裝的 20 釐米(8 英寸)塑膠管的一部分送到華盛頓特區 NTSB 實驗室進行進一步測試。他們將在那裡嘗試確定鐵合金退化、管道年齡和連線不同管道的接頭設計在悲劇中扮演的角色。
 
根據今年早些時候釋出的一項研究,美國涉及天然氣輸送和分配管道的洩漏和爆炸平均每年造成 17 人死亡、68 人受傷和 1.33 億美元的財產損失。在 1 月份的《環境科學與技術》雜誌上,研究人員描述了他們繪製華盛頓特區 1,500 英里道路上近 5,900 處不同程度的天然氣洩漏的工作。為了更多地瞭解穿過美國幾個主要城市(特別是為紐約市服務的城市)的天然氣管道的狀況,《大眾科學》採訪了斯坦福大學和杜克大學環境科學教授兼該研究的主要作者羅伯特·傑克遜
 
[以下是採訪的編輯稿。]
 
美國城市何時開始安裝天然氣管道,為什麼?
城市在近 200 年前首次開始安裝管道,將煤氣輸送到路燈。管道建設的鼎盛時期開始得稍晚一些,從內戰後開始,並在 20 世紀上半葉加速發展。
 
紐約市的天然氣來源是什麼?
紐約市的天然氣來自遠至得克薩斯州和路易斯安那州的管道。德克薩斯州Spectra Energy建造並於 [2013 年 11 月 1 日開放]的新管道從新澤西州延伸到格林威治村,穿過哈德遜河。它將天然氣從馬塞勒斯頁岩和其他地區輸送到該市。
 
考慮到基礎設施的規模和年代以及服務的人口數量,您如何評價紐約市在煤氣洩漏方面的安全記錄?
好訊息是,美國的管道安全今天比 20 年前更好,這要歸功於公司盡職盡責。壞訊息是,管道洩漏和事故每年仍造成十幾人或更多人死亡,並因管道洩漏每年給消費者造成 20 億美元的損失。紐約市每英里的洩漏次數高於平均水平,但其管道的年限也高於平均水平。
 
最初的管道是由什麼材料製成的,為什麼使用這些材料?
直到 1950 年左右,紐約和其他地方的大多數天然氣管道都是由模製鑄鐵製成的。這在當時是最先進的技術。
 
煤氣本身會磨損或損壞管道嗎?還是主要由於地下寒冷、潮溼的條件(加上暴風雪中的鹽)造成的?
來自水和其他雜質的管道內部腐蝕在上游井場附近比下游消費者附近是更大的問題。管道和危險材料安全管理局 (PHMSA) 估計,全國範圍內約有七分之一的管道事故是由內部腐蝕引起的。在像紐約這樣的城市,包括凍脹、開裂、水和鹽腐蝕以及管道接頭洩漏等外部因素是更大的問題。
 
現代煤氣管道使用什麼材料製成,為什麼使用這種材料?
今天,大多數新的煤氣管道都是塑膠的。受保護的鋼管通常用於較高壓力、較長距離的輸電線路。塑膠和受保護的鋼材的腐蝕速度都比鑄鐵慢,而且不易碎。
 
紐約市升級現有煤氣管道基礎設施的最大挑戰是什麼?
就像關於房地產和位置的老話一樣,是錢,錢,錢。在像紐約這樣的城市,一英里的新管道可能要花費一百萬美元——這就是公司首先嚐試修理管道的原因。有時他們也可以“套管”管道,將一條新的較小的塑膠管插入舊管道內部,這樣他們就不必將其挖出來。這要便宜得多。
 
減少紐約市和其他大型城市天然氣洩漏的最有效方法是什麼?
修理和更換未受保護的鋼管和鑄鐵管,其中一些已經有一個多世紀的歷史。它們會腐蝕、開裂,偶爾會像篩子一樣洩漏。州公用事業委員會是重要的槓桿,因為它們限制了公司可以回收的維修費用金額。不過,也有聯邦機構與討論相關。FERC [聯邦能源監管委員會] 從商業角度監管天然氣(以及石油和電力)的州際輸送。PHMSA 是交通部的一部分,負責監管管道安全。當然,分銷公司負責實際的管道安全運營。
 
紐約州公共服務委員會已命令紐約市公用事業公司 Con Edison 到 2016 年每年更換 70 英里的管道。您能從一個角度來看待這個數字嗎?
最近,我做了一項分析,研究了 2004 年至 2013 年間不同城市的管道更換率。在 2004 年至 2012 年間,Con Ed 每年更換約 15 英里的鑄鐵管——與他們最初擁有的 1,400 英里相比,這不算多。在 2012 年至 2013 年間,他們更換了 110 英里,大大增加了。總的來說,Con Ed 有望在大約 40 年內更換其鑄鐵管。為辛辛那提服務的俄亥俄州杜克能源公司在該國擁有最好的記錄,透過俄亥俄州公用事業委員會於 2001 年批准的一項積極計劃,更換了 80% 的鑄鐵管。相比之下,巴爾的摩天然氣和電力公司有望在大約 140 年內(到 2150 年左右)更換其鑄鐵管。他們需要少一點烏龜,多一點兔子。
 
紐約市的天然氣管道系統與美國其他大型城市的系統有何顯著不同之處(如果有的話)?
紐約的管道網路與波士頓和華盛頓特區等其他老城市的網路非常相似。在這兩個城市,我們的團隊都逐個街區地繪製了數千處天然氣洩漏點。
 
公用事業公司何時開始使用化合物硫醇向其燃氣網路新增氣味作為安全措施?
1937 年,得克薩斯州新倫敦一所小學發生天然氣爆炸,造成 300 名學生和教師喪生。這場悲劇促使公司開始在無味的天然氣中新增“氣味劑”。
 
城市中有什麼好的天然氣替代品嗎?
城市中存在天然氣使用的不良替代品。燃燒低品位取暖油可能是最糟糕的,它產生的煙塵比那裡所有汽車和卡車加起來還要多。這是紐約市有 30 萬兒童患有哮喘的原因之一。對於發電廠來說,燃燒天然氣比煤炭更清潔,但比風能、太陽能和水力發電更髒。

© .