在許多東部城市的地下,蜿蜒著一個老化的鑄鐵管道網路,輸送著天然氣。這些埋在地下的管道,幾十年來一直受到冬季凍融迴圈的影響而發生位移,有些管道只是因為老化而開裂。因此,一些管道會發生洩漏。
然而,究竟有多少氣體從這些老舊的管道及其在管道分配系統中較新的替代品中洩漏出來並上升到大氣中,目前還存在爭議。由於甲烷(約佔管道中天然氣成分的 95%)作為溫室氣體的效力約為二氧化碳的 25 倍,因此洩漏引發了一個令人擔憂的氣候問題:天然氣究竟有多清潔?
天然氣在美國能源結構中日益重要的作用,使得量化洩漏變得更加重要。如果這個數字很大,它可能會抵消天然氣(相對於煤炭而言)的氣候效益,除非洩漏被堵住。
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波士頓大學研究員內森·菲利普斯說:“我們對洩漏的瞭解如此之少,這令人憤慨且令人震驚。”他正在努力弄清楚有多少甲烷從城市洩漏出來。
要準確測量任何特定城市系統的確切氣體洩漏量非常困難。菲利普斯應該知道:去年,他的研究團隊發現波士頓市的管道分配系統有 3000 多處洩漏。
但是,儘管他們知道有很多洩漏,他們尚未確定有多少氣體從中洩漏出來。這正是菲利普斯現在正在研究的問題。科學家們已經提出了其他方法來估算分配系統的甲烷排放量,但它們都存在嚴重的侷限性。
康奈爾大學研究員羅伯特·霍沃斯和其他人建議使用政府從全國每家燃氣分配公司收集的一個數字。該指標被稱為“丟失和無法解釋的”天然氣。聯邦管道和危險材料安全管理局將其定義為天然氣公司透過其管道系統傳送的氣體量與接收端計量的氣體量之間的差額。
燃氣業務中失蹤的物質
假設天然氣公司發出 100 立方英尺的天然氣。其中一些可能會從管道洩漏到土壤中。溫度降低可能會使氣體收縮,因此另一端的儀表讀數顯示氣體較少。一些氣體可能會透過另一些洩漏的管道從人孔或瀝青裂縫中飄到大氣中。
最終,只有 97 立方英尺到達客戶手中。缺失的 3 立方英尺?這就是業內人士所說的“丟失和無法解釋的”。
根據 PHMSA 的說法,這種“丟失”的氣體主要有兩個原因。第一個是洩漏。第二個是由不一致的儀表或那些溫度和壓力變化引起的測量問題,這些溫度和壓力變化會導致儀表根據環境條件測量更多或更少的氣體。
霍沃斯和其他對有多少甲烷洩漏到大氣中感興趣的研究人員認為,從邏輯上講,丟失和無法解釋的百分比越高,意味著有更多的氣體逸出系統並使地球變暖。
杜克大學科學家羅伯特·傑克遜正在對城市甲烷損失進行研究,他問道:“如果一家公司多年來始終報告 4% 的氣體損失,而另一家公司報告 1% 的氣體損失,您難道不認為第一家公司的管道會造成更多甲烷洩漏到大氣中嗎?”
這些數字確實各不相同,一些公用事業公司在丟失和無法解釋的天然氣百分比方面始終高於其他公司。
美國最大的天然氣分配公司南加州天然氣公司報告稱,2012 年的損失率為 0.87%;2011 年,該比率為 0.84%。相比之下,為大華盛頓特區服務的華盛頓天然氣照明公司 2012 年的損失率為 3.65%;2011 年為 4.04%。
然而,儘管這個百分比與大氣損失之間可能存在某種關聯,但很難區分出其中哪一部分是逸出的部分,波士頓大學的菲利普斯說。
有些損失是無法避免的
菲利普斯說:“目前我們不能說‘無法解釋’就意味著洩漏。”“它是一個包含洩漏、會計錯誤和儀表錯誤的黑匣子。”
此外,關於丟失和無法解釋的氣體的報告數字往往似乎不可靠。2012 年,PHMSA 關於天然氣公司丟失和無法解釋的費率的資料包括一系列超出可能性的數字。
一家名為印第安納公用事業公司的公司,負責 139 英里的總管道,其丟失和無法解釋的費率被列為 563%。許多其他公司,主要是管道里程不足 200 英里的小型系統,其丟失和無法解釋的天然氣百分比被列為高得離譜。
在回覆有關為何丟失和無法解釋的數字似乎存在如此多錯誤的查詢的電子郵件宣告中,PHMSA 表示,資料的準確性責任在於報告公司。
宣告中寫道:“為無法解釋的氣體提供的資料的準確性取決於運營商理解如何計算公式的能力。PHMSA 資料人員將與運營商進行跟進,以核實資料的準確性。”
在電話採訪中,印第安納公用事業公司總裁弗蘭克·切辛打開了他 2012 年向 PHMSA 提交的報告的電子檔案,以便檢視他的數字。
切辛說:“我剛剛調出了我的實際報告,其中顯示為 0.563%。我不知道您調出的報告是如何丟失小數點的。”他還說,PHMSA 沒有就所謂的 563% 的損失聯絡過他。
行業專家表示,丟失和無法解釋的費率不應高於 3%。如果費率超過 10%,PHMSA 建議與該公司聯絡。
在 PHMSA 資料庫中,該資料庫列出了 1400 多家天然氣公司,其中 72 家公司報告的丟失和無法解釋的費率等於或高於 10%。有 275 家公司的費率在 3% 到 9.9% 之間。
有多少氣體上升?目前尚無定論
以美國天然氣協會為代表的天然氣行業表示,報告的丟失和無法解釋的百分比不應用於替代洩漏。“它與排放或實際排放到大氣中的物質沒有任何關係,”美國天然氣協會高階環境事務律師帕梅拉·萊西說。
就其本身而言,美國天然氣協會很快強調了美國環保署對天然氣甲烷排放的估計。美國環保署表示,從氣井到您的爐灶,該行業洩漏了其生產的 1.4% 的天然氣。
對於管道分配系統,該機構根據 1996 年與天然氣研究所(現在的天然氣技術研究所)合作進行的一項研究計算得出的洩漏率來計算此損失。該研究從參與的天然氣公司獲取了不同型別管道的洩漏測量值:鑄鐵、無保護和受保護的鋼材以及塑膠。
為了確定總洩漏量,該機構將洩漏率乘以管道里程,減去天然氣公司報告的任何減排技術,然後得出最終的排放量。康奈爾大學的霍沃斯認為,這項研究低估了天然氣的排放量。
作為量化天然氣系統中損失的甲烷的更大專案的一部分,環境防衛基金資助了重新審查分配系統洩漏率的新研究。該研究的大部分現場工作正在今年進行,由華盛頓州立大學的研究員布萊恩·蘭布領導。
蘭布說:“我們工作的整個目標是開發這個直接排放和洩漏率的資料庫。”
另一項由環境防衛基金資助的研究也在波士頓進行,哈佛大學教授史蒂文·沃夫西和其他人正在努力利用對城市上空大氣中甲烷的測量來確定有多少氣體正在被釋放。他們預計將在秋季公佈這些結果。
在這些未知因素中,有一個數據點被廣泛接受:管道將繼續洩漏。
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