大學經濟學101課程告訴學生,沒有人會把20美元的鈔票留在街上。這是一個用來強化以下理論的準則,即大型經濟市場是成熟的,有價值的物品會被珍視,並且不會經常被浪費。但是,當涉及到向大氣中洩漏天然氣——一種強大的全球變暖氣體——的行業時,該理論仍然是一個導致科學和政治爭端的議題。
一項新的科學研究(其摘要昨日發表在自然雜誌上)使用了古代和新的大氣樣本,併為天然氣行業的論點提供了支援。其資料表明,雖然近年來天然氣產量飆升,但該行業的洩漏率似乎有所下降。
關於天然氣洩漏影響的問題於2004年首次在華盛頓特區浮出水面。美國環保署多年來一直對此感到擔憂,因為天然氣的主要成分是甲烷,這是一種強效溫室氣體,通常由於人類活動而釋放到大氣中。它似乎正在人為地使地球變暖。
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這個問題在國會或喬治·W·布什政府中並沒有引起深刻共鳴,但在2004年,政府問責辦公室發現了一個相關的、確實引起共鳴的問題:美國公共土地上的石油和天然氣生產每年產生約90億美元的收入,使其成為聯邦資金的最大非稅收來源之一。該資源由內政部監管,法律要求內政部收取特許權使用費,並確保公共資源不被浪費。
然而,來自環保署和行業某些方面的證據表明,在水力壓裂和其他鑽井技術的爆炸式發展中,政府收入正在流失——要麼是透過將天然氣排放到空氣中(釋放甲烷),要麼是透過燃燒它(在油田現場燃燒,這種做法會產生二氧化碳,另一種主要的全球變暖氣體)。
政府問責辦公室建議內政部嘗試衡量和減少浪費問題,並且當似乎進展甚微時,兩位資深的眾議院議員派遣政府問責辦公室的研究人員再次調查內政部。2010年,政府問責辦公室報告稱,它從環保署和行業來源瞭解到,聯邦土地上的鑽探“釋放的天然氣量大大超過了之前認為的可能量”。
該報告指出,負責監管陸上石油和天然氣租賃的聯邦土地管理局官員,以及負責監督海上生產的海洋能源管理局官員,幾乎沒有動力使用新技術,例如可以看到大量氣體洩漏的紅外攝像機。政府問責辦公室表示,結果是,實際洩漏率比內政部估計的要高出30倍。
原因包括裝置故障、儲罐洩漏、“數千個”設定為排放過多氣體的閥門、準備不充分的油井以及導致土地管理局官員認為,如果從燃燒或排放中洩漏的氣體在經濟上很重要,那麼運營油井的石油和天然氣公司會採取措施的“制度惰性”。
報告指出,一些公司確實減少了洩漏,並且在執行氣田或油田(尤其是在偏遠地區)時,需要進行一定量的“執行排放”。但是,政府問責辦公室發現,許多排放的氣體可能已經被挽救,但“通常”較小的石油和天然氣生產商沒有時間和專業知識來進行分析。土地管理局遵循的關於防止此類浪費的規則是在1980年制定的,那時人們還沒有意識到甲烷變暖的危害。由此產生的政策是不均衡的。土地管理局官員和政府問責辦公室採訪的租賃運營商經常在哪些排放情況應該報告上存在分歧。
政府問責辦公室的報告稱,結果遠遠超過了俗話說的留在街上的20美元鈔票。
2008年,美國損失了5800萬美元的聯邦特許權使用費。如果管理得當,可能會回收並出售40%的損失氣體。甲烷和二氧化碳的逸散排放量相當於800萬輛乘用車或10個平均規模的燃煤發電廠的排放量。
紐約環境組織環境保衛基金後來委託對其聯邦管理的油氣田的排放進行了自己的測試,並得出結論,每年有價值3.3億美元的天然氣資源被浪費。
“這是一個積極的故事,”環境保衛基金首席科學家史蒂文·漢堡說。“資料表明,解決這個問題的成本效益很高,只需要相對適度的投資。”
新的聯邦和州法規即將出臺
與一些將水力壓裂或“壓裂”歸咎於洩漏的環境組織不同,環境保衛基金表示,壓裂本身並不是問題所在。
“好訊息是,很明顯,存在可以控制這些排放的技術專長。你可以擁有基礎設施和知識,以非常低的排放量做到這一點。問題在於弄清楚為什麼一些生產商的排放量遠高於其他生產商,”漢堡說。
這個問題可能即將得到解答。5月12日,環保署首次通過了三項新規,旨在控制甲烷排放,以及產生煙霧的化學物質(稱為揮發性有機化合物)和有毒汙染物(如苯,一種致癌物),這些物質通常與天然氣洩漏中的甲烷一起釋放。這些規則首次要求所有者和經營者查詢和修復洩漏,強制執行固定的檢查計劃,並敦促使用特殊的紅外攝像機和有機蒸汽分析儀(稱為“嗅探器”)來發現洩漏。
環保署估計,這些規則將使生產商損失5.3億美元,併產生價值6.9億美元的氣候效益,以及未指明但有價值的健康效益,透過從空氣中去除導致哮喘和其他汙染引起的健康危害的來源。該機構表示,這些規則將幫助奧巴馬政府實現其到2025年將石油和天然氣行業的甲烷排放量從2012年的水平削減40%至45%的目標。
這些規則將適用於水力壓裂井,這是2012年環保署早期行動未涵蓋的來源。但這不會一帆風順。美國石油協會在2014年出版了一本小冊子,稱“聯邦法規監管水力壓裂過程的每一步”,目前正處於憤怒之中。
美國石油協會監管事務副總裁凱爾·伊薩科弗說:“頁岩天然氣的開發和利用幫助美國在減少電力部門碳排放方面領先世界,碳排放量已接近20年來的最低水平。” “我們最不需要的就是更多重複且代價高昂的監管,這可能會阻礙天然氣生產,擾亂我們減少排放的進展,並增加美國消費者的能源成本。”
石油和天然氣集團以及16個州已對新規提起法律挑戰。與此同時,環境組織以及9個州和芝加哥市已提交動議,以捍衛環保署的行動(EnergyWire,8月17日)。
未來還會有更多的鬥爭。科羅拉多州在2014年成為第一個對石油和天然氣運營中的甲烷排放實施法規的州。此後,州檢查員在152個井場發現了洩漏。根據該州空氣汙染控制部門致公司的信函,洩漏非常嚴重,以至於檢查員可以聞到氣體並聽到洩漏的嘶嘶聲。科羅拉多州石油天然氣協會發言人道格·弗蘭德斯表示,這些信函令人震驚。
“這項[規則]是同類中的首例。我們是唯一一個真正監管甲烷排放的州——有時為了能夠達到您需要在這些法規範圍內的位置,可能需要一段時間,”他說(ClimateWire,6月22日)。
現在,加利福尼亞州正準備在美國曆史上最嚴重的阿里索峽谷天然氣儲存設施發生大規模甲烷洩漏後,頒佈全州範圍的甲烷排放規定。賓夕法尼亞州官員正在討論類似的舉措,懷俄明州已在該州部分地區的油田實施了規則。
洩漏量下降,儘管產量增加
最後,科學家們承擔著雄心勃勃且艱鉅的任務,即試圖搜尋大氣中的甲烷排放物,以揭示它們是否是由人類活動產生的,他們也捲入了關於我們是否真正瞭解甲烷水平上升的真正原因有多大和多廣泛的私人爭吵中。
德國卡爾斯魯厄理工學院的佩特拉·豪斯曼在3月份發表的一項研究中表示,地球上甲烷排放量增加的兩個主要來源,一個是熱帶地區的溼地,另一個是化石燃料開採。“這兩個驅動因素的相對貢獻仍然高度不確定,”她的論文寫道。
紐西蘭大氣科學家海因裡希·舍費爾在4月份發表的第二項研究中得出結論,甲烷排放量持續、不祥上升的主要原因來自熱帶地區的溼地和農業活動,如水稻種植,並且它們遠大於石油和天然氣排放(ClimateWire,3月11日)。
昨天,由科羅拉多州博爾德市國家海洋和大氣管理局地球系統研究實驗室的科學家斯特凡·施維特克領導的一項研究表示,對大氣樣本(一些取自古代冰芯,另一些是最近採集的)的詳細研究表明,儘管天然氣產量和分配急劇增加,但天然氣生產的洩漏率在近幾十年有所下降。
雖然石油和天然氣行業的會計師和工程師可能會從這一發現中獲得一些安慰,但這項研究的作者表示,淨效應是大氣仍然受到了損害。
“所有效率的提高几乎都被產量的增加完全抵消了,”施維特克在一次採訪中解釋道,他指的是最近公司為發現和最大限度地減少洩漏所做的努力。
該研究使用了碳同位素(一種化學指紋)來識別甲烷洩漏的來源,並發現化石燃料工業排放加上天然地質甲烷滲漏並沒有隨著時間的推移而增加。然而,它也得出結論,之前的研究使用的測量方法似乎低估了這些排放的規模。研究稱,它們“比目前的估計高出60%到110%”。
施維特克的研究結果來自擴大範圍的大氣樣本,並與早期研究一致,即天然甲烷來源,如溼地細菌產生的甲烷和某些形式的農業(如水稻生產)可能仍然對大氣產生更不利的影響。
施維特克指出,他的研究與其他使用乙烷排放量作為一種示蹤劑來估計天然氣甲烷排放量的研究相沖突,但他指出,這種衝突是科學過程的一部分,最終會解決爭端。該研究沒有精確指出排放量較高的地區。
“我們正在接近找到真正的全球平均水平。如果未來衛星在空間解析度方面做得更好,我認為它們可能能夠回答其中的一些問題,”他說。
密歇根大學的氣候和空間科學家埃裡克·科特曾使用乙烷排放量來識別美國油氣田甲烷排放量高的來源,他說他看不到衝突的弊端。“如果少數排放源造成了大部分排放,那將提供非常有用的資訊,”他說。
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