關於支援科學新聞報道
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的未來。
氣體喜歡逸出。當問題中的氣體是甲烷時，這對大氣來說是壞訊息，甲烷是天然氣的主要成分，是一種比二氧化碳強得多的溫室氣體。但是，燃燒天然氣產生的溫室氣體汙染只有煤炭的一半，這使其在應對氣候變化的時代具有吸引力，成為一種燃料。
由於新技術從深頁岩中釋放出大量的天然氣，美國正在燃燒越來越多的這種燃料，並考慮在更多地方使用更多的天然氣，例如卡車運輸的燃料。但是，如果甲烷的逸出量過高，如此廣泛的使用可能會被證明是氣候變化的災難。這就是為什麼一群科學家著手更好地估計美國有多少甲烷正在逸出。為此，他們調查了過去 20 年的 200 多組現場測量資料和科學論文，以瞭解增加天然氣的使用是否會被證明是氣候的福音還是禍害。
斯坦福大學能源資源專家亞當·勃蘭特指出：“相對較小的洩漏率可能會產生重大影響”，他領導的團隊於 2 月 14 日在《科學》雜誌上報告了他們的發現。 這是因為甲烷 (CH4) 在 100 年內對全球變暖的影響是二氧化碳 (CO2) 的 30 多倍（在 20 年內，其威力是二氧化碳的 80 多倍，因為甲烷從大氣中消失的速度比二氧化碳快得多）。事實證明，環境保護署 (EPA) 一直低估了天然氣的洩漏量，這基於其自身的調查。 根據新的研究，總而言之，美國的甲烷洩漏量約為 1400 萬公噸，比環保署估計的量多 50%。
根據新的研究，這意味著美國可能洩漏了 2.25% 的天然氣，而不是 1.5% 的天然氣使用量，這有助於解釋為什麼大氣中測得的濃度持續高於預期水平。
並非所有洩漏的氣體都來自被稱為水力壓裂法的爭議性做法——使用高壓水壓裂頁岩岩石，並使用水平鑽井井來獲取釋放的天然氣。 大部分洩漏的天然氣來自更傳統的油井——例如石油生產商允許洩漏的天然氣——或來自國家基礎設施中的壓縮機、管道和其他裝置，用於在全國範圍內輸送天然氣。 大約 100 萬公噸的洩漏似乎來自與水力壓裂相關的活動。 “這是大量的甲烷； 這並非微不足道，”勃蘭特補充道。 “但[水力壓裂]似乎不是主要的貢獻者。” 什麼是主要貢獻者？ 石油和天然氣行業的其他部分、牲畜、垃圾填埋場甚至溼地。
按照這種速度釋放甲烷，與其他運輸燃料（如汽油或柴油）相比，使用甲烷的缺點可能超過其對全球變暖的益處。 例如，燃燒壓縮天然氣排放的二氧化碳比燃燒柴油少約 30%，但如果新的甲烷洩漏估計是正確的，那麼這種做法最終會對氣候變化產生更糟糕的影響。 當然，燃燒天然氣的公共汽車確實減少了煙塵和其他形式的空氣汙染，減少了已知的吸入此類小顆粒導致的死亡。 “我們有各種各樣的理由想要擺脫柴油公共汽車，”勃蘭特指出。 “但從氣候變化的角度來看，這並不是一個很大的勝利”，因為柴油發動機能夠高效地燃燒燃料，每升燃料行駛的里程比天然氣替代品更多（儘管天然氣發動機可以改進）。
根據這項研究，可持續利用天然氣的關鍵是識別並阻止“超級排放源”——卡住的閥門或艙口、管道中腐蝕的孔洞或其他主要洩漏。 好訊息是：天然氣生產商也希望阻止此類洩漏。 “如果他們知道洩漏在哪裡，他們就想去修復它，”勃蘭特指出。 “這正在讓他們損失金錢。”
壞訊息是：沒有簡單的方法可以找到滲漏，因為管道和分配管道覆蓋數百萬公里，並且在美國各地至少存在 500,000 個活躍油井和超過 100,000 個廢棄和被遺忘的舊油井。 “我們需要開發快速且廉價地找到這些來源的方法，”勃蘭特說。 “就像汽車拋錨一樣，機器可能會以多種方式發生故障。”
更糟糕的是，科學家仍然無法確定為什麼大氣中的甲烷比預期的要多——或者它究竟來自哪裡。 “目前尚不清楚天然氣對這種總體過量的確切貢獻，也沒有足夠的科學證據來弄清楚天然氣行業貢獻了多少，”勃蘭特指出。
無論如何，環保署已強制規定，美國天然氣行業必須從 2015 年開始在所有新井口採用減少洩漏的技術——稱為綠色完井。 這種綠色完井將捕獲隨用於壓裂油井的水一起迴流的天然氣。 “這將使排放量減少大約 95% 甚至 99%”，甲烷研究員兼合著者、環境辯護基金會的羅伯特·哈里斯說，環境辯護基金會是一個支援天然氣的環保組織。 “它看起來非常有效。” 現場更好的測量也可能有助於更好地瞭解如何減少天然氣對氣候的影響，但天然氣行業在很大程度上沒有與環保署或獨立科學家的嘗試合作。
最終，天然氣將永遠是一種化石燃料，需要在未來幾十年內逐步淘汰（或捕獲和儲存其全球變暖汙染物），以避免更嚴重的氣候變化。 並且除了氣候變化之外，與水力壓裂法開採天然氣相關的還有其他挑戰，從如何處理產生的廢水到飲用水汙染，甚至是不當鑽探的油井洩漏或爆炸並失控（井噴）。 這項研究是由喬治·米切爾基金會資助的關於天然氣成本和效益的正在進行的研究系列的一部分； 米切爾（現已去世）是石油工程師和天然氣巨頭，他首先普及了水力壓裂頁岩以釋放天然氣，但也將其部分財富捐贈給了可持續發展研究。
但是，儘管天然氣面臨任何挑戰，但在氣候變化方面，它仍然比至少一種其他化石燃料更可持續的選擇。 “我們認為洩漏率高於官方估計，”勃蘭特總結道，但即使假設最壞的情況，洩漏率“也不太可能高到足以不利於從煤炭轉向天然氣”。