将甲烷排放添加到水力压裂法带来的日益增长的环境风险清单中。
去年,由于担心运营中使用的大量化学物质水可能会污染饮用水,反对水力压裂深层页岩以释放天然气的呼声 резко 上升。然后,在1月初,俄亥俄州的地震被归咎于将这些水排放到深层地下结构中。昨天,两位康奈尔大学教授在新闻发布会上表示,水力压裂法会将大量的天然气(主要成分是甲烷)直接释放到大气中——远超之前的估计。
生态学家和进化生物学家罗伯特·霍瓦特以及土木与环境工程师安东尼·英格拉菲亚报告称,水力压裂井泄漏的甲烷比传统天然气井多 40% 到 60%。当带有化学物质的水被强行压入井中以破裂页岩时,它会回流上来并储存在大型池塘或水箱中。但是,大量的甲烷也会同时回流到井中,并在被捕获利用之前释放到大气中。这种巨大的“逸散甲烷”喷发可以在井场的红外视频中看到。
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分子对分子而言,甲烷在大气中捕获的热量是二氧化碳的 20 到 25 倍。然而,这种效应消散得更快:空气中的甲烷在大气中停留约 12 年,然后被持续的化学反应清除,而二氧化碳则持续 30 到 95 年。尽管如此,两位康奈尔大学科学家和其他人的最新数据表明,在未来 20 年内,甲烷将占美国温室气体负荷的 44%。在这一部分中,17% 将来自所有天然气业务。
目前,管道泄漏是主要的罪魁祸首,但水力压裂法是一个快速增长的贡献者。英格拉菲亚指出,尽管美国已经有 25,000 口高产量页岩气井在运行,但在 20 年内,预计还将有数十万口投入运行,全球将有数百万口在运行,这将显著扩大排放量,并保持大气甲烷水平居高不下,尽管其消散时间为 12 年。
霍瓦特表示,他特别关注水力压裂法的排放,因为最新数据表明地球正在进入快速气候变化时期。他指出,与 1900 年代初期相比,全球平均气温预计将在未来 15 到 35 年内升高 1.5 摄氏度,他称之为“向剧烈气候变化的临界点”。越来越多的水力压裂法将加速世界走向这一转变,或破坏减少二氧化碳和其他温室气体排放的努力。英格拉菲亚说,页岩气是从石油到未来几十年内广泛使用的可再生能源供应的理想“桥梁燃料”的说法,就气候变化而言“毫无意义”。
霍瓦特和英格拉菲亚在康奈尔大学发表讲话,他们还在那里发布了一篇论文(pdf),该论文即将由期刊Climatic Change发表,详细介绍了他们的分析。这是对他们2011年4月发表的论文的后续研究,该论文全面分析了水力压裂法的排放。天然气行业对该论文提出异议。康奈尔大学地质学家劳伦斯·卡斯尔斯也在Climatic Change的评论中提出了异议。他估计逸散排放量仅为霍瓦特和英格拉菲亚所坚持的排放量的 10%,并且页岩气确实可以很好地替代家用取暖油和发电厂使用的煤炭。
捕获大量的气体喷发可以防止这个问题。英格拉菲亚说,捕获很困难,因为气体与回流水一起排放,但是一种称为“绿色完井”的程序,即使用特殊设备捕获气体,已被证明是有效的。然而,监管机构不要求采取这一步骤,而且甲烷的市场价格低于以这种方式捕获甲烷的成本,因此钻探商没有经济动机这样做。