在许多东部城市的地下,蜿蜒着一个老化的铸铁管道网络,输送着天然气。这些埋在地下的管道,几十年来一直受到冬季冻融循环的影响而发生位移,有些管道只是因为老化而开裂。因此,一些管道会发生泄漏。
然而,究竟有多少气体从这些老旧的管道及其在管道分配系统中较新的替代品中泄漏出来并上升到大气中,目前还存在争议。由于甲烷(约占管道中天然气成分的 95%)作为温室气体的效力约为二氧化碳的 25 倍,因此泄漏引发了一个令人担忧的气候问题:天然气究竟有多清洁?
天然气在美国能源结构中日益重要的作用,使得量化泄漏变得更加重要。如果这个数字很大,它可能会抵消天然气(相对于煤炭而言)的气候效益,除非泄漏被堵住。
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波士顿大学研究员内森·菲利普斯说:“我们对泄漏的了解如此之少,这令人愤慨且令人震惊。”他正在努力弄清楚有多少甲烷从城市泄漏出来。
要准确测量任何特定城市系统的确切气体泄漏量非常困难。菲利普斯应该知道:去年,他的研究团队发现波士顿市的管道分配系统有 3000 多处泄漏。
但是,尽管他们知道有很多泄漏,他们尚未确定有多少气体从中泄漏出来。这正是菲利普斯现在正在研究的问题。科学家们已经提出了其他方法来估算分配系统的甲烷排放量,但它们都存在严重的局限性。
康奈尔大学研究员罗伯特·霍沃斯和其他人建议使用政府从全国每家燃气分配公司收集的一个数字。该指标被称为“丢失和无法解释的”天然气。联邦管道和危险材料安全管理局将其定义为天然气公司通过其管道系统发送的气体量与接收端计量的气体量之间的差额。
燃气业务中失踪的物质
假设天然气公司发出 100 立方英尺的天然气。其中一些可能会从管道泄漏到土壤中。温度降低可能会使气体收缩,因此另一端的仪表读数显示气体较少。一些气体可能会通过另一些泄漏的管道从人孔或沥青裂缝中飘到大气中。
最终,只有 97 立方英尺到达客户手中。缺失的 3 立方英尺?这就是业内人士所说的“丢失和无法解释的”。
根据 PHMSA 的说法,这种“丢失”的气体主要有两个原因。第一个是泄漏。第二个是由不一致的仪表或那些温度和压力变化引起的测量问题,这些温度和压力变化会导致仪表根据环境条件测量更多或更少的气体。
霍沃斯和其他对有多少甲烷泄漏到大气中感兴趣的研究人员认为,从逻辑上讲,丢失和无法解释的百分比越高,意味着有更多的气体逸出系统并使地球变暖。
杜克大学科学家罗伯特·杰克逊正在对城市甲烷损失进行研究,他问道:“如果一家公司多年来始终报告 4% 的气体损失,而另一家公司报告 1% 的气体损失,您难道不认为第一家公司的管道会造成更多甲烷泄漏到大气中吗?”
这些数字确实各不相同,一些公用事业公司在丢失和无法解释的天然气百分比方面始终高于其他公司。
美国最大的天然气分配公司南加州天然气公司报告称,2012 年的损失率为 0.87%;2011 年,该比率为 0.84%。相比之下,为大华盛顿特区服务的华盛顿天然气照明公司 2012 年的损失率为 3.65%;2011 年为 4.04%。
然而,尽管这个百分比与大气损失之间可能存在某种关联,但很难区分出其中哪一部分是逸出的部分,波士顿大学的菲利普斯说。
有些损失是无法避免的
菲利普斯说:“目前我们不能说‘无法解释’就意味着泄漏。”“它是一个包含泄漏、会计错误和仪表错误的黑匣子。”
此外,关于丢失和无法解释的气体的报告数字往往似乎不可靠。2012 年,PHMSA 关于天然气公司丢失和无法解释的费率的数据包括一系列超出可能性的数字。
一家名为印第安纳公用事业公司的公司,负责 139 英里的总管道,其丢失和无法解释的费率被列为 563%。许多其他公司,主要是管道里程不足 200 英里的小型系统,其丢失和无法解释的天然气百分比被列为高得离谱。
在回复有关为何丢失和无法解释的数字似乎存在如此多错误的查询的电子邮件声明中,PHMSA 表示,数据的准确性责任在于报告公司。
声明中写道:“为无法解释的气体提供的数据的准确性取决于运营商理解如何计算公式的能力。PHMSA 数据人员将与运营商进行跟进,以核实数据的准确性。”
在电话采访中,印第安纳公用事业公司总裁弗兰克·切辛打开了他 2012 年向 PHMSA 提交的报告的电子文件,以便查看他的数字。
切辛说:“我刚刚调出了我的实际报告,其中显示为 0.563%。我不知道您调出的报告是如何丢失小数点的。”他还说,PHMSA 没有就所谓的 563% 的损失联系过他。
行业专家表示,丢失和无法解释的费率不应高于 3%。如果费率超过 10%,PHMSA 建议与该公司联系。
在 PHMSA 数据库中,该数据库列出了 1400 多家天然气公司,其中 72 家公司报告的丢失和无法解释的费率等于或高于 10%。有 275 家公司的费率在 3% 到 9.9% 之间。
有多少气体上升?目前尚无定论
以美国天然气协会为代表的天然气行业表示,报告的丢失和无法解释的百分比不应用于替代泄漏。“它与排放或实际排放到大气中的物质没有任何关系,”美国天然气协会高级环境事务律师帕梅拉·莱西说。
就其本身而言,美国天然气协会很快强调了美国环保署对天然气甲烷排放的估计。美国环保署表示,从气井到您的炉灶,该行业泄漏了其生产的 1.4% 的天然气。
对于管道分配系统,该机构根据 1996 年与天然气研究所(现在的天然气技术研究所)合作进行的一项研究计算得出的泄漏率来计算此损失。该研究从参与的天然气公司获取了不同类型管道的泄漏测量值:铸铁、无保护和受保护的钢材以及塑料。
为了确定总泄漏量,该机构将泄漏率乘以管道里程,减去天然气公司报告的任何减排技术,然后得出最终的排放量。康奈尔大学的霍沃斯认为,这项研究低估了天然气的排放量。
作为量化天然气系统中损失的甲烷的更大项目的一部分,环境防卫基金资助了重新审查分配系统泄漏率的新研究。该研究的大部分现场工作正在今年进行,由华盛顿州立大学的研究员布莱恩·兰布领导。
兰布说:“我们工作的整个目标是开发这个直接排放和泄漏率的数据库。”
另一项由环境防卫基金资助的研究也在波士顿进行,哈佛大学教授史蒂文·沃夫西和其他人正在努力利用对城市上空大气中甲烷的测量来确定有多少气体正在被释放。他们预计将在秋季公布这些结果。
在这些未知因素中,有一个数据点被广泛接受:管道将继续泄漏。
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