本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
关于水力压裂技术,即用高压化学处理过的水压裂页岩以释放天然气的有争议技术,不存在技术问题。 但显然存在政治问题,从新任能源部长欧内斯特·J·莫尼兹在哥伦比亚大学的演讲多次被打断就可以看出。这位和蔼可亲的前麻省理工学院教授和大众科学顾问可以对这些与天然气相关的爆发置之一笑,但纽约州持续六年且仍在继续的水力压裂禁令表明,该问题在该国某些地区具有不稳定性。
六年大约是莫尼兹在麻省理工学院建立能源倡议所花费的时间,旨在使能源辩论更具包容性。而且,由于水力压裂,它变得更具包容性,尽管莫尼兹可能希望将更多的热情投入到应对气候变化的努力中。毕竟,大气中已有的二氧化碳足以确保美国将遭受更多气候破坏的景象,无论是纽约市的飓风桑迪还是新奥尔良的飓风卡特里娜。“我们正在为一个低碳未来而建设,但这是一个我们必须预料到会遭受一些气候变化后果的低碳未来,”莫尼兹在哥伦比亚大学新全球能源政策中心聚集的人群面前说道。“百分之八十四的碳排放与电力相关。大自然母亲似乎正在以对能源基础设施的长期损害来回报我们。”
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作为这种损害的例子,莫尼兹引用了威胁到旧金山输电线路的野火,尽管野火发生在近 200 公里之外,以及去年夏天,伊利诺伊州布雷德伍德附近的一座核电站,当炎热天气使其冷却池中的水温升至 39 摄氏度(远高于标准运行温度)时,需要特殊许可才能继续运行。“当电力中断时,”莫尼兹补充道,“获取燃料变得相当困难,”他指的是桑迪过后袭击东北部的长长的汽油队伍和配给。
为了在未来减少这种威胁,同时在国会没有采取行动的情况下,巴拉克·奥巴马总统已决定采取行动应对气候变化,利用“行政部门的大量资源和权力”,正如莫尼兹所说。这包括从微波炉等家用电器的新的能效标准到强制性削减燃煤电厂的二氧化碳污染的一切措施。
莫尼兹表示,这项“指令已被一些人嘲笑为等同于对煤炭的战争”。相反,奥巴马政府希望为美国燃烧大量肮脏煤炭创造未来,只是通过化学循环等技术以清洁的方式进行,这些技术可以捕获和储存污染物。奥巴马政府已为此类与煤炭相关的项目提供了 80 亿美元的贷款担保——足以覆盖约 8 个项目,这代表着旨在重振步履蹒跚的碳捕获和储存 (CCS) 工作,这些工作因先锋CCS 工作在登山者燃煤电厂(西弗吉尼亚州)的关闭等事件而受挫。莫尼兹说,这次的目标是更多地了解 CCS 的储存部分,包括对地下二氧化碳的长期监测。“你不希望发生任何地震事件,”他补充道。
当然,地震震动正是水力压裂产生的废水在俄亥俄州扬斯敦等地引发的事件。
除了地震,水力压裂还与水井中甲烷浓度升高和有毒重金属含量升高以及某些农村地区的经济繁荣有关。
在一位反水力压裂抗议者的喊叫声中,莫尼兹引用了更多地燃烧天然气和更少地燃烧煤炭带来的美国二氧化碳排放量的下降(由于天然气价格相对较高,这一趋势目前正在逆转)。“在近期和未来几年内,用天然气替代煤炭将是减少碳排放的主要贡献者,”莫尼兹说,但他补充说,在某个时候,天然气也需要CCS 技术。
然后,天然气将充当通往低碳未来的“桥梁”,这个未来将充满来自裂变、阳光和风的电力,以及配备 CCS 技术的化石燃料,这都符合奥巴马政府的“以上所有”能源战略。可再生资源已经成为美国新增发电量中增长最快的部分。“未来可能并不总是遥不可及,”莫尼兹说,他还提到了高效 LED 灯泡和电动汽车的更好电池方面的进展。
然后是大型核电站,其在美国的未来显然取决于佐治亚州沃格特勒两座新反应堆的建设。“如果它们的预算表现非常糟糕,就像欧洲的一些核电站一样,我认为这将严重影响一些千兆瓦级电站的未来,”莫尼兹说,尽管这种财务风险不一定会延伸到所谓的小型模块化反应堆。“小型反应堆有一些希望,”莫尼兹补充道, “我强调这仅仅是一个希望”,因为实际上还没有建造任何小型反应堆,而且可能在 2022 年之前也不会建造出来。
这意味着在未来十年左右,美国 80% 的能源来自化石燃料这一事实不太可能发生太大变化,尽管煤炭、石油和天然气的相对平衡将发生变化。如果天然气(污染最少的化石燃料)要发挥更大的作用,那么水力压裂井、天然气管道和废水管理都必须正确完成。“这不是魔法,”莫尼兹说。
真正的挑战是,水力压裂的问题根本不是技术性的,因此无法通过技术解决方案来解决。水力压裂可以做得正确,但往往没有做好,因为公司有经济动机去推动匆忙钻井。“问题可控并不等同于被控制,”莫尼兹承认。“我们需要通过法规和其他方法来持续应用最佳标准。”莫尼兹和他在联邦大家庭中的同事,即环境保护署、内政部和农业部,将需要弄清楚如何在天然气行业彻底毒害社会善意和运营许可之前实现这种转变。
莫尼兹以前处理过这类政治问题,他在克林顿政府末期担任能源部三位副部长之一,此前曾在科技政策办公室担任总统顾问。正如一位哥伦比亚大学教授在观众中对另一位教授耳语道:“他真的很了解华盛顿,”这可能与他的前任和物理学家同事朱棣文不同,朱棣文来自国家实验室和纯粹的研究科学领域。
然而,莫尼兹可能有很多关于区域能源细节的东西需要学习。他拒绝回答关于核电未来,特别是纽约市附近的印第安角核电站的问题。“我可能对印第安角电站的具体情况了解不够,”他承认。莫尼兹可能了解华盛顿特区,但更相关的问题可能是:一位能源部长能多快了解这个国家的其他地方?