天然气供应链中的甲烷泄漏可能高于先前估计

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周二，学术期刊《环境科学与技术》发表了一期专题，其中收录了 10 篇新的同行评审文章，研究了巴尼特页岩地区的甲烷泄漏率。该地区是水力压裂（或称“压裂”）开采天然气在美国首次兴起的地方。 这些研究发现，在钻井作业期间泄漏到大气中的天然气量可能约为美国环境保护署 (EPA) 先前估计的 1.5 倍，而且大多数排放可能仅由少数有问题的钻井作业造成。研究结果表明，很可能需要对甲烷泄漏进行更多的法规和控制，才能实现燃气发电相对于燃煤发电的潜在气候效益。

即使是少量甲烷泄漏，也是天然气气候变化方程式中的一个重要组成部分，因为甲烷（天然气的主要成分）是一种比二氧化碳更强大的温室气体。不同的温室气体根据其全球变暖潜能 (GWP) 进行排名，该指标将它们造成的变暖影响描述为二氧化碳（最普遍的温室气体）所造成影响的倍数。根据定义，二氧化碳的 GWP 等于 1。甲烷的 GWP 估计为 28 到 36——表明释放到大气中的 1 千克甲烷将导致与大约 28 到 36 千克二氧化碳相同的变暖量。因此，控制天然气供应链中的甲烷泄漏是减少与天然气相关的整体温室气体排放的关键部分，即使甲烷的实际体积很小。

上周发表在《环境科学与技术》上的研究表明，天然气泄漏率可能高于 EPA 先前估计的水平。为了量化甲烷泄漏排放量，通常使用两种方法。“自上而下”的方法测量大气中甲烷的浓度，以估算石油和天然气作业贡献了多少额外的甲烷，而“自下而上”的方法则使用直接在钻井现场和天然气供应链沿线收集的测量数据。通过与业界合作进行一系列协调的自下而上甲烷泄漏测量，研究人员能够以前所未有的精度和空间分辨率估算甲烷总排放量。他们发现，巴尼特页岩油气生产商的总排放量约为 EPA 先前估计的 1.5 倍，这表明 EPA 可能系统性地低估了甲烷泄漏率。

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研究发现，大多数排放来自少数几个问题站点，这些站点每单位天然气的甲烷泄漏量远高于其他天然气井。一项研究发现，测得的甲烷总排放量的 19% 可追溯到仅 2% 的钻井站点。另一项研究将 9% 的区域甲烷总排放量归因于仅八个高排放站点（四个天然气处理厂、一个天然气压缩站和三个垃圾填埋场）。

控制天然气供应链中的泄漏非常重要，因为甲烷泄漏可能会成就或破坏从燃煤发电转向天然气发电的气候效益。2012 年的一项研究发现，如果天然气供应链中的泄漏率保持在 3.2% 左右以下，那么天然气发电可以立即获得优于燃煤发电的气候效益。将此临界点与 EPA 2009 年估计的 2.4% 泄漏率进行比较，就会清楚地看到利害关系。如果能够控制和减少甲烷排放，那么天然气发电（EPA清洁电力计划的一个重要组成部分）可以带来气候效益。如果甲烷排放量超过 3%，那么燃料转换可能毫无意义。

要实现天然气的气候效益，需要控制石油和天然气钻井站点以及天然气供应链其他部分的甲烷排放。幸运的是，研究人员已经表明，通过解决少数几个排放量高于正常水平的问题站点，可以显著减少甲烷泄漏。通过制定适当的规则和法规，天然气有可能在更广泛的能源转型中发挥作用。