探秘页岩气的环境效益

电力18讯：    
　　上个世纪90年代后期以来，能源专家和环保人士均认为天然气可以作为一种“过渡燃料”，以方便能源过渡成清洁能源。最近这一观点受到质疑，意见人士称，甲烷会从天然气中渗透出来，特别是页岩气开发过程中所产生的甲烷泄漏，他们认为或许这就足以否定天然气的开发有利于下游气候的论断。但是，最近一项由美国德克萨斯大学进行的最新研究表明不必如此担忧，该研究由环境保护基金（EDF）和9所能源公司共同赞助完成。

    为了搞清楚为什么天然气泄漏量可能远高于原本假定的1%的指标将可能引起对天然气有益于环境这一论断的怀疑，在此对温室气体排放做一个简短介绍很有必要。当气体被排放到大气中时，它们会吸收被释放到空气中的红外线，从而造成全球变暖。二氧化碳则是造成气候变化的主要温室气体。目前粗略估计大气中二氧化碳的浓度约为400ppm（ppm：百万分之一），这相当于地球空气的0.04%，并且，二氧化碳还以每年增加2ppm的速度持续增加中。

    天然气的主要成分是甲烷。尽管大气中甲烷浓度远低于二氧化碳的浓度，总共不到2ppm，但是在均衡重量下，甲烷却是一种更强大的温室气体。若以100年为一个时间跨度，那么甲烷使全球变暖的影响力是二氧化碳的25倍，且时间跨度越小，影响力越强。虽然大气中的甲烷大多数是自然或者农业资源，但是相比煤炭而言，在天然气生产过程中所产生的甲烷含量的大增，无疑是对煤炭在发电领域的一个挑战。

    一些学术研究得出了天然气可以由页岩水力压裂产生，即“水力压裂法”，而康奈尔大学教授则在2010年就开始广泛宣传这一方法了。通过早期的页岩生产活动所收集到的数据，再加上预估，可以得出一个结论，那就是页岩气井渗漏可达到累计输出天然气的3.6-7.9%。最近，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）及美国科罗拉多大学教授博尔德共同发起一系列研究，这些研究表明通过航空遥感技术所计算出的泄漏率与霍沃斯教授得出的数据结果相似。

    其他，如HIS CERA、卡内基梅隆大学、世界观察研究所、德意志银行等机构也进行了类似研究，但这些研究所得出的结论却表明天然气泄漏率很小，其产生的影响也相当小。并且，在今年年初，美国环境保护署降低其此前预测的天然气泄漏率，其值为输出天然气的1.7%。

    然而，直到现在，所有有关于这一议题的研究却都存在局限性，要么是通过所拥有的有限的数据，要么是到生产基地所获取的间接测量结果。所有人研究的结果在很大程度上是通过“假设在大量的天然气井中会发生什么”而形成的，而不是通过直接观察这些生产基地来形成结论。

    为什么德克萨斯大学的研究如此重要？因为它是建立在实际的现场测量所得到的大量数据的基础之上的，这些数据来源于9个能源公司其遍布美国的190多个生产基地。这些数据包含了差不多500多个页岩气井的不同的发展阶段及其生产过程。

    总的来说，德克萨斯大学在调查一部分气体的生命周期时发现，甲烷的排放低于美国环保署（EPA）的最新估计。在完成水回流之后，甲烷的排放量下降了98%，这就部分抵消了阀门及其他设备比较高的泄漏率。因为这个研究没有考虑到整个生命周期的气体排放，包括管道泄漏，这就导致他们所得到的数据，平均泄漏量为天然气生产总值的0.4%，与不赞成使用页岩气的人所说的更高的泄漏量难以达成一致。

    当然，不赞成使用页岩气的人在批评声明中忽略了几个关键点：首先，缺少了行业的参与，在生产基地上进行大规模的直接测量，与精确研究相比，基于建模是很难得出一个预估值的。更重要的是，他们还忽视了一个事实，那就是德克萨斯大学在研究甲烷排放时发现甲烷排放主要来源还包括阀门和设备，并非仅仅是页岩气的开发，其实在页岩气开发中很多时候还是依靠硬件改进和技术。

    德克萨斯大学以及他们的赞助商环境保护基金会清楚地表明，需要做更多的测量工作以研究天然气生产链其他部分的甲烷排放量。

    目前新闻媒体很有力地否决了一个观念，即页岩气开发所产生的的排放量本质上远远高于在常规油气储层中的垂直井所产生的的气体。因为现在页岩气生产已经占了美国三分之一以上的天然气生产，并且也已被广泛地认为将会主导将来的天然气生产。那样的话，将会很大程度上影响进一步进行燃料切换的环境效益，以及天然气其他方面的用处。