能源

页岩气:隐患

页岩气提取所排放的甲烷份额已被量化。

爱丽丝·麦斯特拉奇

列日大学红外与大气物理学组(GIRPAS)的惠特尼·巴德(Whitney Bader)和布鲁诺·佛朗哥(Bruno Franco)栖息在海拔3,580米的少女峰观测站(瑞士阿尔卑斯山)中,测量丰度并像往常一样分布在大气中约三十种气体。随着一种新方法的发展,该方法使他们能够更精细地分析光的红外光谱,他们更新了自1980年代中期以来收集的时间序列,换句话说,代表进化的值。为了更具体地测量乙烷(C2H6)。结果标志着趋势的变化。乙烷是在大气下层形成臭氧的前体之一。自1980年代以来,由于采取旨在保持空气质量的政治措施,其浓度每年下降约1%。但是,这些新结果表明,自2009年以来,它又以每年5%的速度增长。  

由于乙烷本身不是主要污染物,因此其浓度的增加可能微不足道。但它在大气中的降解使其变得危险。该气体主要通过人类活动排放,尤其是在天然气开采和运输造成的泄漏期间。乙烷一旦进入大气,便会与羟基化合物(OH)反应形成一氧化碳(CO),并成为臭氧的前体(O 3),它有利于在对流层(位于0至12公里的高度)中出现,从而增加了对人类,动植物和植物造成污染的风险。此外,它还可以延长甲烷(CH4)(第二种人为温室气体),方法是限制其与该相同的羟基化合物的反应。

这种趋势逆转从何而来?这就是两位研究人员和GIRPAS负责人Emmanuel Mahieu试图找出的。为此,他们与美国大气成分变化检测网络(NDACC)的美国同事取得了联系,以了解北半球上方的大气状况。从北美和夏威夷的加油站进行的测量也显示,自2009年以来乙烷的浓度再次增加,在许多页岩气开采区附近的科罗拉多州和多伦多观察到的增幅最大。 。自2000年代中期以来已经进行了多次的美国钻井是否造成了大气中乙烷含量的增加?无论如何,这就是研究人员想要检验的假设。

页岩气田的水力压裂确实释放出了包括甲烷和乙烷在内的碳氢化合物,其比率大致恒定(甲烷比乙烷多9至12倍)。他们使用此属性来验证其假设。与乙烷不同,可以从太空中检测到大气中的甲烷通量。因此,基于从有害区域排放的甲烷的量,可以推断出乙烷的流量。这些排放物的地图以及美国采油井分布的地图使他们能够量化页岩气开采中的乙烷排放量。这项研究的结果与他们的首次直接测量结果一致。

因此,仅开采页岩气将导致北美乙烷排放量增加75%。然后将该结果用于评估该行业排放的甲烷量。到目前为止,很难区分每种来源的贡献,因为甲烷来自十二种自然和人造来源,例如牲畜,化石燃料的使用或沼泽。但是,基于乙烷和甲烷之间的恒定浓度比,研究人员能够推断出,2009年页岩气提取在大气中产生了2000万吨甲烷。结果,页岩气开采产生的甲烷排放量增加,2014年达到3500万吨,占全球人为甲烷排放量的10%。

这项工作强调了页岩气提取对气候的有害影响。这个行业肯定减少了二氧化碳的排放2 (与用煤发电有关),但它在增加甲烷排放量方面发挥了作用,甲烷排放量对气候的影响大约是二氧化碳的25倍2.

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