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支持和反对压裂性禁令的最佳案例压裂有助于减少温室气体排放



在2020年的白宫竞选中,如何对石油和天然气进行水力压裂,也就是压裂,水力压裂的问题已经引起了广泛的争论。包括参议员伯尼·桑德斯,参议员卡玛拉·哈里斯和参议员伊丽莎白·沃伦在内的几位民主党总统候选人已提议完全禁止水力压裂,这与该党仅仅几年前的情况形成了鲜明的转变。哈里斯在9月的美国有线电视新闻网(CNN)气候大会堂上说:“毫无疑问,我赞成禁止水力压裂。”

参议员艾米·克洛布查(Amy Klobuchar)更加谨慎。她在市政厅说:“我将天然气视为一种过渡燃料。” “它比石油好,但不及风能和太阳能。我对我们需要做的事情很诚实。我们不会立即摆脱它。”激进分子已促使候选人解决​​压裂问题,因为水力压裂的繁荣已从根本上改变了美国的经济,能源,政治和环境格局。

它使美国成为世界上最大的石油生产国。它帮助该国摆脱了衰退。它曾在该国人口稀少的地区创建了繁荣的城镇,充斥着大量的现金。同时,水力压裂导致美国温室气体排放量减少。压裂涉及将高压水,沙子和其他化学物质泵入岩层中,形成裂缝,从而释放出被困的石油和天然气。它在美国释放了大量的能源,但是却产生了一些副作用。

从压裂井注入的废水已引起地震高峰。它引起了当地空气质量和安全问题。尽管它们比煤炭更清洁,但压裂产生的石油和天然气仍是化石燃料。对于政策制定者来说,艰难的选择是确定收益是否大于危害,以及是否将压裂产生的燃料用作清洁能源的垫脚石。芝加哥大学能源政策研究所执行主任萨姆·奥里(Sam Ori)表示:“这是其中的灰色问题之一。” “我不认为有一个非常明确的案例表明,压裂在网上肯定是好是坏。”

对于总统候选人来说,很难找到合适的选民,而选民本身是分裂的。一个最近的民意调查由KFF和密歇根州,明尼苏达州,宾夕法尼亚州和威斯康星州的关键摇摆州的选民的库克政治报告,表现出对像的建议广泛支持绿色新政,但更支持压裂禁令。在宾夕法尼亚州,有69%的摇摆选民说他们支持绿色新政,但只有39%的人想禁止水力压裂。

这是关于化石燃料行业在碳受限的未来中所扮演的角色的更广泛政策讨论的缩影,无论是作为对手还是作为合作伙伴。至于压裂,研究人员和分析人员已经对其进行了多年研究,并且仍在继续争论其优缺点。这是赞成和反对禁止水力压裂的最佳论据的摘要。反对禁令的最佳案例:压裂法减少了温室气体排放并有助于扩大清洁能源尽管水力压裂作为一种技术自19世纪以来就已经存在,并且第一次天然气商业压裂发生在1940年代,但最近的压裂热潮始于2005年左右。那时,石油和天然气的价格上涨迫使能源公司转向当相关技术(例如水平钻井和低成本滑水压裂法)成熟后,他们会寻找其他来源,而新的估算显示,马塞勒斯页岩(Marcellus Shale)等地层中储存的天然气量巨大。

在美国,压裂现已成为开采石油和天然气的主要技术。 该图按钻探类型显示每月的原油和天然气井。 在美国,水平钻井压裂已迅速取代了其他形式的油气开采。 能源信息管理局在美国巨大的碳足迹的背景下,水力压裂增加了。在所有县中,美国在全球累积温室气体排放中所占的比例最高。目前,它是世界第二大排放国,仅次于中国。它也是世界上人均排放量最高的国家。

科学家警告说,如果人类希望将本世纪的变暖限制在工业化之前的水平之上1.5摄氏度,那么各国将需要在2030年之前将全球排放量减少一半,并在2050年之前达到净零排放量。在大部分的水力压裂热潮中,美国经济增长,排放量下降。一项研究发现,在2005年至2012年之间,水力压裂在该行业创造了725,000个工作机会,还不包括相关的支持工作。“这一直是美国经济中最有活力的地区之一-你正在谈论数百万就业机会,”丹尼尔·耶金,IHS麦盖提副董事长兼创始人IHS剑桥能源研究协会的告诉CNBC。

这主要是由于在电力生产中通过压裂置换煤而产生的天然气。天然气每单位能源的排放量约占煤炭温室气体排放量的一半。它没有像露天开采或山顶开采煤矿那样庞大的土地足迹。尽管燃烧天然气有其自身的污染问题,但它不会产生诸如灰分和汞之类的污染物,这些污染物可能对健康和环境造成多年危害。 美国温室气体排放总量压裂的出现导致美国温室气体排放量下降。 环保局Ori说:“不管您对未来有什么看法,页岩气在摆脱碳排放和煤炭常规排放方面都发挥了重要作用。”

Breakthrough Institute于2013年发布的一份题为“ 煤炭杀手 ”的报告解释说,燃煤发电量从2007年占美国电力的50%下降到2012年的37%。压裂产生的天然气在很大程度上弥补了这一空白。这种转变的主要原因是,压裂天然气产生的能源比煤炭便宜。这使其对公用事业具有吸引力,尤其是在竞争激烈的市场中。许多天然气发电厂使用联合循环燃气轮机。与单循环涡轮机相比,它们用相同数量的燃料不仅能多产生50%的能量,而且还能迅速加速运转,以满足需求激增或其他电力生产商的短缺。与煤电和核电站的上下坡时间比较困难的情况相比,这种增加的灵活性使天然气发电厂在电网上特别有价值。

即使是最新,最清洁,效率更高的燃煤发电厂也难以与天然气竞争。天然气的灵活性还简化了风能和太阳能等可变可再生能源的整合。当微风减速并形成云层时,天然气就会介入。这减少了对其他方式来补偿间歇性的需求,例如能量存储。实际上,随着美国水力压裂的发展,可再生能源发电量自2008年以来已翻了一番。可再生能源,包括水力发电和生物质能,目前仅占美国总发电量的17%以上。再加上核能,约占总用电量的19%,仍然使将近三分之二的发电需要脱碳。那将需要数年。

因此,水力压裂天然气作为除煤剂和可再生能源助推器的记录使其成为对抗气候变化的宝贵武器。“《煤炭杀手》报告的合著者,突破研究所的副所长亚历克斯·特兰伯斯说:“如果您谈论天然气是在替代煤炭的同时将其用作脱碳燃料,那么我认为实实在在地支持了这一点。” “实际上,甚至伴随着革命性的革命,我们已经看到太阳能和风能的显着增长。”

同时,水力压裂使美国免受全球经济冲击的影响,特别是在石油市场。美国页岩油已为全球石油供应量提供了一半以上的增长,因此伊朗,利比亚和委内瑞拉等国日益紧张的局势和破坏加剧了加油站的运转。Ori说:“那些大破坏对油价的影响已经被淡化了,这在很大程度上与页岩油的惊人增长有关,因为页岩油是全球市场上新的供应来源。”

简而言之,通过压裂获得的天然气减少了排放,有助于经济发展,并有助于清洁能源的增长,同时其成本低于较脏的燃料。禁令的最佳案例:压裂使我们依赖化石燃料并破坏了脱碳压裂产生的石油和天然气都有其缺点。天然气主要用于发电(现在是美国最大的电力来源),而石油则主要用于运输,例如汽车,船舶和航空。

因此,尽管较低的天然气价格帮助将肮脏的煤炭赶出了市场,但部分由于压裂而导致的较低的石油价格鼓励了更多的出差。实际上,运输现在是美国最大的温室气体排放源。经过多年的下降后,2018年美国的排放量增加了3.4%。与电力相关的排放下降,运输排放上升,推动了美国总体排放的上升。 铑集团低油价已经破坏了电动汽车和以燃料电池为动力的公共汽车等清洁运输替代品的商业前景。取而代之的是,美国对更大更渴的汽车和更多的航空旅行有了越来越大的需求。

同时,低廉的天然气价格对美国最大的清洁电力来源- 核电造成了一些附带损害。一些已经宣布提前退休的核电站可能会被天然气取代。因此,尽管用天然气代替煤炭通常可以减少排放,而用核能替代则可以增加排放天然气本身也可能成为气候问题。 甲烷是天然气的主要成分,燃烧时产生的二氧化碳比煤炭少。但是,如果甲烷泄漏(通常在正常的瓦斯抽采过程中经常发生某种程度的泄漏),它将变成有力的温室气体。在100年的时间里,与类似量的二氧化碳相比,大量的甲烷捕集的热量超过热量的25倍。

当然,甲烷是产品,因此天然气工业有动力来限制泄漏。但是泄漏很难追踪,并且很容易使更换煤炭的收益不堪重负。康奈尔大学页岩气研究人员罗伯特·霍华斯(Robert Howarth)最近报道说,美国页岩气的生产在全球甲烷排放中起着举足轻重的作用。他估计,在过去10年中,全球甲烷排放量增长的一半以上来自美国的水力压裂。

“在美国,天然气的生产正在向我们排放的气体中,大约有3.5%泄漏到大气中,也就是说,考虑到这一点,您知道的天然气量相对较少。大部分产品都将投放市场。”霍华斯说。“但是3.5%足以对气候造成严重破坏。”这是一个比EPA和行业计算的泄漏估算值更高的估算值,但是随着特朗普政府对奥巴马时代有关监测和限制甲烷逸散排放的法规的持续回滚,这个问题势必会恶化。

还有压裂本身的技术。它需要大量的水。井可将有毒化学物质(如苯)释放到空气中。压裂现场可能会发生爆炸和火灾。它们会污染饮用水。在美国,超过一千七百万人居住在活跃的压裂井的一英里范围内,研究表明,压裂会导致该半径范围内出生的婴儿的出生体重降低。

总体而言,这些环境风险要小于与开采和燃烧煤炭相关的环境风险。但是,水力压裂的突然激增意味着许多人第一次面对它的影响,这使它成为更加生动的政治关注。这与煤炭危害形成了鲜明对比,煤炭危害主要是在公众意识中产生的。

另一个因素是,随着越来越多的钻井公司宣布破产,压裂的商业案例开始减弱。落基山研究所(Rocky Mountain Institute)估计,清洁能源已经可以与新的天然气发电厂竞争,到2035年,与继续运营现有90%的天然气发电厂相比,建造新的风能,太阳能和储能项目将更加便宜。

而在限制气候变化方面,关键因素是时间。从气井泄漏的甲烷可以在大气中停留十年。燃烧它产生的二氧化碳可能会滞留一个世纪。因此,必须尽快减少温室气体的排放。但是,每个新的天然气发电厂都代表着数十年的继续使用燃料的承诺。这意味着天然气厂将必须安装碳捕集系统,这将增加其运营成本,并使业务情况进一步恶化,否则一些可怜的投资者将被束之高阁。

塞拉俱乐部执行董事迈克尔•布鲁恩(Michael Brune)说:“天然气不仅具有危险性和破坏性,而且越来越没有必要。” “我们确实认为应该在全国范围内禁止压裂。”奥巴马总统经常吹嘘美国作为能源生产国的崛起。特朗普总统推动利用美国的石油和天然气以发挥能源主导作用。但是很明显,两党支持国家层面压裂的时代已经结束。

现在,一些民主党人公开反对化石燃料行业,参议员伯尼·桑德斯(Bernie Sanders)呼吁对一些公司进行刑事起诉。在CNN气候市政厅期间,民主党总统候选人被问及他们对压裂的立场,他们可能会在整个竞选期间继续面临问题。前住房和城市发展部长朱利安·卡斯特罗(JuliánCastro)在市政厅表示,他过去对水力压裂的支持来自人们对天然气将用作桥梁燃料的信念,“但我们已经走到了这座桥梁的尽头。”

联邦政府可以限制石油和天然气的出口许可证。但是,美国的许多能源政策都是在州和地方一级实施的,因此,如果没有当地的支持,总统就很难制定议程。虽然像参议员伊丽莎白·沃伦(Elizabeth Warren)这样的一些候选人提议终止公共土地上所有新的化石燃料租赁,但压裂的绝大部分发生在私人土地上。这意味着对压裂的进一步限制将需要立法。

IHS Markit的Yergin批评Warren的压裂方案。“在美国,石油生产主要受各州监管,但联邦政府可以通过千种削减法规来做很多事情,等等。” CNBC告诉记者。“而且仅说她反对水力压裂就完全缺乏理解。”在地方一级,尽管有环境和安全问题,但选民不愿限制压裂。一个投票的措施,将在科罗拉多州有严格限制压裂去年失败了,尽管民主党赢得这两个州的房屋州长和多数。

Breakthrough的Trembath认为,最好为总统建造一座舷梯,而不是切断这座桥。这将减少破坏性和争议性,并允许该国继续利用压裂的好处,同时提出更好的选择。他说:“我们加快桥梁终结的第一种方法是使[替代]技术更便宜。”这将需要对清洁能源的研发进行投资,特别是对长期能源存储和先进核能等技术的投资。对二氧化碳定价还可以帮助确保首先减少最大的温室气体排放源.
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