随着新的钻探技术的发展,近年来天然气的开采量猛增。在不列颠哥伦比亚省,水力压裂(也称为“水力压裂”)在先前难以到达的矿藏中,使天然气产量在2006年至2017年间翻了一番。
尽管天然气比煤炭燃烧更清洁,但它并非气候的救星。而对不列颠哥伦比亚省东北部油气资源的一项新研究表明,该地区许多油井都在泄漏天然气。这些天然气主要由甲烷组成,甲烷是一种强大的温室气体。“就样本数量而言,这是一个非常了不起的数据集,”辛辛那提大学的生物地球化学家艾米·汤森德-斯莫尔(Amy Townsend-Small)说,她并未参与这项研究。
在采矿现场,运营商通过钢衬油井开采石油和天然气,其中一些油井深度超过一英里,用于开采深层页岩气矿藏。这些油井在运行期间或报废后,可能会将石油、天然气或压裂液(水、沙子和化学品的混合物)泄漏到环境中。自1995年以来,加拿大官员一直要求这些场所的运营商报告发现的泄漏情况,自2010年以来,这些规定变得更加严格,要求在油井钻探后和维护期间进行泄漏测试。
魁北克大学希库蒂米分校的水文地质学家罗曼·切斯诺(Romain Chesnaux)利用政府官员汇编的这些泄漏报告,检查了该地区泄漏的普遍性。在21,525口油井中,有2,322口曾发生泄漏,占10%以上。绝大多数泄漏涉及天然气从油井顶部渗漏到空气中。一小部分(3.42%)是液体泄漏,通常是深层储层中的盐水和压裂液的混合物。
大多数气体泄漏量较小,每天不到一立方米的天然气,但有15口油井的泄漏量是其300倍。汤森德-斯莫尔表示,这与其它研究的发现一致,其中所谓的“超级排放源”对泄漏到大气中的总甲烷量贡献很大。
所有这些气体泄漏都对气候造成了严重影响。根据平均排放率,切斯诺及其团队估计,这些油井每年可能产生高达7.5万吨的二氧化碳当量排放,大致相当于一个5000人口的加拿大城镇的排放量。研究估计,平均每口泄漏的油井产生的甲烷量相当于24头牛打嗝产生的甲烷量。而甲烷在气候变暖方面的威力是二氧化碳的28倍。
泄漏还会对附近居民的健康构成风险。汤森德-斯莫尔表示,即使是地下水中少量的苯(天然气和石油中含有的化学物质)也会影响饮用者的健康,这在阿巴拉契亚和德克萨斯州的社区已经发现。根据科罗拉多州石油和天然气作业健康风险评估,天然气中存在的挥发性有机化合物还会导致附近居民头晕、头痛和呼吸道问题。
切斯诺说,他们的估算可能偏低。原因之一是,尽管更严格的规定促使运营商更频繁地检查新油井的泄漏情况,但旧油井可能存在未报告的泄漏。“我们怀疑在1995年或2010年之前钻探的大量油井没有经过测试,”切斯诺说。当然,世界上还有更多的油井。切斯诺说,仅在不列颠哥伦比亚省和阿尔伯塔省就有大约50万口油井,因此全球所有油井的泄漏量将远远超过他们有限的估算。
此外,麦吉尔大学研究石油和天然气开发的 the hydrologist 玛丽·康(Mary Kang)说,基于地面收集信息的“清单式”研究往往会低估排放量。飞机在高空捕捉的样本进行的“自上而下”的排放估算通常更高。飞机样本显示了采矿现场释放的所有气体,而且通常比基于“自下而上”或清单式估算预期的甲烷要多。这意味着存在未被计入的甲烷来源。“自上而下和自下而上的估算之间存在差距,”康说。“最大的问题是,需要进行更详细的地面测量。”
在一项研究中,结合了地面和飞机测量的数据,揭示了清单式估算的误差有多大。由环保基金会(Environmental Defense Fund)牵头的一项项目发现,美国生产的甲烷有2.3%在开采、储存和运输过程中发生泄漏,远高于美国环保署(EPA)估计的1.4%。与此同时,美国天然气产量在2018年达到新高——每天100亿立方英尺。汤森德-斯莫尔也是环保基金会报告的合著者,她补充说,在美国,没有联邦法规要求石油和天然气公司报告泄漏。“一件很棒的事情是,(BC省研究的)数据都是因为强制性法规而收集的,”她说。
虽然天然气泄漏对气候变化的全部贡献尚不清楚,但这项研究等近期研究使得天然气越来越不像是一种清洁燃料。“与其它化石燃料相比,使用天然气排放的二氧化碳少于煤炭,但甲烷本身是一种非常强大的驱动因素,因此量化这些泄漏对于确定其气候足迹至关重要,”汤森德-斯莫尔说。“我们发现的泄漏越多,对天然气来说就越糟糕。”