據(jù)國外媒體報(bào)道,目前世界上,天然氣等燃料是保證全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的主要因素,也是世界上的主要能源,但是,新的研究顯示,我們可以使用更加經(jīng)濟(jì)的 方法生產(chǎn)天然氣,該項(xiàng)研究的就是將地下頁巖地層的中尋找。而研究人員所發(fā)現(xiàn)的從頁巖中提取天然氣的方式,或許可以在一定程度上提供能源供應(yīng)。
在 今年的早些時(shí)候,美國總統(tǒng)奧巴馬指示能源部部長史蒂芬(Steven Chu)成立一個(gè)研究小組,研究頁巖氣體生產(chǎn)上的安全以及所可能產(chǎn)生的環(huán)境問題。斯坦福大學(xué)的地球物理學(xué)教授馬克(Mark Zoback)最近發(fā)表了一篇報(bào)告,其中就談到了用頁巖中的氣體作為能量的來源之一。而為什么頁巖天然氣為成為一個(gè)美國能源部所注視的主要能源提供方式 呢,從根本上講,這是由于一些的技術(shù)突破。早在一百多年前,我們就已經(jīng)知道,頁巖地層中富含著有機(jī)質(zhì),而從巖石中提取天然氣明顯在當(dāng)時(shí)看起來是根本不可能 的事兒。
然而,在過去的5到10年之內(nèi),已經(jīng)有研究表明,通過精確控制的優(yōu)質(zhì)鉆探,可以提高頁巖的水力壓裂限制,進(jìn)而提高頁巖中天然氣的滲透性。根據(jù)能源部的情報(bào)顯示,在美國和全世界角度看,天然氣的儲(chǔ)量是絕對(duì)巨大的。另外,還根據(jù)一些科學(xué)家的估計(jì),按目前的能源消費(fèi)率,還有足夠的天然氣可以持續(xù)使用100年。
而 在涉及全球變暖的問題上,我們?nèi)紵烊粴鈶?yīng)該要好于燃燒煤或者石油。而煤炭的燃燒在目前提供了大約美國50%的電力供應(yīng),并且產(chǎn)生了全美40%的二氧化碳 的排放量,以及其他的污染物的數(shù)量。如果全部使用天然氣進(jìn)行發(fā)電和電力供應(yīng),那碳排放量就會(huì)減少大約一半的水平。在一項(xiàng)最新的研究報(bào)告中,斯坦福大學(xué)的地 球物理學(xué)馬克教授和斯蒂夫(Steve Gorelick)教授認(rèn)為:從美國本土頁巖中提取的天然氣的數(shù)量可以達(dá)到足夠多的水平,可以完全取代煤炭在未來的20-30年進(jìn)行發(fā)電。
比 起目前在大量汽車和卡車上使用的汽油或者柴油,天然氣也是一個(gè)非常清潔的燃料,根據(jù)估計(jì),如果世界上使用汽油和柴油為動(dòng)力的汽車全部改用天然氣,可以減少 大約25%的二氧化碳的排放量。而使用天然氣作為主要能源,還可以大大地減少對(duì)石油進(jìn)口的依賴。因而,天然氣也是一個(gè)非常理想的后備能源,比如太陽能和風(fēng) 能,更有優(yōu)勢(shì),而天然氣發(fā)電廠可以快速啟動(dòng)生產(chǎn),比燃燒煤的發(fā)電廠更加的地清潔。
如果 使用頁巖天然氣作為能源供應(yīng),是否會(huì)對(duì)太陽能、風(fēng)能或者水能的建設(shè)產(chǎn)生影響呢?當(dāng)然是不會(huì)。對(duì)于使用天然氣進(jìn)行能源補(bǔ)給,是擺脫化石燃料依賴性的一種方 式,也是一種過渡燃料。全球能源供應(yīng)體系的非常巨大的,即使我們大力發(fā)展風(fēng)能、水能和太陽能,到本世紀(jì)中葉,我們還將使用化石燃料作為主要能源,因?yàn)檫@些 能源不能完全代替化石燃料。
而特別是當(dāng)前的時(shí)期內(nèi),對(duì)能源需求的將大幅度地上升,特別 是中國、印度和一些發(fā)展中國家,在同一時(shí)期內(nèi)大量使用化石燃料,在提升本國的經(jīng)濟(jì)和生活質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的同事,也在產(chǎn)生大量化石燃料的污染物。而我們必須解決能 源問題的同時(shí),也應(yīng)該看到能源與環(huán)境之間的存在的多方面的問題,我們需要通過節(jié)約能源和提高能源利用率的手段進(jìn)行發(fā)展,充分地利用可再生能源。對(duì)斯坦福大 學(xué)的科學(xué)家來說,頁巖的天然氣資源提供了一個(gè)非常好的機(jī)會(huì),可以在未來的數(shù)十年內(nèi)作為清潔且充足的能源過渡使用,同時(shí)還可以滿足現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的極 度依賴。我們也可以通過進(jìn)一步的研究,降低頁巖天然氣在生產(chǎn)過程中對(duì)環(huán)境所造成的影響。
而 我們對(duì)頁巖天然氣提取過程中使用的水力壓裂方法,目前有學(xué)者認(rèn)為這就是對(duì)環(huán)境的一種潛在的破壞,和對(duì)人類健康的影響。但是,這種擔(dān)憂到底有多嚴(yán)重呢?有點(diǎn) 諷刺意味的是,幾乎所有的關(guān)于頁巖天然氣提取的研究報(bào)告都將問題的關(guān)鍵歸結(jié)為水力壓裂上,而實(shí)際上卻正好相反。頁巖井在鉆探過程中,需要極為穩(wěn)妥的鉆探和 鋼套件是極為重要的。盡管如此,美國能源部研究小組的科學(xué)家還是希望在提高頁巖天然氣生產(chǎn)上的安全性,以減少對(duì)環(huán)境的影響。
這 些令部分科學(xué)家擔(dān)心問題主要集中在,水力壓裂中使用到的壓裂液化學(xué)品安全的問題,壓裂液如果與飲用水的含水層進(jìn)行接觸,那后果是可怕的,另外,在頁巖井中 通過壓裂液處理后,還要保持與頁巖地層的接觸。針對(duì)這些問題,斯坦福大學(xué)的科學(xué)家認(rèn)為:壓裂液化學(xué)品主要成分是水,還有少量的增稠劑,相同的增稠劑可用于 冰激凌的生成,同時(shí)還有一些滅菌機(jī),可以殺死水中的細(xì)菌,還有一點(diǎn)點(diǎn)的摩擦劑進(jìn)行減速。因而,從這點(diǎn)出發(fā),部分科學(xué)家對(duì)壓裂液產(chǎn)生了猜疑和偏執(zhí)的態(tài)度,而 在我們的報(bào)告中,壓裂液的內(nèi)容也是重點(diǎn)披露的部分。
然而,水力壓裂是否會(huì)造成飲用水的 污染呢?斯坦福大學(xué)的科學(xué)家覺得這個(gè)擔(dān)心有些多余,雖然壓裂液的注射深度穿過了飲用水的水層,但是壓裂液的工作深度是再6000-7000英尺,我們的飲 用水都是從淺層的含水層進(jìn)行抽水,不過就是一兩百米的地下,和數(shù)千英尺的深度是完全兩個(gè)概念。
當(dāng) 然,有部分研究人員認(rèn)為有些天然氣發(fā)現(xiàn)在飲用水的水層附近,我們可以通過精確地控制鉆探進(jìn)行操縱,鋼套如果沒有完全固定,會(huì)將氣體泄漏而污染套管之外的淺 水層。這些問題同樣可以追溯到我們開采天然氣40至50年的經(jīng)驗(yàn),有一些從鉆探中泄漏的氣體污染了井套管周圍的含水層。那如何處理由水力壓裂后的水呢,這 可能也是一個(gè)嚴(yán)重的問題。這些水要把其回收,這樣才不會(huì)對(duì)含水層構(gòu)成影響,以及也不會(huì)影響人類健康。而且這些水還是可以重復(fù)利用的,比如配置硒,砷和鐵的 化學(xué)品等。所以,這些水要妥善處理,使用一套新的標(biāo)準(zhǔn)來處理,防止泄漏。
美國能源部的 研究小組在報(bào)告中也提出了若干的建議,最重要的是將頁巖天然氣提取工程中增加工作的透明度,鉆井以及水力壓裂過程中使用的化學(xué)品和添加劑等信息需要被充分 的披露,同時(shí)使用各種方法保護(hù)鉆井周圍的空氣和水質(zhì)量。并且進(jìn)行更多的研究實(shí)驗(yàn),以便在鉆井工程開始之后出現(xiàn)的問題可以更快的進(jìn)行補(bǔ)救和識(shí)別。目前,已經(jīng) 有很多關(guān)于頁巖天然氣開發(fā)的辯論和誤解,而能源部斯坦福大學(xué)在研究小組的報(bào)告中則強(qiáng)調(diào)開發(fā)頁巖天然氣首先要考慮的是公眾的健康、環(huán)境以及安全方面的問題。
來源:騰訊科技
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