天然气作为灵丹妙药:绿色未来的可疑道路

许多能源专家争夺天然气是理想的燃料,因为世界使过渡到可再生能源。但从那种天然气的大部分都来自地下页岩,潜在的环境成本高,跳过天然气阶段并直接转向大规模部署太阳能和风力。

几年来,许多声音包括德克萨斯能源Baron T. Boone Pickens,已经将天然气吹捧为最佳能源,以形成当前化石燃料经济性和可再生能源未来之间的桥梁。Proponents contend that not only is natural gas a cleaner-burning fuel than coal, producing lower greenhouse gas emissions, but that reserves of natural gas are far greater than previously believed because of vast reserves trapped throughout the U.S — and around the world — in huge underground formations of shale.

本月早些时候,英国新科学家杂志出版了一篇关于标题的页岩天然气的文章,“Wonderfuel:欢迎来到非常规气体的时代。”上个月,华尔街日报运行自己的OP-EDO ode到页岩气:“页岩气将摇滚世界。”作者,Amy Myers Jaffe - 赖斯大学的能源研究研究员 - 写道,“我相信,页岩气将彻底改变行业 - 并改变世界 - 在未来几十年。”她甚至建议全球页岩矿床的丰富天然气将减缓转型到可再生能源未来。

“It may be a lot harder to persuade people to adopt green power that needs heavy subsidies when there’s a cheap, plentiful fuel out there that’s a lot cleaner than coal, even if gas isn’t as politically popular as wind or solar,” Jaffe wrote.

页岩气体存在于丰富的事实是超越问题。

但在过去几年后,分析了美国可用的所有能源来源,我相信选择很清楚:基于现有技术,太阳能和风是唯一可以为美国提供丰富,独立能源的实用替代方案少数不期望的环境和人体健康影响。虽然页岩气被估计是丰富的,而且支持者告诉你,很容易用少量环境影响提取气体,实际上这是一种潜在的环境风险的相对实验技术。

单独的水污染问题应该足以使美国和其他国家重新思考对页岩气体。将气体与页岩中的气体分开,称为水力安全性的过程,涉及在高压下施加水,化学品和沙子的混合物,孔孔和岩层形成岩层,产生释放捕获气体的小骨折。该过程采用了大量的水 - 纽约国家环境保护部的估计每井每井多达100万加仑 - 当水已经是一个限制和宝贵的资源时。其次,液压压裂液可能会回到表面或接近,影响地下水供应。这种流体是包括摩擦减速剂的化学物质的混合物,杀菌剂,以防止细菌的生长,这些细菌会损坏井管道或堵塞裂缝,凝胶将材料携带到骨折中,以及各种其他物质。返回表面,也可以带来其他环保损伤材料,如重金属。

页岩气的倡导者声称这些影响将是未成年人。其他,包括供水的其他人,没有被说服。在宾夕法尼亚州,井声称安全泄漏天然气进入当地的国内供水,气体冒出龙头。同样在宾夕法尼亚州,压裂液泄漏在被送到地下并且也遭受污染的饮用水。这些问题表明,将压裂液恢复到表面可能会导致大规模的类似问题。

大多数天然气都是如此深入地下,没有人确信我们可以得到它。

页岩气体存在丰富 - 在美国,欧洲,澳大利亚,中国,南非等地区和其他地区 - 超越了问题。新科学家据报道,存在足够的可回收页岩气,以满足世界60年的世界需求。Marcellus Shale地区在美国东部的东部地区含有足够的页岩气,以满足美国天然气需求。马萨诸塞州技术研究院上周发布了一份报告预测,部分原因是对丰富的页岩天然气储备的开发,天然气将从今年20%的美国能源供应中占据20%的数十年。

但页岩气的乐观索赔背后的现实是什么?美国地质调查列出了天然气“储备” - 据信在场的金额 - 四大类:随时可用目前的技术,这仅占美国领土限额的已知天然气的1%;在技​​术上可以恢复(5%);加速技术的边缘目标(6%);和未知而是可能的(84%)。页岩气与煤气和甲基水合物共享第四类。后者是一种嵌入其中的甲烷的水冰,只发生在北极永久冻土和海洋低于3,000英尺的地方感冒的地方。

In researching how best to make the transition to the green energy future, one of the first calculations I made was to find out how long the natural gas in each of the four categories would last if we obtained it independently — that is, only from U.S. territory. I was shocked by the result: Just using our 2006 rates of use of natural gas consumption — not including any major transition to fueling our cars and trucks — the “readily available” gas within the United States would be exhausted in just one year. That, plus what is called “technically recoverable” gas, would be gone in less than a decade. What is termed “unknown but probable” would last about a century.

这意味着我们对天然气消费的任何显着增加将不得不来自“未知但可能的”储备,其中大部分将来自页岩的形成,由泥浆形成的泥土形成的沉积岩。这种气体的大部分地下都是如此深的地下或其他不可能以此,没有人真的很确定我们可以获得很多,或者我们必须支付的环境价格如何才能取回它。

太阳能和风也不具有发展页岩气的巨大的环境和经济成本。


另一方面,目前可用的风和太阳能技术正在达到工作。风和太阳能装置只是不够,所以今天他们提供了不到1%的国家能量。我们需要迅速扩大,所以到2050年,我们可以从风和太阳能的大部分获得我们的大部分能量。这是一个巨大的任务:美国人口普查局预测,我们的人口将达到4.4亿到2050年 - 从今天开始近50%。这是1.5亿人,每个人都希望生活在我们所习惯的生活标准。When that happens, the amount of fossil fuels we use today, and which provide 86 percent of America’s energy, would provide those 440 million with less than two-thirds the energy they would need, if per-capita energy use remains the same as today.

与太阳风和风的标准批评相反,将来提供了这一大量的能源不会使用大量的土地。基于当前安装,需要不到1%的美国土地面积。目前,美国土地的22%是农业,而不是计算放牧动物使用的草地牧场和范围。

费用怎么样?风是最便宜的能源,安装成本低于煤炭。没有必要支付燃料,没有巨大的成本来修复剥离矿业和地下采矿造成的环境损害,更不用说涉及的成本试图开发“清洁燃烧煤炭”。

这留下了两个问题:太阳能和风从小到时分,太阳能目前是最昂贵的能源安装,每单位输出量大约需要四倍。

有几种方法可以处理太阳能和风的可变性。首先,我们不会突然从化石燃料到太阳能和风。相反,随着太阳能和风力增加的生产和安装,将会缓慢过渡。在此转换期间,我们将希望使用所有能源来源,每个能源都是最好的目的。几年前,西班牙有一天的一天,其中三分之一的电能来自太阳能,而且没有任何浪费 - 没有网格失败,没有停电;只是像往常一样的业务。化石燃料和核电厂可以弥补太阳能和风输出的变化。

至于太阳能,生产新细胞的成本 - 光伏或其他 - 正在迅速下降,并且增加的研究和开发将不可避免地导致安装成本类似的下降。

我们不会完全远离液体燃料。汽油,煤油和柴油燃料是存储,运输和使用能量的精彩方式。一加仑的汽油含有一个非常大量的能量,相对安全,非常方便。而不是消耗我们的技术研发,而不是在深层基岩中获得页岩气,我们可以开发一种逆炼油,将水分离为氢气和氧气,将氢气与碳结合起来给我们甲烷(天然气),以及组合用氧气给予我们乙醇。开发这项技术将是一项重大挑战,但我相信它并不超出了美国的创造性和创新的科学和工程。

我并不的提出美国从太阳风中获得100%的能量,只是我们对这些能源的大量投资,这些能量没有巨大的潜在环境和发展页岩天然气储备的经济成本。

保持我们的高度高度,我们的创造性和创新文明,不会轻易进入。它需要很多能量。这是未来必须公开接近的未来的巨大挑战,超越特别兴趣和意识形态。我们可以做到 - 有一个安全,可持续,丰富的能源未来。问题是,我们会这样做吗?我们是否有政治意愿,创造性的资金,以及政府充分独立于这种情况的特殊利益?