Сравнение с другими видами ископаемого топлива
Соединенные Штаты производят большую часть своей энергии за счет сжигания ископаемого топлива. Ископаемое топливо не только является невозобновляемым ресурсом, но и загрязняет окружающую среду и способствует изменению климата. Важно, что США становятся менее зависимыми от ископаемого топлива и начинают использовать преимущественно возобновляемые источники энергии. Природный газ является основным источником энергии в США (рис. 1, данные EIA, 2008 г.) и используется в нескольких секторах (рис. 2, данные EIA, 2008 г.).
В сланцах Марцеллус содержится 50 триллионов кубических футов извлекаемого природного газа, который может обеспечить Соединенные Штаты газом в течение 2 лет при условии, что текущие темпы потребления будут постоянными 1 .
Сравнение выбросов для источников топлива
С точки зрения выбросов от источников электростанций природный газ является самым чистым ископаемым топливом. Используя данные, собранные в отделе Управления энергетической информации (EIA) Министерства энергетики (DOE), сравниваются выбросы нескольких дымовых газов для природного газа, нефти и угля. Помимо сокращения выбросов CO2, природный газ не имеет значительных выбросов оксидов азота и диоксида серы.
Однако утечки метана (CH4) из трубопроводов природного газа могут составлять значительный дополнительный источник выбросов парниковых газов. Метан вносит больший вклад в изменение климата, чем CO2, в пересчете на фунт, поэтому даже небольшие утечки метана могут привести к тому, что природный газ внесет больший вклад в изменение климата, чем уголь.Исследование, проведенное в 1997 году Агентством по охране окружающей среды и GRI, показало, что снижение выбросов CO2 от природного газа превышает любые выбросы парниковых газов от утечек метана 2 . Неясно, верны ли эти оценки для текущей добычи газа, но в 1997 году было подсчитано, что утечки природного газа составляют 19-21% антропоцентрических выбросов метана в США 3 . Прежде чем проводить четкие сравнения влияния природного газа и других ископаемых видов топлива на изменение климата, необходимы более убедительные исследования.
| Источник (фунты/млрд БТЕ) | Процент выбросов природного газа | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Загрязнитель | Природный газ | Масло | Каменный уголь | Процент масла | Процент угля |
| Углекислый газ | 117,000 | 164,000 | 208,000 | 71 | 56 |
| Монооксид углерода | 40 | 33 | 208 | 21 | 19 |
| Оксиды азота | 92 | 448 | 457 | 21 | 20 |
| Диоксиды серы | 0.6 | 1122 | 2591 | 0.05 | 0.02 |
| Твердые частицы | 7 | 84 | 2744 | 8.33 | 0.26 |
| Источник: ОВОС 1998 г. | |||||
Вода уходит
Силовые установки требуют больших объемов чистой пресной воды для охлаждения оборудования станции. В долине Саскуэханна, штат Пенсильвания, для производства электроэнергии используется 150 миллионов галлонов воды в день. Прогнозируемый пик потребления воды для бурения сланцевого газа в этом районе составляет всего 8,5 миллионов галлонов воды в день. 4
Вероятность отказа
В 1980-х годах Американский институт нефти исследовал вероятность воздействия закачиваемых флюидов на подземные источники питьевой воды (USDW). Предполагая, что конструкция обсадной колонны скважины соответствует требованиям, вероятность отказа оценивается в пределах от 2 x 10-5 до 2 x 10-8. Благодаря новым достижениям в технологии строительства скважин и учету условий закачки вероятность того, что скважина воздействует на УЗД, оценивается даже меньше, чем 2 x 10-8. Другие возможные пути загрязнения USDW включают выход из строя облицованных резервуаров для жидкостей гидроразрыва. Ожидается, что вероятность отказа будет выше, но она неизвестна.
Другие экологические проблемы
В целом добывать и сжигать природный газ более экологично, чем уголь.В то время как другие ископаемые виды топлива иногда наносят больший ущерб и загрязняют окружающую среду, добыча природного газа с помощью гидроразрыва пласта сопряжена со многими дополнительными негативными последствиями для окружающей среды.
Воздействие угля на окружающую среду
Уголь, Западная Вирджиния. Фото Блейна О'Нила, 2010 г.
Загрязнение воды
Добыча и сжигание угля вносят существенный вклад в загрязнение воды. Разрешительные правила Закона о чистом воздухе требуют, чтобы угольные электростанции удаляли опасные химические вещества из дымовых газов. Эти химические вещества удаляются с помощью скрубберов, которые забирают дымовые газы и удаляют загрязняющие вещества в воду. Операторы электростанций обрабатывают эту воду и получают разрешение на сброс в соответствии с Законом о чистой воде для сброса в местный водный путь. Общие опасные загрязнители сточных вод электростанций включают мышьяк, алюминий, бор, хром, марганец, никель и свинец. Проведенный New York Times анализ отчетов Агентства по охране окружающей среды США показал, что многие вредные загрязнители, обнаруженные в сбросах сточных вод электростанций, не регулируются или регулируются только в отдельных случаях. условия разрешения на выброс оказались нестрогими. Например, расследование Times выявило множество случаев попадания мышьяка в водные пути в концентрациях, в 18 раз превышающих федеральный стандарт питьевой воды. 6
Кислотный дождь
В отличие от природного газа выбросы угля и нефти могут вызывать кислотные дожди, образующиеся при взаимодействии двуокиси серы и оксидов азота с гидроксильными радикалами в окружающей среде.
Кислотный шахтный дренаж
Еще одно влияние добычи и добычи угля на качество воды в регионе — это сток, называемый кислотным дренажем шахт (AMD), из действующих и выведенных из эксплуатации угольных шахт, который является наиболее распространенным загрязнителем из неточечных источников в Среднеатлантическом регионе. AMD образуется, когда пирит реагирует с воздухом и водой с образованием серной кислоты и растворенного железа.Это может привести к образованию осадка красного, желтого или оранжевого цвета в руслах рек и растворению других тяжелых металлов, которые затем попадают в поверхностные и подземные воды. AMD затронула более 4000 миль водотоков в Среднеатлантическом регионе. Кроме того, AMD убила рыбу и других водных животных и повлияла на снабжение питьевой водой. 7
Удаление вершины горы
Удаление горных вершин, добыча угля, Западная Вирджиния. Фото Блейна О'Нила, 2010 г.
В последнее время в США наблюдается рост добычи угля на вершинах гор. Этот метод включает в себя расчистку лесов и верхнего слоя почвы с гор, а затем использование взрывчатых веществ для получения доступа к углю, зарытому под ними. Удаление горных вершин уничтожает участки лиственного леса и приводит к увеличению стока и разрушению среды обитания. Когда долины заполняются мусором, образовавшимся в результате сноса горных вершин, истоки могут быть засыпаны, водные экосистемы повреждаются, а воды ниже по течению сильно загрязняются. Это загрязнение воды представляет угрозу для организмов, функционирования экосистем и здоровья человека. 8
использованная литература
1. Планка, и другие. Хэнкок и Марселлус Шейл. Нью-Йорк: Лаборатория городского дизайна Колумбийского университета, 2009. Печать.
2. Харрисон М.Р., Т.М. Шайрс, Дж.К. Весселс и Р.М. Каугилл. 1997. Выбросы метана в газовой промышленности. Агентство по охране окружающей среды США: Национальная исследовательская лаборатория управления рисками.
3. Кирхгесснер Д.А., Р.А. Лотт, Р.М. Каугилл, М.Р. Харрисон, Т.М. Ширс. Оценка выбросов метана в газовой промышленности США. Хемосфера. Том 35, выпуск 6, сентябрь 1997 г., страницы 1365-1390.
4. Министерство энергетики США (DOE). «Современная разработка сланцевого газа в Соединенных Штатах: учебник для начинающих». Апрель 2009 г. http://www.dep.state.pa.us/dep/deputate/minres/oilgas/US_Dept_Energy_Report_Shale_Gas_Primer_2009.pdf
6. Дахигг, Чарльз. «Очистка воздуха за счет водных путей». Газета "Нью-Йорк Таймс. 12 октября 2009 г. Управление энергетической информации, 2008 г.Ежегодный энергетический обзор. www.eia.doe.gov/aer
8. Палмер, М.А., Э.С. Бернхардт, У.Х. Шлезингер, К.Н. Эшлеман, Э. Фуфула-Джорджу, М.С. Хендрикс, А.Д. Лемли, Г.Е. Ликенс, О.Л. Лукс, М.Э. Пауэр, П.С. Уайт и П. Р. Уилкок. 2010. Последствия добычи полезных ископаемых на вершине горы. Наука 327: 148-149.
