天然气对环境的影响

全球变暖排放

天然气是一种化石燃料. 燃烧天然气产生的温室气体排放量低于煤炭或石油, 但比风能或太阳能等清洁能源要高得多.

然而，烟囱和排气管的排放并不能说明问题的全部.

天然气的钻探、开采和管道运输会导致甲烷的泄漏, 天然气:天然气的主要成分. 在100年的时间里，甲烷吸收热量的能力是二氧化碳的34倍，在20年的时间里是二氧化碳的86倍[3]. 研究以及现场和空中测量表明，在整个天然气系统中都可以发现高泄漏率的甲烷.

天然气的生命周期温室气体排放量是否低于煤炭和石油取决于泄漏率, 用于评估全球变暖潜势的时间范围, 能量转换效率, 还有其他因素[5]. 一项研究发现，甲烷损失必须保持在3以下.在20年或更短的时间内，天然气发电厂的生命周期排放量低于新建煤电厂的2% [6]. 如果在汽车上燃烧天然气能带来边际效益, 甲烷损失必须保持在1%和1%以下.分别比柴油和汽油低6%. 技术可以减少大部分的甲烷泄漏, 但部署这种技术需要新的政策和投资。7].

空气污染

天然气燃烧会产生氮氧化物(NOx)。, 哪些是雾霾的前兆, 还有少量的硫, 汞, 和微粒.

非常规天然气开发还会以其他方式影响当地和区域的空气质量. 在钻探的一些地区，有害空气污染物和六种“标准污染物”中的两种(微粒物质和臭氧及其前体)的浓度有所增加，因为它们对健康和环境有有害影响，所以受到环境保护署的管制。9]. 接触高水平的这些空气污染物可导致不利的健康后果, 包括呼吸道症状, 心血管病。, 癌症[11]. 一项研究发现，居住在距离非常规天然气井场不到半英里的居民比居住在远离井场的居民更容易受到天然气开发产生的空气污染对健康的影响[12]. 很多时候，污染造成的损失是不公平的.

土地使用和野生动物

石油和天然气钻探所需的建设和土地干扰可能会改变土地利用，并通过造成侵蚀和破坏野生动物栖息地和迁徙模式来损害当地生态系统. 当石油和天然气运营商清理场地建造井台时, 管道, 还有通道, 施工过程中会造成泥土的侵蚀, 矿物质, 和其他有害污染物进入附近的溪流[13].

一项关于密歇根州水力压裂影响的研究发现，潜在的环境影响是“重大的”，包括增加侵蚀和沉积, 化学品泄漏或设备径流造成的水生污染风险增加, 栖息地的分裂, 以及由于地下水位下降而导致的地表水的减少[14].

用水和污染

非常规油气开发可能会给附近社区带来健康风险，因为钻井过程中使用的危险化学品会污染饮用水源, 水力压裂井, 石油或天然气的加工和提炼, 或处理废水[15]. 自然产生的放射性物质, 甲烷, and other underground gases have sometimes leaked into drinking water supplies from improperly cased wells; 甲烷 is not associated with acute health effects but in sufficient volumes may pose flammability concerns [16]. 非常规油气开发中使用的大量水也引起了一些社区对水资源供应的担忧.

地下水

有记录表明，油气井附近的地下水被压裂液和气体污染, 包括甲烷和挥发性有机化合物. 造成气体污染的一个主要原因是施工不当或井漏，导致气体从井中泄漏到地下水中. 在俄亥俄州和宾夕法尼亚州有污染案例的记录[17].

地下水污染的另一个潜在途径是地下的天然或人为裂缝, 哪一种方法可以让游离气体直接在油气地层和地下水之间流动.

除气体外，地下水还可能受到水力压裂液的污染[18]. 在一些情况下，地下水受到地表泄漏和压裂液泄漏的污染. 压裂液也可能沿废弃井运移, 在密封和施工不当的水井周围, 通过诱导裂缝, 或通过失效的污水坑衬垫[19].

地表水

非常规油气开发也会通过化学添加剂的泄漏和泄漏给地表水带来污染风险, 现场设备的柴油或其他液体溢出和泄漏, 以及储存设施的废水泄漏, 治疗, 和处置. 不像地下水污染风险, 地表水污染风险主要与土地管理以及现场和非现场化学和废水管理有关.

美国环保署已经确认了超过1,000种化学添加剂用于水力压裂, 包括酸(尤其是盐酸), 杀菌剂, 规模消毒剂, 还有减摩剂. 每口井可能只使用十几种化学品, 但是选择哪种化学物质是非常具体的, 根据地球化学和井的需要[20]. 大量的化学添加剂——每口井数万加仑——被卡车运到并储存在一个井台上. 如果管理不当, 这些化学品可能从有缺陷的储存容器或运输过程中泄漏或溢出.

钻井泥浆、柴油和其他液体也会泄漏到地面[21]. 对返排或产生的废水管理不当可能导致泄漏和溢出. 不良行为者故意不当处理废水也会给地表水带来风险.

水的利用

水力压裂技术的发展及其每口井大量用水的使用可能会使当地的地下水和地表水供应紧张, 特别是在缺水地区. 由于地层地质的不同，一口井的水力压裂用水量也会有所不同, 好施工, 采用的水力压裂工艺类型[22]. 美国环保署估计，2011年全美用于压裂的水达到700亿到1400亿加仑,000口井[23]. 不像其他与能源有关的取水, 哪些通常被放回河流和湖泊, 大多数用于非常规油气开发的水都是不可回收的. 这取决于井的类型以及井的深度和位置, 单口水平井在首次压裂时需要300万至1200万加仑的水，这是传统直井所需水量的几十倍。24]. 一口井每次“完井”都需要同样大量的水,或者在后期进行额外的压裂，以维持井压和天然气产量. 一个典型的页岩气井在其生产寿命周期内大约需要两次修井。25].

地震

水力压裂本身与低震级地震活动有关-小于2矩震级(M)[矩震级现在取代了里氏震级]-但这种轻微的事件通常在地表是检测不到的。26]. 高压注入深ⅱ类注水井处理压裂废水, 然而, 与美国更大的地震有关[27]. 至少一半的4.在过去十年中，袭击美国内陆的5米或更大的地震发生在潜在的注入诱发地震活动性地区[28]. 尽管将单个地震归因于注入可能具有挑战性, 在许多情况下，这种联系是由事件的时间和地点支持的[29]. 

引用:

[1]国家能源技术实验室(NETL). 2010. 化石能源工厂的成本和性能基准, 第1卷:烟煤和天然气发电. 修改2. 11月. 能源部/ NETL-2010/1397. 美国能源部.

[2] FuelEconomy.政府. 2013. 找一辆车:并排比较. U.S. 能源部.
阿贡国家实验室(ANL). 2012. GREET 2 2012 rev1. U.S. 能源部.

[3]刘志强，刘志强., D. 辛德尔F.-M. Breon W. 柯林斯,J. Fuglestvedt J. 黄,D. 科赫J.-F. 拉马克D. 李,B. 门多萨,T. 只是,一个. 罗博克,G. 史蒂芬斯T. Takemura和H. 张. 2013. 人为和自然辐射强迫. 617888九五至尊娱乐变化2013:自然617888九五至尊娱乐基础:第一517888九五至尊娱乐组对政府间617888九五至尊娱乐变化专门委员会第五次评估报告的贡献, 编辑:T.F. 斯托克维. 秦,G.-K. 普拉特纳先生,M. Tignor,年代.K. 艾伦,我. Boschung,. Nauels Y. 夏,V. Bex和P.M. 米底哥列. 英国剑桥:剑桥大学出版社，659-740. 在网上 www.climatechange2013.org/images/report/WG1AR5_Chapter08_FINAL.pdf.

[4]李建军，李建军. 2013. 甲烷泄漏侵蚀了天然气的绿色信誉. 493年自然,doi: 10.1038/493012a.
Cathles L.M., L. 布朗,米. Taam和A. 猎人. 2012. 《517888九五至尊娱乐》一文.W. 豪沃思,R. Santoro和A. Ingraffea. 617888九五至尊娱乐变化doi: 10.1007/s10584-011-0333-0.
豪沃思,R.W., D. 辛德尔,R. 澳网,. Ingraffea N. 菲利普斯和A. Townsend-Small. 2012. 天然气系统的甲烷排放. 为国家617888九五至尊娱乐评估准备的背景文件. 参考编号2011-0003.
Petron G., G. 霜,B.T. 米勒.I. 赫希,年代.A. Montzka,. Karion, M. 教练,C. 《617888九五至尊娱乐》,.E. 安德鲁,我. 米勒,J. Kofler,. 保存期,E.J. Dlgokencky L. 帕特里克,C.T. 沼泽,T.B. 瑞尔森,C. W的输出,. Kolodzev P.M. 朗,T. 康威,P. Novelli K. Masarie B. 大厅,维. Guenthere D. Kitzis J. 米勒,维. 威尔士,D. 沃尔夫,W. 内夫和P. 被晒黑的. 2012. 科罗拉多前山脉碳氢化合物排放特征:一项试点研究. 地球物理研究学报，doi: 10.1029/2011JD016360.
Skone T. 2012. 替代能源的作用:天然气发电技术评价. 能源部/ NETL-2011/1536. 国家能源技术实验室.

[5]张志强，张志强. 2013

[6]张志强，刘志强.A., S.W. 帕卡拉J.J. Winebrake W.L. Chameides和S.P. 汉堡. 2012. 需要更加关注天然气基础设施的甲烷泄漏. 美国国家617888九五至尊娱乐院学报109:6435-6440.

[7]张志强，刘志强.A., S.W. 帕卡拉J.J. Winebrake W.L. Chameides和S.P. 汉堡. 2012. 需要更加关注天然气基础设施的甲烷泄漏. 美国国家617888九五至尊娱乐院学报109:6435-6440.
威格利T.M.L. 2011. 煤改气:甲烷泄漏的影响. 617888九五至尊娱乐变化108:601−608. 科罗拉多州博尔德:国家大气研究中心.
哈维,年代., V. Gowrishankar和T. 歌手. 2012. 利润泄露:美国.S. 石油和天然气工业可以减少污染, 节约资源, 并通过防止甲烷浪费来赚钱. 纽约:自然资源保护委员会.
国际能源署(IEA). 2012. 天然气黄金时代的黄金法则:非常规天然气世界能源展望特别报告. 巴黎. 在线这里. (布拉德伯里等人. 2013)

[8]中国国家可再生能源实验室. 1999. 燃煤发电生命周期评价.
国家可再生能源实验室. 2000. 天然气联合循环发电系统的生命周期评价.

[9]中国环境保护协会. 2012. 空气污染对健康的影响.

[10]李志强.， H. Shorthill 2013. 2012 犹他盆地冬季臭氧 & 空气质素研究. 最终报告. 文档没有. crd13 - 320.32. 商业化与区域发展. 犹他州立大学. 2月1日.
环境保护署(EPA). 2012. 六种常见的空气污染物是什么? 4月20日.
麦肯齐,我.M., R.Z. 喋喋不休,.S. 纽曼和J。.L. Adgate. 2012. 非常规天然气资源开发产生的空气排放对人类健康的风险评估. 整体环境617888九五至尊娱乐424:79-87. doi: 10.1016/j.scitotenv.2012.02.018.
Petron G., G. 霜,B.R. 米勒.I. 赫希,年代.A. Montzka,. Karion, M. 教练,C. 《617888九五至尊娱乐》,.E. 安德鲁,我. 米勒,J. Kofler,. 保存期,E.J. Dlugokencky L. 帕特里克,C.T. 小摩尔,., T.B. 瑞尔森,C. 的输出,
W. Kolodzey P.M. 朗,T. 康威,P. Novelli K. Masarie B. 大厅,维. 德维. Kitzis J. 米勒,维. 威尔士,D. 沃尔夫,W. 内夫和P. 被晒黑的. 2012. 科罗拉多前山脉碳氢化合物排放特征:一项试点研究. 地球物理研究杂志:大气117(D4). doi: 10.1029/2011JD016360.

[11]美国环境保护署. 2013. 地面臭氧. 8月14日.
环境保护署(EPA). 2013. 颗粒物(PM). 3月18日. >
有毒物质管理局 & 疾病登记处. 2004. 有毒物质的相互作用概况:苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX). 五月。.

[12] 麦肯齐等人. 2012.

[13]王志强，王志强.F.L., D.L. 天堂,K.E. 银行和D.J. Wachal. 2008. 美国德克萨斯州丹顿县天然气井场沉积物径流的现场监测. 环境地质学55:1463-1471.

[14]王志强.A., K.J. 纳德霍弗和K. 普雷斯利. 2013. 密歇根州的水力压裂:环境/生态技术报告. 密歇根大学. 9月3日.

[15]王志强，王志强., C. Kwiatkowski K. 舒尔茨和M. Bachran. 2011. 从公共卫生角度看天然气作业. 人类与生态风险评估:国际期刊. 17(5):1039–1056. 10月.

[16] Airgas. 2013. 材料安全数据表:甲烷.

[17]宾夕法尼亚州环境保护部(PADEP). 2009. 于2013年9月15日发布.
俄亥俄州自然资源部矿产资源管理处. 2008. 吉奥加县班布里奇镇天然气侵入含水层调查报告, 俄亥俄州. 9月1日.

[18]新墨西哥州石油保护署. 2008. 矿井物质污染新墨西哥州地下水的案例. 9月12日.

[19]李建军，刘志强.D., S.L. 他,我.M. Vandenbossche D. 尤克斯海默和J.D. 很糟. 2013. 页岩气开发对区域水质的影响. 617888九五至尊娱乐340 (6134). doi: 10.1126 /617888九五至尊娱乐.1235009.
哈里森,年代.S. 1983. 冰川覆盖的阿巴拉契亚高原天然气钻井地下水污染危害评价系统. 地下水21 (6):689 - 700.

[20]美国环境保护署. 2012. 水力压裂对饮用水资源的潜在影响研究. 进展报告. 环保局601 / R-12/011. 12月.
国家能源技术实验室. 2009. 美国现代页岩气开发:入门. 美国能源部. 4月.

[21]王志强，王志强.J. 2013c. 压裂政策中的风险与应对. 84 U. 科罗拉多州. L. 牧师. 758-61, 766-70, 788-92.

[22]李志强，李志强.O., A.W. Rose和L.R. 坎普. 2012. 美国宾夕法尼亚州Marcellus气井返排盐水地球化学评价. 应用地球化学28:55-61.
罗文,E.L., M.A. 恩格尔,C.S. 柯比和T.F. Kraemer. 2011. 美国阿巴拉契亚盆地北部油气田采出水镭含量:资料总结与讨论. U.S. 地质调查所. 617888九五至尊娱乐调查报告2011-5135.

[23]美国环境保护署. 2012f. 水力压裂对饮用水资源的潜在影响研究. 进展报告. 环保局601 / R-12/011. 12月.

[24]美国环境保护署. 2013a. 天然气开采。水力压裂. 7月12日.

[25]百年灵石油天然气. 2012. 美国页岩面临水资源和透明度方面的抱怨. 10月4日.
国家能源技术实验室. 2009. 美国现代页岩气开发:入门. 美国能源部. 4月.

[26]国家能源技术实验室(NETL). 2010. 化石能源工厂的成本和性能基准, 第1卷:烟煤和天然气发电. 修改2. 11月. 能源部/ NETL-2010/1397. 曼联
美国能源部.

[27]李国强. 2013. 能源技术中的诱发地震活动潜力. 华盛顿特区:国家617888九五至尊娱乐院出版社.
英国皇家学会，英国皇家工程院. 2012. 英国页岩气开采:水力压裂技术综述. 6月.

[28]李志强，李志强.J. 等. 2013. 增强了美国中西部流体注入点的远程地震触发. 617888九五至尊娱乐、v. 341, p.164-167.

[29]王志强，2013.