柴静讲的页岩气能源未必有想像的清洁（视频）

柴静在她的视频中提到,并认为页岩气为清洁能源，故中国应该向美国那样大力开发页岩气以代替烧煤来降低对空气的污染，以最终减少雾霾。但实际上页岩气开发和利用可能没有想像中那样清洁。研究表明，未燃烧或未完全燃烧的页岩气（主要为甲烷）释放到大气中，其污染影响比二氧化碳要大许多倍, 譬如温室效应在100年期间为二氧化碳的33倍，20年期间为105倍。换句话说，对于20年期间甲烷只要二氧化碳的105分之一排放量即可达到同样的温室效应！ 著名学者，康奈尔大学的资深教授Ingraffea博士甚至认为页岩气比烧煤或油要“脏”的多。 如果你看了 Ingraffea教授的以下视频后，可能会颠覆你的对页岩气作为清洁的能源看法。

笔者认为，中国在开发利用页岩气能源时， 要因地制宜制定自己的方案，趋利避害加强环境监管。中国是煤炭大国，储量占世界总储量近一半， 是第二名美国的三倍多。 而且煤产量也是世界第一. 因此要依据国情在煤炭净化，液化方面下工夫，减少污染空气。改善能源结构，多开发核能和潮汐，水利，风，太阳等绿色的可再生能源，力争做到象视频所说减少甚至完全摆脱传统化石石油，气和煤。

另外，笔者注意到2014年7月在宾州匹斯堡全美页岩气研讨会上涉及的页岩开发对环境产生的其他影响还有：
一。 水利制裂(hydrofracking)液体中含化学物质。 每口井需要大约8-10million 加仑，有十分之一返回地面(back flow) 需要处理。施工中不慎泄露还会污染地下水。美国一些州直接将此废水打入地下指定地点（如宾州等）
图一。 需要处理的大量back flow and back fluid (from internet)

二。 水利制裂需大量抽水，会引起地面沉降和裂缝。贯穿性裂缝会直达页岩导致页岩气外泄污染。外泄的甲烷进入大气层 ，增加温室效应；进入地下含水层（aquifer）污染生活用水，甚至引起火灾。
图二。进入饮水系统的页岩气污染水源还可引起火灾(from internet)

三。 水利制裂诱发地震。多各州因水利制裂诱发地震（如Oklahoma, etc）
 图三。水利制裂减少断层出的摩擦力，使断层相对运动释放弹性能而诱发的地震在数州常有发生（from internet)。

 

 

 Ingraffea教授的视频：

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附教授简介：
Ingraffea博士是康奈尔大学资深“Dwight C. Baum教授“，任教37年，曾教结构力学，有限元方法和断裂力学。 其研究集中在计算机模拟和复杂的压裂过程中的物理测试，应用交互式计算机图形的计算力学等领域。撰写了250多篇论文。获总共3500万美元的研发课题。合作单位有美国国家科学基金会，美国航空航天局，尼科尔斯研究，AFOSR，FAA，柯达，美国陆军工程师水道实验站，美国运输部，IBM，斯伦贝谢，EXXON 等等，桑迪亚国家实验室，通用动力公司，波音公司，卡特彼勒拖拉机协会和诺斯罗普·格鲁曼航空公司。获得地质力学进展“1994年重大论文奖”，两次荣获国家研究理事会/ US全国委员会在岩石力学岩石力学研究奖（1978年，1991年），和美国测试材料学会的乔治·欧文奖章（2006）。工程断裂力学杂志编辑。

一些主要图表：


图一。 页岩气生产中甲烷泄露至大气污染的原因：如钻孔，水利制裂中回流水处理，页岩气的处理，运输，储存，输送等中的泄露。

图二。美国数万遗弃的旧气井失于维护，导致页岩气大量地长期泄露

图三。 燃烧过程中排放甲烷（黄色为未燃烧完全甲烷）还有二氧化碳。

图四。 调查华盛顿首都地区地下气管路泄露情况

图五。波士顿地区地下气体管路同样有大量泄露问题

图六。 研究表明过去二十年，页岩气比二氧化碳和其他气体和燃油产生更大的温室效应

图七。 甲烷引起的温室效应在100年期间为二氧化碳的33倍，20年期间为105倍。 百分之一的外泄甲烷引起的温室效应相当另外百分之九十九甲烷自己燃烧两次。 

图八。页岩气泄露占总产值的比例， 尤他州的Unita Basin达百分之九，克罗拉多州的Denver-Julesburg Basin 可达百分之七。

图九-A。 计算机模拟显示2010年起， 只有同时减少二氧化碳，黑碳和甲烷（绿线）才可防止进入升温超过两度的危险棕色区。减少黑碳和甲烷（蓝线）2060 年进入棕色区；只减少二氧化碳（红线）则2045年就进入了危险区。 (注:国际社会试图控制环境升温两度以下，免于进入棕色危险区) 

图九-B 预测三十年极地冰盖平均融化线.


图十。政府预测2040能源结构。传统煤和石油减少，天然气和再生能源增加。