液化天然气比煤炭更脏吗?它是复杂的

2025-06-25 09:06来源:本站

  

  

  白宫暂停批准液化天然气接收站的决定引发了一场有争议的辩论:液化天然气比煤炭更脏吗?

  许多环保人士认为,这是对传统观点的挑战。传统观点认为,随着能源系统转向可再生能源,天然气是一种可以帮助减少气候污染的廉价化石燃料。

  但许多研究燃料碳含量的研究人员表示,实际情况要比这复杂得多。天然气——尤其是液化天然气的出口——对全球变暖的影响很可能比之前认为的要大,但在某些情况下,与煤炭相比,它仍然可以减少温室气体排放。

  这一想法在能源政治领域是一枚重磅炸弹,长期以来,天然气的排放量一直被吹捧为煤炭的一半左右。2023年12月,170名气候科学家签署了一封信,要求乔·拜登总统拒绝建造更多液化天然气出口终端的计划,主要是在墨西哥湾沿岸,理由是液化天然气“对气候的危害至少比煤炭严重24%”。

  拜登上个月宣布,在审查其气候影响之前,暂时停止批准未来的项目,朝着这个方向迈出了一步,并煽动了天然气与煤炭的辩论。

  认为液化天然气比煤炭污染更严重的观点与之前的学术和政府研究相悖,后者发现液化天然气可以减少温室气体的排放。相反的说法往往是基于康奈尔大学(Cornell University)即将发表的一项研究,该研究尚未经过同行评议。

  撰写该研究报告的该大学教授罗伯特·豪沃思(Robert Howarth)表示,之前关于液化天然气气候影响的研究未能考虑到与液化天然气相关的二氧化碳排放,这一过程需要将天然气冷却到极低的温度。

  “我们需要远离所有的化石燃料。但美国正在大幅增加天然气产量。我们是世界上最大的天然气生产国。我们不是10-15年前的人。我们是最大的天然气出口国。10年前我们没有出口任何产品,”豪沃思在接受采访时说。“这是完全错误的轨迹。”

  这已经不是他第一次声称天然气的排放量超过煤炭了,或者引起了争议。

  在他发表上述言论之际,美国电力行业的碳排放量在2005年至2022年间下降了三分之一,这在很大程度上要归功于从煤炭发电转向燃气发电。

  但是,当甲烷——天然气的主要成分——在井口、管道和其他天然气工业基础设施被燃烧、排放或泄漏到大气中时,这种气候优势就会减弱。

  比较煤炭和天然气排放的温室气体是很复杂的,因为它们的排放特征不同。甲烷在短期内是一种更强大的温室气体,但它会在几十年后在大气中分解,而二氧化碳可以在空气中存留一个多世纪。

  2011年,豪沃思对天然气对气候的负面影响发出了警告,当时他与人合著了一项研究,发现与天然气生产相关的甲烷中有7.9%被排放或泄露到大气中。他提出的数字远高于政府的估计,而且他认为,这将使天然气成为比煤炭更大的变暖因素,尤其是在短期内。

  随后的研究发现,甲烷泄漏比政府提出的要大,尽管很少有人与豪沃思提出的数字重复。2018年环境保护基金会的一项同行评议研究估计,2.3%的甲烷在天然气生产过程中进入了大气,比环保署的估计高出60%。一项同行评审的2020年研究估计,美国最大的产油区二叠纪盆地的甲烷排放量为3.3%,燃烧是常见的。EDF 2022年的一项同行评议研究估计,低产量的油气井是甲烷排放的一个特别大的来源,泄漏率为11%。

  行业组织经常批评豪沃思的工作是出于政治动机,说他的数字被夸大了。

  美国商会(U.S. Chamber of Commerce)负责环境问题的政策副总裁丹·拜尔斯(Dan Byers)说:“即使是处理这样的索赔,也令人极其沮丧,因为我们谈论的是既定的科学。”“你知道,液化天然气和天然气通过取代煤炭来减少排放的概念是完全确立的。所以感觉这些说法就像是地球是平的。”

  液化天然气对气候影响的基准研究是美国能源部在2019年进行的一项分析。研究发现,在20年的时间里,出口到亚洲的美国液化天然气的生命周期排放量比当地煤炭少54%到2%。在欧洲,这些数字从比煤炭少56%到比煤炭多1%不等。2015年卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的一项同行评议研究呼应了这些发现。研究发现,液化天然气在发电时的排放量比煤炭少32%。但报告发现,短期内作为工业供热的替代品,液化天然气的排放量比煤炭高出4%。

  美国能源部的研究假设美国天然气供应链的甲烷泄漏率为0.7%。在拜尔斯等批评人士看来,这证明豪沃思的数字被夸大了。但他的支持者表示,这表明能源部需要更新其假设。豪沃思的最新分析假设泄漏率为2.6%。卡内基梅隆大学的研究人员则假设美国天然气生产的泄漏率为3%。

  清洁能源智库RMI的油气解决方案倡议(Oil and gas Solutions Initiative)负责人之一、研究员黛博拉?戈登(Deborah Gordon)表示,虽然政府和企业正在加大力度监测甲烷泄漏,但要获得天然气生产对气候影响的完整数据,可能还需要数年时间。她的研究表明,美国的泄漏率因地区而异。

  在《环境研究快报》(Environmental Research Letters)于2023年发表的一项研究中,Gordon和RMI研究人员团队引用了最近的航空调查,表明美国各个天然气盆地的泄漏率从产量的0.65%到66.2%不等。该研究发现,泄漏率为4.7%的燃气系统与另一主要甲烷污染源煤矿的排放量相当。

  戈登在接受采访时表示:“对液化天然气的大力推动,是因为人们仍在玩弄这种比喻,认为液化天然气的二氧化碳含量只有煤炭的一半,这是站不住脚的。”“摆脱煤炭对气候更好的唯一方法是用可再生能源替代煤炭,这是无限可行和负担得起的。”

  卡尔加里大学(University of Calgary)地球、能源与环境系副教授萨拉·黑斯廷斯-西蒙(Sara Hastings-Simon)说,美国和加拿大拥有丰富的天然气资源,这使得天然气价格低廉,并在电力领域帮助取代了煤炭。但她说,其他国家能否通过进口美国液化天然气来减少自己的煤炭使用量是一个悬而未决的问题。

  一些地区,如欧洲,拥有广泛的管道网络,这将使煤炭换成天然气相对具有成本效益。但欧洲的燃煤电厂往往比较老旧,这意味着它们接近退役,而且用天然气替代它们对气候的好处越来越小。

  相比之下,印度拥有一支相对年轻的煤炭船队,可以想象,通过改用天然气可以减少排放。黑斯廷斯-西蒙说,但这将需要大规模建设天然气基础设施,这将是昂贵的,并使天然气与煤炭相比更具竞争力。她补充说,这也有可能导致天然气基础设施被封锁数十年,减少其对气候的好处。

  2022年,黑斯廷斯-西蒙与人合著了一项发表在《环境研究快报》上的研究,该研究发现,扩大液化天然气的使用与将全球气温上升限制在2摄氏度或更低的水平是不相容的。但它也得出结论,通过防止额外的煤炭消耗,这种燃料可以帮助避免温度上升超过3摄氏度,使液化天然气成为一种防止气候变暖失控的“保险单”。

  “液化天然气的本质是低排放,但不是零排放,”黑斯廷斯-西蒙说。

  她拒绝就豪沃思的研究表明液化天然气比煤炭更脏发表评论,但她说,“这种想法,嗯,天然气比煤炭好,因此液化天然气对气候更好,句号——这很明显,事实并非如此。”

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