Исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики и Школы перспективных международных исследований Университета Джона Хопкинса (SAIS) изучили спутниковые снимки территории с семью округами, а также данные регулирующих органов Техаса о производстве, переработке и транспортировке природных ресурсов. газ. Журнал Nature Energy опубликовал в своем последнем выпуске свои выводы «Понимание требований жизненного цикла поверхности земли к электричеству, работающему на природном газе».Опыт исследовательской группы в оценке жизненного цикла производства и использования энергетических технологий оказался важным при разработке методологии требований к землепользованию для добычи природного газа в районе Барнетт-Шейл. Оценка «от колыбели до могилы» выявляет экологические проблемы и позволяет объективно сравнивать энергетические технологии.
«NREL уже изучил землепользование для возобновляемых технологий», — сказал Гарвин Хит, старший научный сотрудник Центра стратегического анализа энергии в NREL и соавтор статьи. «Это сложнее сделать с невозобновляемым ресурсом, потому что в цепочке поставок больше этапов, и на каждом этапе нужно понимать расход топлива. Это намного сложнее».
Сара Джордан, доцент кафедры энергетики, ресурсов и окружающей среды в Johns Hopkins SAIS и ведущий автор статьи, естественным образом подошла к команде, опубликовав несколько статей по этой теме. «Общие утверждения, сравнивающие землепользование с использованием энергетических технологий, не были подтверждены с помощью достаточного количества данных или строгих методов», — сказала она. «Обоснованные сравнения действительно требуют обширных наборов данных, которые позволяют проводить всесторонний статистический анализ. Наше исследование — шаг к этому».Их соавторами из NREL являются Джордан Макник, Брайан Буш, Дэн Бен-Хорин и Виктория Урреа, а также они работали с Даниэль Марсо, профессором Университета Калгари, и ее докторантом Эхсаном Мохаммади.Добыча природного газа — это многоступенчатый процесс, начинающийся с бурения скважины.
Как правило, количество газа, добытого в течение срока службы скважины, измеряется как «расчетная конечная добыча», которую сложно оценить на основе ранней добычи, но критически важно для точной оценки, потому что это основа для нормализации землепользования для производят результат на единицу продукции (площадь земли на единицу добытого природного газа). Из скважины природный газ проходит по трубопроводам, называемым линиями сбора, на перерабатывающий завод, где удаляются примеси.
После этого природный газ транспортируется по трубам высокого давления к конечному потребителю, в данном случае к электростанциям.Исследователи NREL и Johns Hopkins SAIS рассчитали каждую стадию, преобразовав данные в единицы произведенной электроэнергии в мегаватт-час. Электростанциям требовалось наибольшее количество земли, за ними следовали сборочные линии и перерабатывающие предприятия.
«Когда представители общественности думают о том, сколько земли можно использовать для природного газа, они обычно думают о добывающих скважинах, потому что они, как правило, являются наиболее заметной частью цепочки поставок», — сказал Хит. «Но есть много земли, используемой для линий сбора, компрессорных станций и другой инфраструктуры. Это был новый вывод из этого исследования.
Другой заключался в том, что нам удалось разработать метод, который применим не только к сланцу Барнетт, но и может повторить, чтобы посмотреть на другие области добычи газа и связанный с ними жизненный цикл добытого газа. Кроме того, концептуальный подход может быть применен к любому другому невозобновляемому источнику генерации, например, угольному или ядерному, что представляет собой большое улучшение по сравнению с методами и результатами. доступны на сегодняшний день ".
Хит, который ранее проводил другие исследования сланца Барнетт, использовал данные 2009 года, чтобы установить ориентир для будущих исследований. В этом году в районе Барнетт-Шейл было добыто 1,8 триллиона кубических футов природного газа, и хотя семь изученных округов охватывают всего 30 процентов от площади Барнетт-Шейл в 19 424 квадратных миль, на них приходится 98 процентов добытого газа.
«Если компания хотела сделать предварительную оценку того, сколько земли потребуется для разработки определенного количества газа, она могла бы использовать оценки из нашего исследования в качестве хорошей отправной точки», — сказал Хит.