頁岩油氣 暖化的解藥或毒藥

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頁岩油氣

圖/頁岩氣是目前北美大陸的能源新寵,卻也同步帶來環保的憂慮。(Green Energy Futures FlickrCC BY-NC-SA 2.0 )

文/楊東霖(台達電子文教基金會實習生)

 頁岩氣,一種非傳統的天然氣,有些存在於數種頁岩層夾層中,幾十年前便有人發現了這項能源。然而,由於其滲透率(一定壓下,岩石允許流體通過的能力)和孔隙率(土壤岩石內空隙體積與總體積的比值) 低,使得開採的成本過於昂貴,加上技術尚未成熟,因此不甚流行。

 頁岩油,一種礦物油,可由加熱分解油頁岩獲得。早在十九世紀中就有一些地方如法國、蘇格蘭等發展頁岩油工業,用作燃料,燈油等。之後隨著石油的發現以及廣泛的運用,頁岩油工業逐漸沒落。

頁岩油氣 能源新寵
 近年來,石油,天然氣價格屢屢提高,兼之開採油頁岩的技術有突破,一些國家如中國、美國等,開始開採相關原料,作為石油的替代品。

 然而,開採一項能源,一定免不了會產生許多的污染。現存許多的資料,多是在討論其所能創造出的利益,而較不注重在對環境影響的討論。即使有些人有提出一些對於環境衝擊的反對意見,然而資料也過於零散,容易被其他經濟發展的利潤數據所掩蓋。因此,本文希望能整理並研究了解,開採油頁岩對環境的影響。

 許多環保人士認為,開採油頁岩及燃燒頁岩油氣對環境的污染,主要為水污染、地質破壞以及空氣污染。以下便針對此三項分別做討論。

 水污染:之所以會有水污染的疑慮,主要是因為現今開採油頁岩及頁岩氣的方法─水力壓裂。水力壓裂法是目前開採天然氣的主要形式,主要是利用大量摻入化學物質的水灌入頁岩層中,當注入的速度超過油層吸收的速度時,會在油層上形成很大的壓力,並用此壓力使岩層裂開,頁岩油氣便由此釋放。

 利用這種方法雖然可以很容易地開採,然而過程中加入的大量化學物質,便會因此滲入岩層中,進而污染地下水。尤其這些化學物質多半都有毒、具有微量的放射性甚至有可燃性,若這些廢水沒有經有妥當的處理兒流入地下水中,在被附近居民飲用,後果將不堪設想。

 再者,一口油氣井通常需要400萬或500萬加侖的用水量,如此驚人的用水量勢必會影響其他方面如農業、家庭等的用水,進而可能導致某些地區缺水。環保人士認為,冒著缺水危機的風險來填補石油危機的大洞是不智的。

 地質破壞:頁岩地質本身是很脆弱的,不管是利用水力壓裂法加入液體製造壓力,還是利用水平鑽探(大部分的鑽探皆為垂直鑽探,然而用此法開挖石油天然氣所獲得的資源利益小於開挖成本,因此便有人研發了水平鑽探法) 皆容易破壞當地的地形,且很可能因此發生小型規模的地震或是泥石流。

 英國蘭開夏郡法爾德海岸地區,在2011年四、五月時曾出現2.3級與1.5級的地震,疑似與Cuadrilla(一家鑽探採礦公司)於該地的開採作業相關,當時英國政府因此禁止了試驗性鑽探油頁岩的作業。Cuadrilla當時也坦承,水力壓裂開採方法可能導致法爾德地區發生地震。在無法完全地避免因這種開採的方法所造成的地質破壞前,應當禁止這種開採方法。

 空氣污染:之所以會有這項討論,原因在於頁岩油氣的化學組成,主要為烴類、含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物。而將其熱解後得到的頁岩油,則富含烷烴和芳烴,且烯烴含量較天然石油中高很多,另外含氮、硫、氧等非烴類有機化合物;而頁岩氣的成分則主要是甲烷,還含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫等。

甲烷溢散 反助暖化
 頁岩油氣在燃燒時的排放,相當於煤炭一般的溫室氣體。甚至,它們在開採時,很有可能洩露出大量的甲烷,這是一種比二氧化碳能造成更強溫室效應的氣體,而且量還比開採一般的天然氣要來的高。

 在這石油、天然氣等化石燃料飛漲的時代,許多人都急於尋求替代能源。雖然目前已經開發出許多再生能源例如太陽能、風力、生質能等,然而由於其中有的成本高、有的技術仍不足等原因,而無法完全替代對化石燃料的依賴。而有人便想出了開採其他的非再生能源,例如頁岩油氣,來替代日益匱乏的石油。

 然而,商人們在努力發掘商機賺錢時,是否有評估顧慮到對當地居民乃至於環境的影響與破壞?雖然在大企業開採新能源的同時,仍有許多環保人士積極地反對並努力抗爭,然而從現有的資料來看,環保人士的影響力尚無法與大企業對抗。各國政府應正視這問題,並教育人民開採新能源的利益與可能造成的損害,讓大家來判斷如此方法是否可行。

 除了企業主在開發時,可能因成本考量,而忽略對環境的破壞而未評估相關議題,也有可能是現今的技術仍無法精確的預估,或有效的避免對環境的破壞。舉水力壓裂為例,雖然有些人質疑其可能會造成水污染,然而目前仍無有效且直接的證據,說明這種方法便是污染水源的元兇。在提升相關技術方面,包括開採方法的技術,檢驗污染的技術,甚至是再生能源的技術的提升,也仍有很大的進步空間,也是個很值得深入研究的議題。

【參考資料】
經濟部能源局:http://energymonthly.tier.org.tw/outdatecontent.asp?ReportIssue=201209&Page=32
維基百科:http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A0%81%E5%B2%A9%E6%B0%A3
萬寶週刊1001期:http://estock.marbo.com.tw/asp/board/v_subject.asp?ID=6868019&boardid=116
石油與裝備http://zazhi.cippe.net/Paper.do?method=Paper_content&id=1339406060234695
破解水力壓裂法廢水處理難題http://www.fortunechina.com/business/c/2012-12/17/content_133817.htm
軍武狂人夢第二論壇:http://www.acewings.com/cobrachen/forum/topic.asp?TOPIC_ID=8111
自由電子報:http://www.libertytimes.com.tw/2013/new/feb/4/today-e29.htm
多維新聞:http://economics.dwnews.com/big5/news/2012-11-16/58963731-all.html

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