Несмотря на широко распространенную озабоченность по поводу потенциального воздействия гидравлического разрыва пласта на здоровье человека, выбросы токсичных химических веществ в течение всего срока службы, связанные с электроэнергией, вырабатываемой на угле, в 10-100 раз превышают выбросы электроэнергии, произведенной с использованием природного газа, полученного путем гидроразрыва пласта, согласно новому исследованию. Исследование Мичиганского университета.
Исследование представляет собой сравнительный анализ вредного воздействия на здоровье электроэнергии, произведенной из сланцевого газа и угля. В нем рассматривается количество токсичных химических веществ, выбрасываемых в воздух, почву и воду как на этапах добычи ресурсов, так и на этапах производства электроэнергии с использованием обеих технологий, и делается вывод о том, что потенциальное воздействие электроэнергии из угля на здоровье человека намного выше.
Выводы показывают, что по мере того, как энергетический рынок США продолжает переходить с угля на природный газ, общее «токсичное бремя» электроэнергетического сектора будет снижаться, говорит соответствующий автор исследования Шели Миллер, инженер-эколог и доцент. в Центре устойчивых систем Школы окружающей среды и устойчивого развития Университета штата Массачусетс.
«Этот анализ не означает, что опасения, связанные с добычей сланцевого газа, необоснованны, только то, что общая токсическая нагрузка угля определенно выше», - сказал Миллер. «И хотя исследование не касается этого напрямую, мы должны более агрессивно использовать возобновляемые источники энергии, если мы действительно хотим снизить токсичность нашей энергетической системы для человека».
Исследование было опубликовано в Интернете 10 октября в журнале Environmental Science & Technology. Другими авторами являются Брайан Эллис из Департамента гражданской и экологической инженерии UM и Лу Чен, недавний выпускник Школы окружающей среды и устойчивого развития UM..
В последние годы сочетание горизонтального бурения и гидроразрыва пласта (широко известного как гидроразрыв пласта) помогло раскрыть огромные запасы природного газа в сланцевых пластах. Увеличение добычи сланцевого газа вызвало бум в некоторых частях страны, но также привело к опасениям по поводу потенциального загрязнения питьевой воды и возможных последствий для здоровья человека, связанных с гидроразрывом пласта.
Учитывая эти опасения и продолжающийся переход на сланцевый газ, Миллер и ее коллеги сочли важным уделить должное внимание потенциальному воздействию сланцевого газа на здоровье человека по сравнению с углем. В своем сравнительном исследовании, называемом оценкой воздействия на протяжении жизненного цикла, исследователи использовали Пенсильванию в качестве точки происхождения как сланцевого газа, так и угля, поскольку оба источника энергии в штате в изобилии.
Для угольной системы исследование оценивает токсичность, связанную с загрязнителями воздуха, выбрасываемыми в атмосферу при производстве электроэнергии, а также выбросы токсичных химических веществ в процессе добычи угля в результате дренажа кислых шахт и накопителей угольной золы. Загрязнители воздуха, проанализированные для угольной системы, включали твердые частицы (сажу), ртуть, летучие органические соединения, оксиды азота и оксиды серы.
Для системы гидравлического разрыва пласта исследование оценивало токсичность химических веществ жидкости для гидроразрыва, используемых для расщепления породы и выделения природного газа, а также сточных вод, связанных с добычей сланцевого газа. Исследователи также изучили загрязнители воздуха, выбрасываемые как при добыче сланцевого газа, так и при производстве электроэнергии.
В обеих системах твердые частицы, выбрасываемые в воздух электростанциями во время производства электроэнергии, были доминирующим источником токсичности и перевешивали химические выбросы, которые могут происходить во время экстракции. По словам Миллера, вредные выбросы в атмосферу от угольных электростанций были намного хуже, чем от экологически чистых газовых электростанций.
«Мы посмотрели на общую массу выбросов, выпущенных на единицу электроэнергии, выработанной в течение всего срока службы обеих систем, и общая токсическая нагрузка для угля намного выше», - сказала она.«Выбросы твердых частиц, выбрасываемых в воздух каждый божий день угольными электростанциями, имеют большее потенциальное воздействие на здоровье человека, чем любые другие химические вещества, которые мы исследовали».
Исследование, проведенное Миллер и ее коллегами, считается первым непосредственным сравнением угля и сланцевого газа, начиная с этапа добычи ресурсов и заканчивая выработкой электроэнергии. Хотя результаты обеспечивают сравнение относительной токсичности между двумя системами, большая неопределенность и отсутствие данных препятствуют полноценной оценке риска.
Большая часть неопределенности связана с процессом гидроразрыва пласта. Химические вещества, используемые в жидкости для гидроразрыва пласта, считаются запатентованными, а масштабы и частота случаев загрязнения воды недостаточно задокументированы.
Сталкиваясь с неопределенностью в отношении химикатов, используемых в процессе гидроразрыва пласта, исследователи намеренно завысили количество токсичных химикатов, которые попадут в окружающую среду, чтобы убедиться, что они не минимизируют воздействие гидроразрыва на здоровье, сказал Миллер.
Даже в кажущемся неправдоподобным сценарии случайного выброса, при котором вся жидкость для гидроразрыва пласта скважины и неочищенные сточные воды сбрасывались непосредственно в поверхностные воды в течение срока службы скважины, электроэнергия из сланцевого газа оказывала более низкое токсическое воздействие на человека в течение всего срока службы, или HTI, согласно исследованию, чем угольная электроэнергия.
Чтобы рассчитать воздействие твердых частиц электростанций на здоровье, исследователи собрали данные о выбросах 23 электростанций, работающих на природном газе, и 13 угольных электростанций в Пенсильвании. Данные из 2 900 скважин с гидравлическим разрывом пласта в штате были использованы для оценки потенциальных выбросов химикатов жидкости для гидроразрыва пласта и сточных вод.
Для оценки воздействия на здоровье использовались два разных метода оценки. Для проверки результатов были проведены различные статистические тесты, предполагающие 90-процентную уверенность в общем выводе о том, что HTI сланцевого газа ниже, чем HTI угля.