Пример из области сланцев Барнетт в Техасе, где впервые был применен гидроразрыв пласта, впервые предоставляет количественную информацию о землепользовании в течение жизненного цикла производства электроэнергии из природного газа на основе физических измерений, а не с использованием предположений. и средние значения, которые ранее использовались для оценки.
Исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики (NREL) и Школы перспективных международных исследований Университета Джона Хопкинса (SAIS) изучили спутниковые снимки территории семи округов, а также данные регулирующих органов Техаса о производстве, переработке, и транспортировка природного газа. Журнал Nature Energy опубликовал свои выводы «Понимание требований к земельным участкам в течение жизненного цикла электричества, работающего на природном газе», в своем последнем выпуске.
Опыт исследовательской группы в области оценки жизненного цикла производства и использования энергетических технологий оказался важным при разработке методологии требований к землепользованию для добычи природного газа в сланцевом районе Барнетт. Оценка «от колыбели до могилы» выявляет экологические проблемы и позволяет объективно сравнивать энергетические технологии.
«NREL уже изучила использование земли для технологий возобновляемой энергии», - сказал Гарвин Хит, старший научный сотрудник Центра стратегического анализа энергии в NREL и соавтор статьи. «Это сложнее сделать для невозобновляемых ресурсов, потому что в цепочке поставок больше шагов, и вы должны понимать расход топлива на каждом этапе пути. Это намного сложнее».
Сара Джордаан, доцент кафедры энергетики, ресурсов и окружающей среды в SAIS Джона Хопкинса и ведущий автор статьи, идеально подошла к команде, опубликовав несколько статей по этой теме.«Общие утверждения, сравнивающие землепользование с энергетическими технологиями, не были проверены достаточным количеством данных или строгими методами», - сказала она. «Для оправданных сравнений действительно требуются существенные наборы данных, которые позволяют проводить всесторонний статистический анализ. Наше исследование - шаг к этому».
Их соавторами из NREL являются Джордан Макник, Брайан У. 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 многоэтапный 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 важно точно оценить, поскольку она является основой для нормализации землепользования. производить результаты на единицу продукции (площадь земли на единицу добытого природного газа). Из скважины природный газ по трубопроводам, называемым линиями сбора, поступает на перерабатывающий завод, где удаляются примеси. После этого природного газа 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 мегаватт-час произведенной электроэнергии. Наибольшее количество земли требовалось электростанциям, за которыми следовали сборочные линии и перерабатывающие предприятия.
«Когда представители общественности думают о том, сколько земли может быть использовано 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, компрессионных станций и другой инфраструктуры. Это был один новый вывод из этого исследования. повторить, чтобы посмотреть на другие районы добычи газа и связанный с ними жизненный цикл добываемого газа. Кроме того, концептуальный подход может быть применен к любому другому невозобновляемому источнику генерации, такому как уголь или атомная энергетика, что представляет собой значительное улучшение по сравнению с методами и результатами, доступными на сегодняшний день».
Хит, который ранее проводил другие исследования, связанные с сланцами Барнетт, использовал данные 2009 года, чтобы установить точку отсчета для будущих исследований. В том году сланцевый регион Барнетт произвел 1,8 триллиона кубических футов природного газа, и хотя на семь исследованных округов приходится всего 30 процентов от 19 424 квадратных миль сланцевого месторождения Барнетт, на их долю приходится 98 процентов добытого газа..
«Если компания хочет сделать предварительную оценку того, сколько земли потребуется для разработки определенного количества газа, она может использовать оценки из нашего исследования в качестве хорошей отправной точки», - сказал Хит.