Elektricitet fra skifergas versus kul:Giftige udslip fra kul meget længere

På trods af udbredt bekymring over potentielle menneskelige sundhedsmæssige konsekvenser af hydraulisk brud, levetid for giftige kemiske udslip i forbindelse med kulgenereret elektricitet er 10 til 100 gange større end dem fra elektricitet genereret med naturgas opnået via fracking, ifølge en ny undersøgelse fra University of Michigan.

Undersøgelsen er en komparativ analyse af de sundhedsskadelige virkninger af elektricitet produceret fra skifergas og kul. Det ser på mængden af ​​giftige kemikalier, der frigives til luften, jord og vand under både ressourceudvinding og elproduktionsfaser af begge teknologier og konkluderer, at de potentielle menneskers sundhedsmæssige virkninger af elektricitet fra kul er meget højere.

Resultaterne tyder på, at mens det amerikanske energimarked fortsat skifter fra kul til naturgas, den samlede "toksicitetsbyrde" i elsektoren vil falde, sagde den tilsvarende forfatter Shelie Miller, en miljøingeniør og lektor ved U-M School for Environment and Sustainability's Center for Sustainable Systems.

"Denne analyse indebærer ikke, at bekymringer forbundet med produktion af skifergas er ubegrundede, kun at den samlede toksiske belastning af kul absolut er større, "Sagde Miller." Og selvom undersøgelsen ikke adresserer dette direkte, vi burde forfølge vedvarende energi mere aggressivt, hvis vi virkelig ønsker at reducere den menneskelige toksicitetsbyrde for vores energisystem. "

Undersøgelsen blev offentliggjort online den 10. oktober i tidsskriftet Miljøvidenskab og teknologi . De andre forfattere er Brian Ellis fra UM Department of Civil and Environmental Engineering og Lu Chen, en nyuddannet fra UM skole for miljø og bæredygtighed.

I de seneste år, kombinationen af ​​vandret boring og hydraulisk brud (almindeligvis kendt som fracking), har hjulpet med at låse op for store lagre af naturgas i skiferformationer. Øget skifergasproduktion skabte et boom i nogle dele af landet, men har også ført til bekymringer over potentiel forurening af drikkevand og mulige menneskelige sundhedsmæssige konsekvenser i forbindelse med hydraulisk brud.

I betragtning af disse bekymringer og det igangværende skift til skifergas, Miller og hendes kolleger mente, at det var vigtigt at indsætte de potentielle menneskelige sundhedsmæssige virkninger af skifergas i forhold til kul i en korrekt sammenhæng. I deres sammenlignende undersøgelse, kaldet en livscyklus konsekvensanalyse, forskerne brugte Pennsylvania som udgangspunkt for både skifergas og kul, da begge energikilder er rigelige i staten.

For kulsystemet, undersøgelsen vurderer toksiciteten forbundet med luftforurenende stoffer, der udsendes under elproduktion, samt giftige kemiske frigivelser under kulmineprocessen fra syreadminedrænering og kulaske. De luftforurenende stoffer, der blev analyseret for kulsystemet, omfattede partikler (sod), kviksølv, flygtige organiske forbindelser, nitrogenoxider og svovloxider.

For det hydrauliske brudsystem, undersøgelsen estimerede toksiciteten af ​​de frakturerende væskekemikalier, der bruges til at knække sten og frigive naturgas, samt spildevand forbundet med udvinding af skifergas. Forskerne kiggede også på luftforurenende stoffer, der udsendes under både udvinding af skifergas og elproduktion.

I begge systemer, partikler, der frigives til luften fra kraftværker under elproduktion, var den dominerende toksicitetsbidrager og opvejede kemiske udledninger, der kan forekomme under ekstraktion. Og de skadelige luftemissioner fra kulkraftværker var meget værre end dem fra renere brændende naturgasanlæg, Sagde Miller.

"Vi kiggede på den samlede masse emissioner pr. Enhed produceret elektricitet i løbet af begge systemers levetid, og den samlede giftige belastning er meget større for kul, "sagde hun." Emissioner af partikler, der pumpes i luften hver eneste dag af kulkraftværker, har større potentielle menneskers sundhedsmæssige konsekvenser end nogen af ​​de andre kemikalier, vi undersøgte. "

Undersøgelsen af ​​Miller og hendes kolleger menes at være den første head-to-head sammenligning af kul og skifergas fra ressourceudvindingsfasen gennem elproduktion. Selvom resultaterne giver en sammenligning af relativ toksicitet mellem de to systemer, stor usikkerhed og mangel på data udelukkede en fuldstændig risikovurdering.

Meget af usikkerheden vedrører den hydrauliske brudproces. De kemikalier, der bruges i hydraulisk fraktureringsvæske, betragtes som proprietære, og størrelsen og hyppigheden af ​​vandforureningshændelser er ikke veldokumenteret.

Når man står over for usikkerhed om de kemikalier, der bruges i den hydrauliske fraktureringsproces, forskerne overvurderede bevidst mængden af ​​giftige kemikalier, der ville nå miljøet for at sikre, at de ikke minimerede fracking's sundhedsmæssige konsekvenser, Sagde Miller.

Selv i et tilsyneladende usandsynligt scenario ved utilsigtet frigivelse, hvor alt af en brønds hydrauliske fraktureringsvæske og ubehandlet spildevand blev udledt direkte til overfladevand i brøndens levetid, skifer-gas-elektricitet havde en lavere levetid for menneskelig toksicitet, eller HTI, end kul elektricitet, ifølge undersøgelsen.

For at beregne sundhedsmæssige virkninger af partikler fra kraftværker, forskerne indsamlede emissionsdata fra 23 naturgas og 13 kulkraftværker i Pennsylvania. Data fra 2, 900 hydraulisk brudte brønde i staten blev brugt til at estimere potentielle udslip af sprængningsvæskekemikalier og spildevand.

To forskellige vurderingsmetoder blev brugt til at estimere sundhedsmæssige konsekvenser. Der blev udført forskellige statistiske tests for at verificere resultaterne, hvilket tyder på 90 procent tillid til den samlede konstatering af, at HTI for skifergas er lavere end HTI for kul.