在北达科他州威利斯顿（Williston）外的一个石油生产基地燃烧天然气。 安德鲁·伯顿/盖蒂图片社

如果您开车经过公司从页岩地层中提取石油和天然气的区域，您可能已经看到火焰在垂直管道的顶部舞动。 那是燃烧的-燃烧石油和天然气生产副产品的几乎不受控制的做法。 在过去的10年中，美国页岩油气的繁荣使该国成为 世界五大火炬爆发国，就在后面 俄罗斯，伊朗和 伊拉克.

这是一个可疑的区别。 常规扩口给行业带来了 黑眼圈.

我是一个 大气科学家 研究 微量气体 –占地球大气的一小部分，但会对环境和人类健康产生重大影响的化学物质。 在最近几项针对研究生和本科生的研究中，我表明了如何对常规火炬进行不正确的评估，并造成大量的空气污染源。

由于快速 石油价格下跌 到2020年春季，新的石油开采量直线下降，产量正在减少。 但是行业可以 快速恢复活动 随着需求和价格的恢复。 等会张开。

监管机构在环境团体和行业的压力下，美国石油公司最终正在考虑制定规则，以遏制火炬的蔓延。 但是，可以停止这种浪费和污染的做法吗？

经济便利

每个运行中的页岩油井可产生不同数量的“伴有”或“ cas头”气体，是高挥发性碳氢化合物（主要是甲烷）的原始气体混合物。 除非可以通过现有的管道网络进行收集，否则生产商通常不希望使用这种气体。

即使有可能，他们仍可能决定处置该气体，因为收集和运输该气体的成本最初可能会高于该气体的价值。 这是张开的地方。

在北达科他州的巴肯页岩地层，得克萨斯州中南部的伊格尔福特页岩以及得克萨斯州西北部和新墨西哥州的二叠纪盆地，常规的扩口很常见。 德州爆发了 每年大约有多少汽油 as 所有居民用户消费。 仅在二叠纪盆地， 天然气总值约750亿美元 在2018年浪费了，没有任何公共利益。

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 在德克萨斯州西部的二叠纪盆地地区，居民表示，燃烧的天然气正在污染空气，使他们患病。

同时，气体燃烧 约占全球人为大气二氧化碳排放量的1％。 那就是火炬有效地燃烧碳氢化合物，将其转化为二氧化碳。 相反，当火炬燃烧不佳或熄灭时，它们会用更多有害气体污染空气。

我们的学习 二 地区 德克萨斯州Eagle Ford页岩的研究表明，火炬可能是 氮氧化物或氮氧化物 在这些农村地区。 NOx排放会导致酸雨，臭氧和烟雾的形成，并会刺激眼睛，鼻子，喉咙和肺。

我们发现，在我们研究的站点中，火炬等工业燃烧源产生的NOx约为该地区汽车的10倍。 尽管单个火炬可能是一个相对较小的来源，但大量的火炬和 每个火炬产生的NOx的变化很大 会造成大规模的大气影响 从太空可见.

非营利组织Skytruth发布了从2012年至今从太空看到的天然气火炬的时间序列视图。 上方是2020年XNUMX月中旬的耀斑。 天真网

未经授权的排气可能会解释高烟囱

几乎所有的火炬都是开放式燃烧​​源。 可以从太空中将它们检测为明亮的固定位置的热辐射源。 科学家已经开发出算法 分类此辐射热 并将其与 报告的全球天然气燃烧量.

在大学生，社会学家的帮助下 凯特·威亚德 然后我评估了基于卫星的可见红外成像辐射仪的数据，或者 维纳斯。 我们计算了两个得克萨斯州页岩油生产区的火炬气产量，分别基于每个井板和每个县。 然后，我们将其与 德州铁路委员会，该数据规范了2012-2015年的石油和天然气产量，发现这两个数据集之间存在较大差异。

总的来说，状态数据库中报告的卷为 大约只有卫星观测到的一半。 另一个，不太详细 大量分析 研究公司S＆P Global的研究发现，新墨西哥州和北达科他州的页岩地区存在相似的差异。

这些较大的差异可以通过报告错误和通过简单地免于体积报告的几个照明弹操作来解释。 但是，我们怀疑还有一个更系统的，平凡的解释：排气–将原始气体直接释放到大气中。

如果可以安全地进行操作，则只能在行业中的一小部分操作中使用排气。 通常禁止这样做，因为它会排放出碳氢化合物，包括可能导致 癌症，先天缺陷或其他严重的健康问题.

德克萨斯州二叠纪盆地的天然气火炬在黄昏燃烧。 勃朗特·维特彭/彭博社通过Getty Images

但是排气主要会散发出来 甲烷导致全球变暖和 大气臭氧形成。 从火炬烟囱排气是非法的，因为火炬被认为是废物处理设施，但是这种做法显然 随着时间的流逝而增加.

最近对二叠纪盆地甲烷的高分辨率卫星测量表明，其排放量必须为 大大高于常规向环境保护局报告的水平，超过产量的3％，而不是通常的1-2％。 通过火炬烟囱非法排放的多余甲烷最终会进入德克萨斯铁路委员会的数据库，但寻找燃烧产生的热辐射的卫星将无法检测到它。

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使用向全国机构报告的总热量，将热辐射转换为燃烧的热量。 但是，如果实际燃烧的火药量小得多，而有些气体没有燃烧而是放出，则卫星数据会高估火药。 这是一个问题，因为科学家和 世界银行的零燃烧倡议 使用这些基于卫星的耀斑估计。

投资者表示可以避免燃烧

十年来，诸如 美国环保基金 呼吁监管机构解决页岩工业甲烷排放量和火炬燃烧迅速增加的问题。 奥巴马政府 在2016年通过了新规则 遏制甲烷泄漏并减少公共土地和印度土地上的燃烧。 现在特朗普政府是 试图撤消 这个动作，尽管 成功有限.

同时，一 新的研究 由环境保护基金委托并由投资者参与的结论是，即使没有太多监管，石油和天然气公司也有可行且具有成本效益的方法来减少燃烧。 尽管如此，鉴于该行业的大部分时间已经花费了十年，而没有广泛采用这种最佳实践措施，所以我预计，除非政府机构实施更严格的规定，否则石油和天然气公司可能会在可预见的未来继续浪费和污染。

关于作者

Gunnar W. Schade，大气科学副教授， 得克萨斯州A与M大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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