水力压裂法是一种工业过程，用于开采地下岩层中的天然气。它的支持者认为这是解决当前能源危机的重要组成部分，特别是在与俄罗斯持续紧张的局势下，天然气供应安全看起来非常不确定，而且仍然非常昂贵。然而，批评人士指出了对环境的担忧，并质疑它能在多大程度上降低能源价格。所以，我们将把党派政治从这个有争议的话题中移除，看看科学是怎么说的。我们正在从小说中整理片段!
在这一集里
水力压裂的地质学
安迪·伍兹，剑桥大学
安迪·伍兹(Andy Woods)在剑桥大学(Cambridge University)研究流体的行为，因此正是解释水力压裂技术究竟需要什么的人。
詹姆斯-本周，我们将尝试深入了解目前在英国和国外主导国家话语的最具争议性的话题之一。
克里斯-不，我们说的不是首相利兹·特拉斯本身，而是她在保守党会议上被打断的那些人所支持的事业。他们是水力压裂活动家。水力压裂法是一种工业过程。它的目的是获取被锁在地下岩层中的天然气。据报道，这种化石燃料的储量非常大，可以通过这种方式回收。因此，它的支持者将其视为解决当前能源危机的重要组成部分。特别是目前与俄罗斯的紧张关系意味着天然气供应安全看起来非常不确定，而且仍然非常昂贵。
另一方面，批评人士说，取消水力压裂禁令是拆东墙补西墙。尽管它可能会推迟能源问题，但它与另一个令人印象深刻的重大问题——气候变化——存在直接冲突，尽管在多大程度上还有待讨论。它还可能对环境产生后续影响，包括地下水污染和地震活动。换句话说，就是地震。
这导致了本周在下议院能源大臣和他的影子对手之间的激烈争论。
雅各布·里斯-莫格:我很高兴能够宣布，暂停开采壳牌天然气的禁令已经解除。重要的是，我们要利用国内所有可用的燃料来源。使用我们自己的燃料，而不是从其他国家开采燃料，然后以高昂的成本(无论是在财政上还是在碳排放方面)运输到这里，对环境更为友好。我们需要重新审视地震限制，以确保能够以有效和高效的方式进行壳气开采。
埃德·米利班德:他们正在解除禁令，但他们无法提供证据。今天发表的英国地质调查局当然没有这样做。因此，在缺乏证据的情况下，他的方法是改变安全限制。你不能通过加倍使用化石燃料来逃避化石燃料危机。
Jacob Rees-Mogg:我们知道页岩气是安全的，它在美国是安全的，并且一直是最大的贡献者之一，也是美国碳排放量下降的最大贡献者之一，在这个国家进行的任何活动中。我们知道，里氏2.5级及以下的地震活动每年在世界各地发生数百万次。开发这种供应将使我们获得我们所需要的更便宜的能源。
克里斯-雅各布·里斯-莫格和埃德·米利班德。所以今天我们要把党派政治从等式中去掉，我们来看看科学是怎么说的。我想你可能会说，我们正在从小说中分类，如果我们最终以地震结束，那么摩擦也是如此。
詹姆斯-在本周的节目开始之前，我们询问了推特上的关注者，对于他们是否支持水力压裂法，他们的本能反应是什么。68%的人说没有。20%的人说是的，12%的人不确定。在今天的节目结束时，看看是否有人会改变主意，这将是一件有趣的事情。
Chris -首先，我想介绍Andy Woods，他是剑桥大学研究流体行为的科学家。因此，他是向我们解释水力压裂是如何工作的，以及它需要做什么的人。欢迎来到我们的节目，安迪。页岩气到底是什么?这和我们从北海海底得到的东西是一样的吗?
安迪:是的，页岩气本质上很大一部分是甲烷，但它与其他储层产生的气体不同，因为它被困在页岩中。页岩是一种颗粒非常细的沉积物质，颗粒大小约为10微米。这些颗粒之间非常小的孔隙是页岩气的宿主，还有一些气体被吸附在表面上。所以这些页岩沉积物中有有机物，它们最终是天然气的来源。但由于这些岩石的颗粒非常细，气体实际上可以被困在岩石中而不会流动。在正常情况下，它的流速会非常慢。
克里斯:比如说，我们不需要在北海海底追踪的原因。据推测，那里的地质条件意味着你有大量的气体在交流，而当它在岩石的这些微小孔隙中时，你需要把岩石打碎一点，才能让这些小气体袋连接起来形成大气体袋。
安迪:所以，我认为水力压裂作为一种过程会出现在很多不同的情况下。但在页岩中，气体基本上被锁在页岩中的小孔隙中。所以你要做的就是在页岩地层上钻一口井，然后泵出水、沙子和一些化学物质的混合物，然后把井的其余部分封起来，这样这种混合物就能在页岩上打开裂缝。水带着小的沙粒，它们最终支撑着这些裂缝，所以你基本上打开了，提供了一个从岩石回到井里的流动路径，让气体流动。但是流动的气体实际上是离裂缝很近的气体。
克里斯-我们说的地下有多深?
安迪:嗯，这取决于地层，但我们看的是地表以下1到2千米的地方。
科学家们是怎么知道它在那里的呢?
安迪:如果你看一下页岩沉积物，如果你看一下不同盆地和不同沉积物的地质历史，你就会发现，在不同的沉积物中会存在天然气。但是，如果你真的提取了页岩的样本，并在其中发现了有机物，并且这些有机物经过了一个适当的过程，即被埋在地下，然后又重新出现，你就会发现其中一些产生了气体。
克里斯:我明白你所说的，你打碎岩石，然后用沙粒撑开缝隙。那么这种影响能走多远呢?我的意思是，用一个特定的竖井，一个钻竖井，你能钻多远?
安迪:所以你可以垂直向下钻一口井，然后它可以水平穿过地层，然后你可以有选择地打开不同的部分，在井的一小段增加液压流体的压力，这将打开那里的岩石，液体可能会从井中流出几百米，颗粒会在一段时间内打开裂缝。所以本质上你提供了一个表面积让靠近这个表面积的气体流入这个世界。
克里斯:那么，这是否意味着为了获得相当数量的天然气，你必须钻很多洞，或者我们实际上可以从一个钻探地点回收一定量的天然气，然后你只需要让它开放一段时间?
安迪:那么实际上流入你正在制造的裂缝的气体，这些裂缝与井相连，它们只会来自离裂缝很近的地方，通常是几厘米?这取决于时间尺度。这种气体流动非常缓慢，所以它确实创造了表面积，所有被困在裂缝周围岩石中的气体都将被回收。通过水力压裂在这些深层沉积物中产生了很大的表面积。裂缝周围的气体被回收。
克里斯:人们真正关心的是两个方面，不是吗?地面发生了什么?它会使它不稳定吗，会引起地震吗?这就是雅各布·里斯·莫格所说的，我们应该习惯再来几次地震。还有化学物质，泥浆和水等等是否会下沉，它们是否会下沉并停留在地下，还是会去别的地方。那么，我们知道什么，首先是关于地震方面的?
安迪:所以，我们知道在这个过程中可能会发生地震，因为当你注入液压油，抬起裂缝时，实际上就是把裂缝打开了。这样就会产生小地震，它们可以被不同的地震监测技术追踪到。能够准确预测地震的次数和地震的分布更具挑战性。因为这取决于对断层分布的详细了解，岩石的应力状态，你注入流体的地方看看当断层打开时是否真的能有断层。这是一件很难详细预测的事情。
克里斯-但会不会只是小地震呢?因为雅各布·里斯·莫格所提出的观点是世界各地发生的里氏2.5级地震以百万计。它们是非常小的，因此它们是小的，不重要的。所以我们不应该担心它们。我是说，这是真的吗?而且考虑到我们，不管怎么说，我们不在英国的地震带，这是一个相当微不足道的后果吗，你不会仅仅通过这样做就引发一场大地震，大概。
安迪，我认为如果你在地下注入大量的液体并造成裂缝，那么我认为你会引发地震
问题是什么会下降，它会保持下降还是液体会变得平滑?
Andy -所以液体是典型的你试着回收一些液体因为如果你打开了这条流动通道让气体回流，嗯，如果当你生产它的时候，它充满了你注入的沙子和化学物质的水这显然会提供一些阻力让气体通过这条流动通道回流。所以通常你试着生产一些然后把它带回表面然后处理掉那些水但是有些水可能，由于表面张力的影响和一个被称为抑制的过程，一些水可能会流入地层的其他部分或者可能被一些粘土材料吸收。所以一部分会留在系统里。有些是可以恢复的。
随着节目的进行，我们会更多地关注这些环境问题。但是，安迪，非常感谢你给我们介绍它。那是安迪·伍兹。他来自剑桥大学。
水力压裂法在经济上有意义吗?
迈克尔·格拉布伦敦大学学院
因此，在熟悉了开采过程之后，让我们把注意力转移到支持和反对页岩气开采的一些经济论据上。来自剑桥的迈克尔·格拉布是伦敦大学学院能源与气候变化教授。
詹姆斯:那么，在熟悉了开采过程之后，让我们把注意力转移到支持和反对页岩气开采的一些经济论据上。迈克尔·格拉布(Michael Grubb)是剑桥大学伦敦大学学院能源和气候变化教授。谢谢你能来。迈克尔，在我们谈到水力压裂之前，你能不能先概述一下我们目前面临的能源安全危机的本质，因为这就是这个话题重新回到讨论桌上的原因。
迈克尔:当然。很明显，我们正处于一场相当严重的能源危机中，这在过去的50年里并不陌生。这一次，我们实际上经历了一段全球天然气投资非常低的时期，因为天然气价格实际上在10年左右的时间里非常低。疫情过后，需求激增，尤其是在亚洲。当时已经出现了一些供应短缺。当然还有俄罗斯入侵乌克兰。俄罗斯是欧洲的主要供应国，这让天然气市场陷入了疯狂，就像我们去年看到的那样。英国在很大程度上依赖于国际市场，但这意味着我们在与亚洲直接竞争可获得的天然气资源。这使得它非常昂贵。英国的石油储量非常少，几乎没有可供依赖的石油储量。
迈克尔:我想要说的另一件事是，随着战争的持续，我们看到俄罗斯的出口逐渐收紧，现在已经接近于零。上周，我们的两条天然气管道发生爆炸，整个能源行业现在都非常紧张。所以他们试图提前一年或两年，甚至更久，以很高的价格签订合同，以确保他们能得到一些东西。所以这场危机不会很快消失，我认为这是人们现在真正意识到的。
詹姆斯-我们讨论这个是因为水力压裂的禁令已经解除了。你能告诉我们为什么一开始就禁止水力压裂吗?
迈克尔-是的。我认为，回顾过去并认识到，至少在大约十年前，水力压裂技术曾掀起了一股巨大的热潮，这是有益的。当时美国发生了一场技术革命，很多人都在炒作欧洲是否会参与进来。实际上，在包括英国在内的欧洲大部分地区，大部分谈判都以失望告终。有一些潜在的水力压裂技术，但大多数业内人士认为，它不会有很多，也不会很便宜，真的不值得冒险。所以实际上主要是工业退缩了。一些公司继续在他们明确承诺的地方发展我认为其中一个因素，除了对气候变化的更广泛的环境关注外，确实是地震以及其他一些地区化学物质泄漏到供水系统的报道。所以我认为总体环境实际上是，这远不是炒作的那样，有问题，风险和政治上的反对，政府只是决定禁止它会更简单。
詹姆斯:我想澄清一下，你提到了水力压裂技术在美国取得了一些成功。我们无法在英国复制这一成功的主要原因是，我们不知道英国地表下有多少壳牌天然气。
Michael:嗯，作为十年前的一部分，当时有很多令人兴奋的事情，有相当数量的广泛资源的映射。但我想强调的是，你们看地图就知道了。与英国相比，美国拥有广阔的陆地面积，其中很多地区的人口要少得多。这是一方面。仍然有很多美国工业集中在一些特别好的资源上。在地质测绘中，没有任何迹象表明我们有那么好的、那么大的、那么便宜的、或者那么容易接近的东西。整个欧洲的土地往往比美国贵得多。最后一个因素是法律制度不同。在美国，拥有土地的人，他们在地下拥有天然气。这给了他们一个强大的动力，如果他们得到了钱，他们就会忍受混乱。 And that's not generally the situation here. So there were lots of reasons why fracking never took off, in Europe in the way that it did in the US.
詹姆斯:那我想现在有什么不同了?这是一个大问题，取消禁令能否缓解英国目前感受到的能源价格飙升?
Michael:嗯，我认为页岩将面临四个挑战。有时间限制，有成本，有市场，还有风险。确定了时间尺度。一方面，你必须钻几十个洞，才能真正了解那里的细节，并确定你可以注射什么，需要多少，等等。所以将会有相当多的钻探来真正确定那里有什么，你可能能够得到，然后得到它的成本。很明显，在一个纯天然气储层上钻一个洞要容易得多天然气从管道中出来比经过这个过程要容易得多，刚才已经向你们描述过了，你确实需要我们提到的因素，相当便宜的土地，相当容易获得等等。
Michael:第三，这可能会使它比普通的天然气资源更昂贵，但在目前的天然气价格下，它仍然是经济的。但要记住，这里隐含的时间尺度。需要几年的时间才能获得充足的供应。其中一个，工业的不情愿，他们担心他们可能会投入很多，可能会让我们很多人感到不安，就在他们开始获得大量供应的时候，天然气价格又崩溃了，他们不知道。第三件事是市场，因为这些都是全球性的产业，我们会对公司说，当然，继续追踪并在国际市场上销售。嗯，我们销售的数量实际上对全球价格和我们的价格没有什么影响，除非我们实际上迫使公司首先以一个不那么经济、不那么有吸引力的价格卖给英国。
当然，这不是一种方式，你会在这个行业获得巨大的热情。所以这里有一点矛盾，这就是为什么大多数人说无论我们用水力压裂法做什么，实际上都不会影响英国的天然气成本。最后，还有环境风险，如果出现问题，基本上会产生一些反弹。我不确定这个行业是否热衷于涉足这一领域。在大多数情况下，一些公司，一些专业公司已经把所有的鸡蛋放在了这个篮子里。
James -所以看起来水力压裂的可能性非常大。我只是想知道，比如，今天我们要做的，这个节目的目的是把政治从这个颇有争议的话题中移除。但我们讨论这个问题的原因是，从政治上讲，这是一个非常热门的话题。我想知道国家电网今天是否会说，冬季停电可能是未来几个月更糟糕的情况，这是否意味着政府认为合适，并向公司保证在冬季开始供电。你是否认为政治可能比经济更重要?
迈克尔:嗯，我认为不管出于什么原因，很明显，政府正在发出支持水力压裂的信号。它想让它重新启动。它把它推得很紧。显然，人们本能地想要提取自己的能源资源。我的意思是，它也会在国际上产生影响。而且,影响。我想这实际上，在过去的几天里听到这个消息说灯可能会因为这个而熄灭，我一定有点讽刺。实际上，我在政府电力安全委员会担任了三年的主席，这个委员会叫做电力委员会EMR专家委员会，我提出了这样一个问题，我们假设因为我们有足够的天然气厂，所以我们的电力是安全的。这难道不是我们应该考虑的一个假设吗?我被坚定地告知，不，这是一个电力委员会。 Uh, we've got enough diversity in gas. You didn't worry about gas suppliers. So Michael stay like in the box of electricity. But you know, energy markets have always had a capacity to bring us shocks
詹姆斯-我们就到此为止吧。非常感谢伦敦迈克尔·格鲁布大学学院。
水力压裂的环境和社会问题
贾思敏·库珀，伦敦帝国学院
贾斯敏·库珀是伦敦帝国理工学院可持续天然气研究所的研究员，他在这里透露了一些关于水力压裂对环境和社会影响的细节。
Chris -现在和我们在一起的是Jasmine Cooper。Jasmine是帝国理工学院可持续天然气研究所的一名助理研究员，她将对水力压裂对环境和社会的影响进行更多的阐述。贾思敏，首先，我们还没有考虑到这个问题，当我们燃烧这种气体时，它是否会产生同样的结果，也就是它仍然是一种气候变化气体?它是否仍然会导致大气中温室气体排放的变化，无论是来自水力压裂还是来自北海现有的天然气田?
贾斯敏-是的，克里斯，这是个好问题。绝对的。正如安迪所说，页岩气和我们从北海开采的天然气完全一样。所以当你燃烧它的时候，你会排放二氧化碳。在生产过程的不同阶段也会产生甲烷。
克里斯:就像迈克尔刚才说的，在整个过程中，我们要钻很多洞，安迪说，然后你要在压力下把东西塞到地下，让那些小洞保持开放。有很多东西要进去，对环境的影响也很明显。它在陆地上，离人们的家很近。请原谅我的双关语，让我们依次深入这些元素。环境污染是指我们埋在地下的东西。跟我们说说吧。这个风险有多大?
贾思敏:嗯，这很大程度上取决于你是否会从水力压裂中渗漏到任何当地的含水层或任何水体。我们的钻探活动很少，很难确定是否会有水污染的风险。
克里斯-在其他国家的经历?美国吗?
Jasmine:有一些经验表明，压裂液中使用的化学物质可能会迁移，甲烷也会迁移到一些当地水体中。所以可能是的，但这取决于你钻探的地方附近是否有水体。所以这需要对你所在的地区进行大量的调查。
Chris -我们的一位听众联系了我们，他说，就自我报告而言，这一切是如何得到监管的，还是有监管机构?是否有监督机构?有什么样的机制来密切关注这一点，并以你所说的方式预测这一切可能都不会发生。
贾斯敏:嗯，英国和美国有很大的不同，因为那里的监管非常不同。很多都是联邦层面的，不同的州有不同的规定。在英国，有更多的法规和监管机构。所以像石油和天然气管理局，基地组织和环境机构这样的大组织。这样他们就能管理和监督不同的环境方面。
Chris -但是你这么说是因为我们没有做过很多，我们没有太多的经验，这就有点像鸡和蛋的问题。我们一定要这样做吗，找出哪里出了问题<笑>工作在什么警察?或者是否已经有了一个框架，如果我们沿着这条路走下去，我们就会这样密切关注它?
Jasmine:不幸的是，是的，因为你在每个地区钻探的每一口页岩气井，都是非常不同的。它不像宜家的套装，我们可以按照说明来做<笑>。所以不幸的是，你必须边做边学。你可以看看美国，因为他们确实有大规模的页岩气勘探。所以你可以看看你是否能从他们身上学到什么，什么该做，什么不该做。
克里斯-好的。就污染问题而言，我们该如何判断它的重要性?因为这是人们对地下水污染的强烈呼声，被放入井中的物质会扩散等等。我们认为这是个多大的威胁?
贾思敏:根据美国发生的情况，不一定是水力压裂造成的污染，然后是迁移，最大的威胁是更多的返流流体产生。
Chris:所以你往井里放的东西又出来了?
贾斯敏-什么会回来，是的。因为除了压裂液中的化学物质，你还会得到岩石中溶解的化学物质和矿物质。
克里斯-他们被冲走了。
贾思敏:是啊，冲走的东西还会回来
克里斯-会发生什么呢?
茉莉花——在英国，有人建议将生产出来的任何回流液送到废水处理厂进行处理。但也有一些问题，因为压裂液中使用了相当多的化学物质。所以有很多表面活性剂用来控制粘度也有化学物质可以从岩石中产生。一些放射性物质也会浮上来。它们不是污水处理厂设计用来处理的东西?
克里斯-通常不会。
贾思敏-不，我只是担心他们会怎么处理。
克里斯:我们说的是什么样的书?只是短暂的?我的意思是废水中可能含有多少物质?我们说的是几千加仑，几百万加仑，还是升?有多少?
贾思敏:嗯，这取决于规模，但你看到的是数十万立方米。
克里斯-太大了。这是一个重要的问题。是啊，很公平。让我们考虑一下社会方面因为我们已经了解了地质和环境以及为什么人们会反对它们。那整个社交活动呢?人们对此的接受程度如何?人们是否会说:“是的，好吧，我看到了能源危机，我们需要尽自己的一份力，没关系。”人们会说‘除非我死了，否则绝对不行’吗?
贾斯敏:我认为这是一个有趣的时期，因为很明显，我们正处于能源危机之中，所以这可能会让人们更容易接受它。但从环境和社区的角度来看，如果你住在他们将要钻探的地点附近，你可能不喜欢地震的想法，因为你刚搬到你住的地方时没有登记。还有交通的增加以及农村社区的普遍工业化。
首相最近接受了英国广播公司兰开夏电台的采访。他们一直在向她追问他们所谓的"地方同意"这个问题。来听听这个……
<新闻剪辑>
新闻阅读器-现在让我们谈谈当地的同意。地方同意是什么样子的?
克里斯-总理?
利兹·特拉斯-能源部长将会详细说明，具体是什么样子。但这确实意味着要确保在当地得到支持。我可以向你保证，听起来你不知道，我可以向你保证
新闻阅读器
听起来你好像不知道…
<新闻剪辑结束>
什么是本地同意，茉莉<笑>。
Jasmine -因此，当地的同意将得到当地社区的支持和支持，这样他们就可以在他们的地区开发页岩气活动，并积极支持开发。而且没有来自当地社区和当地政府的反对。
因为我认为保守党的其他成员说过，住在英格兰东南海岸新核电站附近的人应该得到免费的电力。这是甜味剂吗?我们是在说“好吧，如果你住在水力压裂现场附近，人们可以得到免费的天然气<笑> ?”我的意思是，这一切到什么时候才会结束?
贾斯敏:我不完全确定，因为这取决于你在哪里开采天然气，以及天然气基础设施是什么样的。因此，如果运营商想要这样做，他们可能会得到高补贴的天然气。但与此同时，我认为通过说给你免费能源来激励我们的社区是相当棘手的，因为在某种程度上，这有点像试图贿赂他们。
克里斯-是的，这听起来几乎像是强迫，不是吗?我的意思是，你对水力压裂法的问题满意吗?如果，如果你住在这个地区，你会说，看，据我所知，我是这个领域的专家，我对它的实施很满意，请这样做。或者你真的会反对吗?
贾思敏:从科学的角度来看，我觉得这很有趣，但如果我不得不住在他们要开采页岩气的地方附近，我可能会有点担心。
克里斯-核电站?
茉莉花-不那么焦虑。
克里斯-不那么焦虑。这很有趣，因为很多人说他们宁愿住在燃煤发电站附近，也不愿住在核电站附近。但是，燃煤电厂从烟囱里排出的同样重量的东西放射性更强，因为从地下出来的东西或成千上万吨的负荷被燃烧。贾思敏，非常感谢。这是贾思敏·库珀。她来自帝国理工学院。
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