水力压裂法会降低能源价格，让我们有电用，还是会成为一场环境灾难?凯特·兰布尔和金妮·史密斯就水力压裂是否真的会污染供水或引发地震向专家小组发表讲话。另外，页岩气开采产生的甲烷会导致全球变暖吗?在新闻中，一个国家的卫生是否与他们的阿尔茨海默氏症发病率有关，为什么我们在欺骗时感觉如此良好，以及如何发现怀孕的熊猫……
在这一集里
烟草动力飞机将在“几个月内”进行测试
由于一种由不含尼古丁的植物种子制成的新型生物喷气燃料，研究人员正准备测试一种以烟草为动力的飞机，与化石燃料相比，其结果可能会减少75%的碳排放。
塞尔吉奥·托马西尼博士有一个梦想:一望无际的烟草田，数千公顷的绿色延伸到南非、巴西和欧洲。
但他并不是某种致癌杂草的现代商贩。托马西尼博士是意大利研发公司Sunchem Holding的董事总经理，他说，事实上，如果你抽了他的一片叶子，你可能会厌恶地把它吐出来。
因为这种烟草不含尼古丁。种植它是因为它的种子富含油，可以用来制造生物喷气燃料。
如果一切按计划进行，一架以烟草为动力的波音飞机将在几个月内沿着开普敦-约翰内斯堡走廊呼啸而过，进行测试。
托马西尼博士说:“这将是有史以来最环保的飞行。”
Solaris项目于2014年12月启动，由他的公司、可持续喷气燃料供应商SkyNRG和一些私人投资者合作，得到了南非航空公司和波音航空公司的支持。欧盟为他们的可行性研究提供了部分资金，以便在该过程扩大规模之前测试其可行性。
Sunchem拥有国际专利的杂交烟草Solaris目前在南非东北部林波波省的50公顷土地上种植。Tommasini博士说，每公顷每年可以从它的种子中压榨出大约2到3吨原油。
经过培育，索拉里斯的叶子比普通烟草的叶片小得多，而且种子含油。科学家们相信，它可以克服第一代生物燃料(如甘蔗和玉米)引发的臭名昭著的问题，这些问题被指责与粮食生产竞争。
Tommasini博士说，至少在南非，这不会是食物与燃料的对抗，而是燃料与烟雾的对抗，Solaris也可以在该国7万公顷的棉花种植园中轮流使用。
在其他地方，如欧洲，它可以与粮食作物轮作，这将增强土壤并打破疾病循环。与此同时，压榨种子的剩余物可以作为丰富的动物饲料。
“它是无毒的，所以它会进入营养循环，”他补充说。
航空
那么，烟草是航空业梦想的答案吗?
2015年，Solaris获得了可持续生物材料圆桌会议(RSB)的认证，RSB是由世界自然基金会(WWF)支持的一项全球计划，支持生物燃料和其他生物材料的可持续生产。
托马西尼博士说，在燃料的生命周期内，与化石燃料相比，它将减少75%的碳排放，远远高于RSB设定的减少50%的门槛。
但是没有参与这个项目的英国帝国理工学院环境政策中心的杰里米·伍兹博士说，无论他们多么努力，这样的生命周期计算都不能完全考虑到开垦处女地所带来的碳成本——这可能是间接发生的，因为原来的作物已经被转移到其他一些以前未种植的地区。
他最近计算出，需要有400万公顷的土地种植生物燃料作物，以便为航空业提供燃料。
“一方面，生物燃料不太可能服务于今天和未来的航空业，”伍兹博士说。但是一个更微妙的目标，即生物燃料是部分和中间的解决方案，看起来更可行。
他表示:“如果你把生物燃料视为转型计划的一部分，那么它突然之间就不是不可能的了。”
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树烟草
从南非向东北方向走，你会到达马达加斯加岛，科学家们正在那里种植一公顷有毒的入侵烟草树，烟草glauca——以热爱我们拥挤的星球上最干燥、最热、最不适宜居住的地方而闻名——他们想把这些地方变成可持续能源和材料的来源。
烟叶是一个国家最不受欢迎的植物。它原产于南美洲，被一些美洲原住民吸烟，但它在世界许多地方都是顽强的和侵入性的。其有毒叶子的受害者包括一些将其误认为菠菜的人，以及一些鸵鸟。
但最近，科学家们对它的非凡能力感到兴奋，因为它不需要地下水，而且对光合作用所需的氮等其他必需品的需求明显很低。
德国波茨坦马克斯普朗克分子植物生理学研究所的Alisdair Fernie博士说:“这是一种难以置信的耐受性物种，其生长速度确实相当惊人。”他负责协调由欧盟资助的工业-学术合作项目MultiBioPro。
这是一种不需要微灌的植物，在非常干燥的土壤中，微灌是一种常见的技术。相反，它似乎通过毛孔吸收空气中的水分。
Fernie博士说:“作为一种潜在的生物燃料，这实际上是一种金粉。”“它甚至不是生长在边际土地上，而是生长在完全无法用于农业的土地上。”
工作n glauca没有Solaris那么先进。在阿拉伯联合酋长国已经进行了实地试验，马达加斯加正在种植的这一公顷将很快收获，种子将被运往德国，用于生物精炼喷气燃料，或作为其他燃料的添加剂，以减少其微粒和一氧化碳的排放。
与Solaris一样，为植物的每个部分找到多种用途被认为是其成功的关键，因此MultiBioPro也在考虑如何将树木的生物量加工成其他产品。
在有毒的叶子中潜伏着维生素D——作为一种补充剂越来越受欢迎的产品——这些叶子还含有茄尼醇，广泛用于制药工业。该计划的另一项研究是研究它可能产生的其他化学物质。
卫生与老年痴呆症
据估计，到2025年，英国将有100万人患有痴呆症。
但是，尽管这种疾病的发病率正在上升，目前每年给英国造成约230亿英镑的损失，但我们仍然不知道是什么导致了这种疾病。
然而本周，剑桥大学生物人类学系的莫莉·福克斯领导的一个研究小组一直在研究阿尔茨海默氏症令人困惑的一个方面，为什么发达国家的发病率比发展中国家高得多?
你可能会想，发达国家的人只是活得更久——每5岁年龄组的痴呆症患者比例就会翻一番。但是，即使你考虑到年龄的差异，欧洲的发病率也远高于南美、印度和中国。
那么，为什么发达国家的肥胖率如此之高呢?如果你观察阿尔茨海默氏症患者的大脑，你会发现斑块和Tau蛋白缠结以及慢性炎症或肿胀。这种肿胀类似于自身免疫性疾病引起的炎症——身体自身的免疫系统会攻击它。我们知道，如果人们在一生中接触到更多的病原体、细菌和病毒，就能更好地保护他们免受这些自身免疫性疾病的侵害，这在卫生设施和供水可能不太发达的发展中国家更有可能发生。因此，研究人员想知道，阿尔茨海默氏症是否也会如此?
福克斯和她的团队比较了192个国家因阿尔茨海默病而死亡和残疾的年龄标准化年数，以及他们的病原体流行率，这些病原体是通过观察卫生和供水等领域计算出来的。他们发现，卫生指标与阿尔茨海默氏症水平之间存在高度显著的关系。虽然这种相关性不能被证明是因果关系，但研究小组希望，随着卫生条件的改善，它可能有助于为发展中国家潜在的更高的阿尔茨海默病发病率做好准备。
骗子问心有愧吗?
长期以来，人们一直认为，在我们作弊后会产生负罪感等不愉快的感觉，这意味着我们不太可能像我们想的那样再次作弊
为了避免感觉不好。然而，Nicole Ruedy及其同事在《人格与社会心理学杂志》上发表的一项研究表明，情况并非如此。
研究人员让人们预测如果他们作弊了会有什么感觉，结果发现他们认为自己会感觉很糟糕。然后，他们给了人们作弊的机会，通过谎报他们在一段时间内成功解决的谜题数量，并询问他们之后的感受。有趣的是，那些通过报告自己解决了比实际更多的谜题而作弊的人比实验前更快乐，而那些没有作弊的人则没有表现出任何变化。
为了确保这不是因为作弊者获得了更多的奖励，研究人员改变了参与者获得正确答案的钱的数量，发现这并不影响他们的感觉——似乎是作弊行为，而不是奖励，让作弊者感觉良好。
即使参与者自己没有作弊，也能看到同样的效果。在一个实验中，另一个人给参与者的谜题打分，有时会误报结果。那些被标记者说他们完成了比他们更多的谜题的参与者也有“作弊的兴奋感”。因此，研究人员认为，有机会“逃脱惩罚”会给参与者带来积极的感觉。
这项研究是有限的，因为当参与者作弊时，没有真正的输家。也许，如果他们的行为严重影响了别人，积极的感觉就会消失。然而，这是一个重要的发现，如果有人有机会以一种相对较小的方式作弊，并且逃脱了惩罚，这种兴奋可能会通过正强化导致他们再次做同样的事情。
汽车烹饪摩天大楼
本周你可能听说了伦敦芬彻奇街20号的一栋新建筑
伦敦城。这座37层的摩天大楼因其不同寻常的形状而被称为“对讲机”，人们指责它烧坏了停在附近的一些车辆。一些人认为，这可能是由于建筑的新颖形状，这使得它作为一个抛物线反射器，瞄准太阳光线。下面是抛物面反射器及其用途背后的快速射击科学。
1.抛物面反射器是一种弯曲的镜面，可以用来收集和聚焦电磁波谱中的能量
2.反射器呈抛物面形状，就像在卫星天线上看到的那样。
3.当光线照进抛物面反射器时，光线被反射，因此它们都汇聚在一个焦点上。
4.如果射向反射器的光线足够充足，则焦点处的温度可高达3000°c，这意味着放置在焦点处的物品可能会燃烧。
5.或者，如果光被放置在抛物面反射器的焦点上，光线将被反射回来，形成平行的光束。
6.为了使抛物面反射器尽可能有效，它必须有一个极其精确的结构，以防止入射和反射的光线相互抵消。
7.对于可见光反射器，这意味着结构必须精确到20nm以内。对于较大电磁波的反射器，如微波和无线电波，较大程度的变化是可以接受的。
8.最早使用抛物面反射镜的报告之一要归功于公元前3世纪的希腊数学家阿基米德。据说，在锡拉库扎围城期间，阿基米德使用一种抛物面排列的镜子来点燃接近城市的敌人罗马船只，尽管不清楚这种方法的实际效果如何。
9.这座160米高的曲面玻璃结构的“对讲机”摩天大楼被认为是一个抛物面反射器，因此它会熔化碰巧放在其焦点上的汽车和其他物体。
10.然而，摩天大楼绝不是一个完美的抛物面反射器，到目前为止，据估计，在它的近似焦点处，温度只能达到100摄氏度左右，而这种尺寸的专门建造的反射器可以达到数千摄氏度。
11.抛物面反射镜还有其他更常见的用途，比如在射电望远镜和汽车前灯上。奥林匹亚的奥运火炬也是用抛物面反射器点燃的。
家畜疾病模型
与格拉斯哥大学的罗兰·高合作
最近引起环保人士关注的另一个问题是獾的捕杀，这是为了限制牛结核病的传播。罗兰·高是北京大学数理种群生物学教授
格拉斯哥大学。他使用理论模型来研究包括牛结核病在内的传染性牲畜疾病的动态。
金妮-罗兰，为什么肺结核很重要?
罗兰-肺结核是一种重要的人类疾病。牛的部分确实会感染人类。所以，肯定有人畜共患病的风险。现在，风险并不是很大，所以我们担心它的一个重要原因是因为我们作为一个牛结核病发病率很高的国家，这意味着我们在欧盟内部的贸易受到严重影响。
金妮——那么，你是如何着手研究这种东西的呢?
罗兰:嗯，在过去的30年里，人们用各种各样的方式来看待这种疾病。关键当然是流行病学的实地调查。你看一下情况，看看什么是最可能引起感染的原因。最具争议的是随机獾捕杀试验，从1998年开始进行了8年，在那里进行了一项大型研究，比较了捕杀獾作为控制结核病的一种方法和不捕杀獾的方法。
金妮-他们发现了什么?
罗兰:嗯，他们发现他们俩之间有一定的联系。我们确实知道的一件事是，如果你对牛种群做一些事情，它会影响獾的结核病，如果你对獾种群做一些事情，它会影响牛的结核病。问题是，我们实际上并不知道这种影响的方向。所以，它可以让事情变得更好，也可以让事情变得更糟。
金妮-好吧，那么你认为结核病是如何在动物之间传播的?
罗兰:结核病主要是通过肺部的雾化颗粒传播的。它们在个体间传播的机制有很多种。例如，有些人认为环境与此有关。因此，一头牛可能会咳出结核菌，然后它可能会在环境中停留一段时间，被另一头牛感染，也可能是獾在做同样的事情，也可能是动物之间的直接接触。但事实是，通过实验来最终理解这一点是非常困难的，所以我们实际上也没有很好的量化。
金妮-你是数学种群生物学教授。数学如何帮助你学习一些似乎与动物和细菌有关的东西?
罗兰:在这种情况下，我们拥有的是一系列不完整的证据。例如，我们知道牛群是如何联系在一起的，因为我们记录了牛群之间奶牛的运动。我们知道獾和牛之间的联系因为我们大致知道獾在哪里，我们也知道牛在哪里。我们知道事件发生的时间。我们现在正在研究的阶段，我们正在研究感染牛和獾的细菌序列是如何相互关联的。所有这些不同的信息需要以一种有意义的方式组合在一起，这就是数学和统计学的由来，因为没有一个证据能给我们一个结论性的画面。
金妮:这种方法可以应用于其他疾病吗?还是只适用于这种结核病?
罗兰-当然，它已经成功地应用于许多病毒。例如，在几年前的流感大爆发中，我们进行了全基因组测序。因此，在这种情况下，对病毒基因结构变化的非常详细的观察被成功地用于追踪从一个国家传播到另一个国家的疾病。现在，我们的情况完全不同了。因为细菌比病毒大得多，所以做这项工作的成本要高得多，而且，因为基因的变异要少得多，所以信息要少得多。但这些都是非常有价值的信息。所以，使用它有很好的先例。我们只需要在如何使用它的问题上更聪明一点。我并不是说那些做病毒实验的人显然非常聪明。为了使用相同类型的数据，我们必须以不同的方式变得聪明。
Ginny -那么，在这个例子中有什么不同，你需要做些什么才能使它起作用呢?
罗兰:嗯，有两个主要的问题。第一个是细菌本身在个体之间没有太大的变化。现在，我们的估计是，每4个细菌中就有1个可能在一年中发生变化。因此，在一年中，在细菌的实际突变中，数量会发生0.25个变化。这是一个非常非常小的变化。这意味着我们不能简单地看一个人或另一个人，看两个人体内的细菌，然后说，“啊哈!这个人给出了那个"我们没有那么多信息。这是第一件事。第二，因为獾几乎肯定在某种程度上参与其中，我们错过了一半的信息。我们从獾那里得到的信息很少。 Now, we're working with people at the HVLA to get more detailed information from the badgers, but nevertheless, there isn't anywhere near as much there available, say compared to a cattle which are tested every single year, and for which bacteria on a regular basis.
金妮-那么，我们需要做什么?我们什么时候才能知道捕杀獾是否有效?
罗兰:这得花点时间。我的意思是，首先，目前正在进行的獾捕杀基本上不是作为科学试验进行的。所以，没有办法衡量它们的影响是否是由于扑杀本身。还有很多其他的事情会同时发生。所以，这个单独不能告诉我们任何东西。我们收集的这些数据，我在更大的范围内进行研究。从某种意义上说，它给了我们一个更全面的画面，但与此同时，仍然很难确定任何单一的原因。所以，我们所拥有的是，这些数据的能力，它的分辨率比以前高得多。所以，我们有更好的机会发现差异，比如说，在一个有扑杀的地区。但毫无疑问，如果不是因为结核病是一种非常缓慢的疾病，那么至少需要几年的时间。
金妮-所以，还有很多工作要做。
罗兰:确实有。
什么是水力压裂法?
杰弗里·帕克，剑桥大学
我们本周的主要话题是跟踪。现在，这条新闻最近到处都是，一些人对它将在英国推广的事实表示强烈反对。但水力压裂究竟是如何工作的，有哪些风险?
Ginny -今晚我们请来了包括剑桥大学水利工程师Geoffrey Parker博士在内的专家小组。杰夫，水力压裂到底是什么?
杰夫:对。所以，人们想要做的是，他们想要得到这种页岩，它本质上是由盐和粘土颗粒形成的泥浆，有时那里也有藻类，这是一种有机物质。随着泥浆的沉积和其他沉积物层的叠加，随着时间的推移，它承受压力和热量，就变成了页岩。这些页岩可以储存大量的化石燃料。所以，这是传统水库化石燃料的来源。所以，我们想想经典的石油和天然气钻探，你垂直向下钻一口井，直到你到达储层。因此，这里有一个烃源岩和一个储集岩。储层岩石的特点，即具有高渗透率。所以，你谈论的是石灰岩或砂岩之类的东西。页岩，因为它的颗粒非常小，没有这么高的渗透率。 So, it only really works this conventional extraction if you have this high permeability. So, the breakthrough now, the hydraulic fracturing is the idea that if you use, if you inject fluid of high pressure, you can create fractures in the shale formation itself and create basically a reservoir or a tapable source from the shale rock itself. You don't need a reservoir rock above it. So, that potentially vastly increases in number of geologic formations from which you can extract energy.
英国应该探索水力压裂吗?
与安格利亚鲁斯金大学的Aled Jones和CIR Strategy的Justin Hayward合作
凯特:那么，我们现在知道水力压裂是什么了，但是为什么还会有这样的争论呢?为了找到答案，我约见了安格利亚鲁斯金大学全球可持续发展研究所所长Aled Jones和所长Justin Hayward
CIR战略咨询公司Aled首先解释了为什么英国目前如此热衷于探索水力压裂技术。
艾德:所以，有很多不同的原因和全球趋势可以解释我们或政府非常热情的原因，主要原因是能源安全和全球能源价格的上涨。因此，在他们看来，实现这一目标的方法是尝试寻找更多的本地化石燃料。
是的，我同意全球能源价格上涨的问题。从商业的角度来看，这是企业家和实业家走出去开采矿产资源的另一个机会……他们这样做是为了盈利，同时也有助于解决能源安全问题。同时，对消费者的能源价格施加下行压力。
凯特:所以，我们现在想要填补这个能量。艾德，你提到“在他们看来”这是一个非常好的主意，这意味着你有一些保留意见。水力压裂法的潜在问题是什么?为什么我们看到这么多抗议?
艾德:所以，我认为有很多不同的问题，人们抗议的原因也有很多。在像Balcombe这样的地方，人们走上街头的原因是他们的景观遭到了破坏。现在，这些都不是大科学，但英国不习惯在人们居住的地方附近有石油钻探，天然气钻探。所以，这是非常不寻常的。在美国，人们更习惯看到这种情况。然而，当地社区面临着额外的压力。所以，水的可用性，潜在的水污染和潜在的地震，尽管它们可能是轻微的。因此，所有这些环境问题可能相当严重，尤其是在苏塞克斯这样已经存在水资源压力的地方，所以毫无疑问，你可以做其他事情。你可以停止耕种。你可以让人们更有效率。 But there's an issue around gas as part of that solution and whether actually that does do anything with prices as well. So, there's the economic argument which doesn't really stack up when you look at the UK, how big it is and how much gas we're going to have.
凯特-贾斯汀，你提到这都是关于经济和商业获得这个新机会。这只是大企业与英国不习惯的农村地区接触的一个例子吗?
如果你回顾过去30年左右，有很多煤矿正在开采煤炭。所以，我们确实有在这片土地上活动的历史。陆上风电在某些方面得到了大力推动，尤其是政府，正如Aled所暗示的那样，这比水力压裂对环境的危害更大，因为，正如他提到的，水力压裂场地的足迹相对较小。你从一个稍高的塔开始，持续几个星期，然后它会下降到一些通常包括在树木或周围的东西。
Kate - Aled还提到了人们担心的其他问题，比如地震、水污染。这些因素起作用了吗，还是你认为这些抗议活动只是基于我们所看到的?
贾斯汀-再一次，在我们的会议上，我们有像奥克斯伯格勋爵这样的人，他是一位杰出的地球物理学家，来自达勒姆大学，理查德·戴维斯教授。他们都是水力压裂方面的专家。我从他们的演讲中了解到，水污染和地震的风险非常低。可能会有其他的问题这些问题将会在未来的轨道上与你如何关闭这些你将会用来开发水力压裂的地点有关因此，它可以与康沃尔郡的锡矿开采相媲美。它是否破坏了该地区的环境，这可能是类似的结果。但实际上，如果你看一下煤炭的例子，有一些采石场，比如伊甸园项目，它做了一些很棒的事情，这些地方在形式上是矿山。我认为，总的来说，环境法规是当地人担心的事情——那些被指责为邻避主义者的人。这些规定比以前严格多了。
Kate - Aled，你想再说一遍吗?是否有规章制度来控制一切?
所以，我们的监管确实比美国严格得多。因此，布什总统改变了法规，将水力压裂法排除在外。在英国，监管确实要严格得多。然而，任何小事故，我们都知道，石油和天然气行业并没有从未发生过事故的辉煌记录。所以，如果你看看像苏塞克斯这样的地方，任何事故都会耗尽他们的地下水。因此，这对当地经济造成了巨大的破坏性影响。所以，发生事故的可能性总是存在的。不管你把它最小化到什么程度。这些公司不会花足够的钱来解决这个问题，因为这会让它变得完全不经济。不管英国政府出台了多少税收激励措施。 The other issue is then the climate change issue as well. So, the fact that we already have enough carbon in fossil fuels, that if we burned it all, then climate change all the targets, we just can't meet them. So, the climate change bill in the UK, the stuff we already have, we can burn all of that already because of the climate change. So, why are we looking for more gas? Why are we not investing in the clean energy that we can use under the current regulations? So, either we change the regulations and say we don't care about climate change or we are taking stuff out of the ground, incentivising private companies to make a short term profit, which won't help the UK national security because they will sell to the highest bidder, in return for a devastating climate.
Kate - Aled，你在一家可持续发展机构工作。这些更清洁的替代能源真的能填补能源缺口吗?
如果它们获得与化石燃料相同的投资和关注，以及它们正在获得的税收激励，那么是的，这需要我们国家电网基础设施的全面改变，以能够应对不同的可用性。但我们绝对没有理由不能拥有巨大的海上风力，大规模的潮汐，塞文拦河坝，以及许多不同的技术。但我们需要所有这些，我们需要专注于这种投资，英国天然气数量的短期缺口最多是20年，这是天然气行业的最佳估计。它可能比这个要低得多。所以，它甚至没有给我们很长的时间去做其他事情。我们现在应该把注意力放在这上面。
贾斯汀:嗯，如果水力压裂技术的机会很小，那么当然，它确实会对全球气候变化产生触发效应，我认为企业家和实业家应该被允许继续开采和开发资源，那些可用的小资源。如果是相对大量的天然气，有迹象表明，我们可能有20年的储量，我认为有数据表明，可能有几十年的储量，那么这一切都有助于我们解决能源安全问题。事实上，让消费者可以选择购买当地成本更低的能源。有一条不变的经济学定律，尽管有人认为价格的总下降即使你有大量的页岩气可开采，但经济的供需表明价格存在下行压力。
水力压裂能提振英国经济吗?
迈克尔·波利特，剑桥大学贾奇商学院
所以，英国可能有足够的天然气供应我们20年，但这真的会降低我们的能源账单吗?多米尼克·福特采访了迈克·波利特
剑桥大学贾奇商学院。
麦克:发电是能源政策的三难选择，我们如何提供低成本的能源既低碳又安全?因此，我们面临的挑战是，如何在保证能源安全的同时实现脱碳发电，同时提供合理的低价格?
多米尼克-你说的能源安全，是指从本质上确保我们不停电吗?
迈克:在电力行业，是的。能源安全就是以合理的价格保持电力供应，因为电力很可能会一直亮着，但问题是，电力供应的成本是多少。
多米尼克:那么，为什么这将成为一个问题，特别是在未来十年左右?这是因为化石燃料供应减少还是因为发电站本身的问题?
迈克:嗯，我认为英国最紧迫的问题是大型燃烧工厂指令，这意味着我们不得不关闭大量的大型燃煤发电厂，这意味着我们不得不用燃气发电厂来取代它们。这个过程一直很顺利，直到最近政府开始讨论电力市场改革，这是对英国低碳发电补贴的重大改革。
多米尼克-那么，为什么我们更喜欢燃气发电站而不是燃煤发电站呢?
迈克:嗯，我们更喜欢天然气，而不是煤炭，因为就温室气体而言，煤炭相对来说比较脏，因为直到最近，燃气发电站比燃煤发电站便宜。所以，把这两件事放在一起意味着燃气发电一直是电力公司在投资新一代发电时的选择。
多米尼克-水力压裂是如何进入这场辩论的?这是为了确保我们有足够的汽油来维持那些发电站的运转吗?
迈克-不。我不认为水力压裂法与电力供应安全的争论有任何关系，因为电力问题——如果有的话——将在未来2到5年内显现出来。水力压裂法是关于10年，15年，20年后的天然气供应。另一件事是，英国与欧洲天然气市场紧密结合。因此，在英国天然气生产方面发生的任何事情都必须放在这一背景下看待。这意味着，基本上，我们必须考虑英国发现的水力压裂天然气的规模以及这些供应将被出售的市场背景。这可能会对价格产生一些影响，但这取决于发现的规模。从经济角度来看，主要影响显然是英国将能够出售天然气，并通过生产更多天然气来增加其GDP。
多米尼克:在美国，人们一直在谈论水力压裂技术会极大地降低能源价格，因为他们已经能够在天然气供应方面更加自给自足。你认为这种情况也会发生在英国吗?
迈克:嗯，美国的情况很有趣，因为在很短的时间内，水力压裂天然气从微不足道变成了占美国天然气消费总量的25%。现在，即使与英国目前的天然气消费量相比，英国目前正在讨论的各种数字也微不足道。在欧洲天然气市场的背景下，它们就更小了。因此，我认为短期内它们对国内天然气消费者或发电站的天然气价格产生重大影响的可能性不大。
多米尼克:这会提振英国经济吗?
迈克:是的。我认为天然气当然是一种非常有价值的商品，英国地质调查局最近谈到了1500亿立方米的天然气。这只够英国一年半的天然气用量，但它仍然值300亿英镑，当然，300亿英镑是不能轻易拒绝的。
多米尼克:环保人士会说，我们需要摆脱化石燃料。我们不应该更新我们的化石燃料发电站。我们应该建造更多的风车和太阳能农场。你认为这是一个现实的前景吗?
迈克:很明显，我们正在建设更多的低碳发电。我认为，即使最乐观的情况发生在可再生能源和核能上，我们仍然需要化石燃料来满足我们所有的电力需求，当然，当风不吹或太阳不亮时，我们需要提供灵活的发电。
水力压裂对环境的危害
与剑桥大学可持续发展领导力项目的托尼·朱尼珀合作
凯特:刚才迈克说可再生能源目前不是一个现实的选择，因为它们的产出变化很大。今天演播室的嘉宾是托尼·朱尼珀博士，他是一位独立的环保活动家。
托尼，你对此有何回应?
托尼:我们还远没有到间歇性成为这个国家可再生能源问题的地步。如果你看看丹麦，他们已经有超过20%的电力来自风能。那个国家是世界上最具竞争力和最强大的经济体之一。它不会在那里造成问题，也不会在这里造成问题。如果我们以某种方式支持可再生能源，我们就向该行业发出了明确的信号，推动投资进入该行业，为英国创造就业机会和竞争力，就像其他一些国家已经在做的那样。当然，我们将面临可再生能源和间歇性的问题，如果我们达到高于20%或30%的水平。但话又说回来，还有其他可再生能源技术可以以更安全的方式为我们提供电力，因为它们是可预测的——例如潮汐能，生物质能，还要记住，特别是海上风能。这个国家的海岸附近很少没有风。还要记住，我们已经有了能源储存技术。这些都是海上风电的天然伙伴。 If we were serious about electric cars for example, battery technology would be storing power overnight when people are sleeping, the winds blowing offshore, cars are being charged up. That's contributing to energy security and reducing our reliance on imported oil. At the same time, as putting this country in a highly competitive position in terms of its access to future markets based on high technology.
凯特:我们在节目早些时候听到艾德说，这是有可能的。我们有技术。几周前我们有一个关于太阳能新电池的故事，但它只是关于我们目前拥有的基础设施以及我们如何改变它。从货币上来说，这是一种选择吗?
托尼:当然了。这是一个我们如何去做和如何计划的问题。我们遍布全国的基础设施在很多领域，尤其是能源领域，都很陈旧，摇摇晃晃，在很多方面都在分崩离析。我们正在淘汰煤站形式的旧发电厂。我们将改变部分电网。因此，我们将处于一个重大机遇的尖端，使国家现代化，不仅能够使我们在能源方面更加安全，而且将创造成千上万的就业机会。帮助我们走在工业革命的前沿这将在21世纪初到来圣世纪。世界将会意识到这些绿色问题。实际上，我们把自己置身于游戏之外。我们正在赶走投资，我们正在给这个国家的能源未来创造真正的不确定性。
凯特:我的意思是，无论能源的未来在哪里，我们目前正在关注的是水力压裂技术，这种天然气将在英国各地推广。什么是环境问题?为什么人们特别反对水力压裂法?
托尼:之前的撰稿人提到过其中的一些。其中之一当然是对景观的影响。值得记住的是，对美国的一些东西的影响我最近在西德克萨斯州看到了天然气水力压裂法的密集路线图因为你不仅需要主井来破裂岩石。你需要一个由附属井组成的网络，以便能够从岩石破裂的地方获得天然气。每平方英里需要多达8个井口。我认为人们还没有真正理解其中的含义，但我认为，一旦在这个国家开始这样做，如果我们走到这一步，我认为将会有非常严重的公众抵制。如果我现在是这项技术的投资者，我会非常仔细地考虑我是否真的认为这将会发生。已经有人提到了水污染的风险。这些风险是可以控制的，但风险总是存在的。我们国家的地质情况非常复杂，水生生物的栖息地非常敏感。 We rely a lot on ground water. But the big thing for me is around the climate change contribution. We are signed up to national legislation to reduce greenhouse gas emissions by 80% by 2050. But I think if we do go hell for leather for shale gas, we would basically be tearing up the climate change targets that are already enshrined in national law and I think that would be a disaster.
凯特:稍后的节目中，我们会和一些专家一起探讨你所关心的水污染问题。但可以肯定的是，与替代品一样，我们在这里谈论的是视觉冲击。风力涡轮机是一个眼中钉，我们总是听到人们抱怨他们在你的后花园。
托尼——我不同意。风力涡轮机非常漂亮，一个接一个的民意调查显示，我们得到了广泛的公众支持，这个国家大约80%的人支持扩大可再生能源，包括风能。我觉得它们很漂亮。有一小部分人成功地在议会中获得了相当多的支持，以至于风能行业现在从政府那里得到了非常复杂的信号。这是一个有趣的情况，我们政府的人告诉我们，我们需要在这里再生，制造和建设我们的工业。这是我们真正具有优势的增长型行业之一，尤其是因为这个国家被称为风能的沙特阿拉伯。我们正试图扼杀这个行业，因为我认为，少数人对视觉影响的担忧。
水力压裂和全球变暖
康奈尔大学的Robert Howarth
Ginny -现在，康奈尔大学的Bob Howarth一直在研究
水力压裂产生的甲烷排放。你好，鲍勃。
鲍勃-你好。你好吗？
金妮——我很好，谢谢。那么，为什么甲烷对环境来说是坏消息呢?
鲍勃:嗯，目前甲烷是仅次于二氧化碳的全球变暖的第二大贡献者，就其目前在使地球变暖方面的作用而言，它相当于二氧化碳所做的大约40%。所以，这是一个主要的威胁，关键是要意识到气候系统在不同的时间尺度上对二氧化碳和甲烷做出反应。对甲烷的反应要短得多，这意味着在接下来的20年里，任何甲烷的释放都会对气候造成极大的破坏。例如，最近的模型显示，在过去40年左右的时间里，地球表面平均变暖了7/10度，我们的目标是达到1.5度，在未来15年内翻一番，在35年内达到2度。这样的温度是非常危险的，我们有可能达到气候系统的临界点，进入失控的全球变暖。如果我们想避免这种情况，显然，我们需要减少二氧化碳的排放，但甲烷的排放更为关键。考虑到我们已经释放的二氧化碳，在这个时间点上避免危险的临界点温度变化的唯一方法是立即开始减少甲烷。如果我们看看甲烷的来源，它有很多来源，但天然气工业是世界上最大的两个工业之一。它在美国排名第一。因此，我们需要比其他化石燃料更快地摆脱对天然气的依赖。 It's the most dangerous fossil fuel at this point in time, given where we are with climate change.
金妮:那么，在水力压裂过程中，这些气体有多大可能会逃逸呢?
鲍勃:嗯，它肯定在逃跑。我们在2011年春天发表了一篇论文，这是第一篇关于甲烷泄漏如何导致页岩气温室气体的分析。我们说过，它可能在一个油井的3%到8%的轻型农场产量附近。它要么在压裂时排放，要么在天然气被使用时排放到最终消费者手中。这背后的数据并没有得到很好的证明。我们使用了最好的可用数据，但它们并不是有充分记录的数据。但事实是，我们拒绝了很多人的兴趣，现在有很多科学团体在测量事物。最近发表的4到5项研究表明，在这些页岩气和致密砂纤维轨道油田，排放水平似乎在6%到9%之间，可能是12%。因此，有大量的甲烷从这些油田泄漏出来，而这些甲烷目前正在美国生产。
金妮:我们一直在谈论天然气在经济上的重要性。如果有这么多资金流失，这些公司难道不想以某种方式抓住这些资金，以免损失12%的利润吗?
不是利润的12%因为他们在做成本效益分析。他们可以在他们使用的技术上更严格，但他们需要投入资金，他们需要投入更多的时间来愿意这样做。他们已经决定以更快的速度钻更多的井，并使用对排放不那么严格的技术。这是一项经济决策，显然是他们做出的决定。我们能通过规范来减少排放吗?答案是肯定的。到目前为止，在美国，我们还没有很有效地做到这一点，但气体本身就很滑。它们很容易泄漏。要把每一点都弄到是非常非常困难的。从气候变化的角度来看，即使是1%或2%的甲烷泄漏率都是破坏性的，是快速破坏性的。 I don't think we can possibly get down there even with the best available technology.
金妮:我们收到了来自剑桥大学的乔的评论，他说他听说住在美国水力压裂区的人们会放火烧掉水龙头里的水。这怎么可能呢?
鲍勃:确实有证据证明这一点，就在我住的地方以南，大约60英里，在宾夕法尼亚马塞勒斯油田下面，杜克大学有一项非常有力的研究表明，如果你住在天然气压裂作业一公里以内，你的饮用水中甲烷含量升高的可能性要高得多。它的高度足以使它易燃。其原因仍有争议，但我在康奈尔大学的同事，托尼·因格拉夫，他是一名工程师，从20世纪70年代就开始研究水力压裂技术。托尼梳理了宾夕法尼亚州的记录他发现宾夕法尼亚州至少6%甚至多达30%的水力压裂井在钻井方式上存在问题，在第一年水泥套管的安装方式上存在问题。所以，很明显，有一种机制可以让这些气体泄漏出来，进入含水层，很明显，一些气体正在泄漏出来。
水力压裂会引发地震吗?
与Brain Baptie，英国地质调查局合作
所以，虽然我们刚刚听到的甲烷排放可能需要一段时间才能显示其影响，但英国已经经历了对水力压裂的另一种担忧。2011年，布莱克浦的两次地震与当地的水力压裂作业有关。我们与来自
英国地质调查局。嗨,布莱恩。
布莱恩-你好。
那么，布莱克浦的两次地震是附近正在进行的水力压裂作业造成的吗?这只是巧合吗?
布莱恩-不。地震与当时正在进行的流体注入直接相关，这是水力压裂作业的一部分。事实上，不只是两次地震。总共记录了58个，其中大多数都非常非常小。事实上，最大的一次地震也相当小，即使按照英国的标准，也只有2.3级，但尽管如此，布莱克浦大约有50人感受到了它，确实引起了一些恐慌。
凯特-我们怎么知道是他们直接负责的?我们能把它们准确地联系起来吗?
布莱恩:是的。它基本上是在寻找水力压裂操作之间的空间和时间相关性，在这种情况下，我们能够证明地震发生在离注入井很近的地方，在注入井进行的大致相同的深度，大约2.83公里。同时，就时间而言，地震都发生在压裂作业中注入液体之后。另一个证据是，在英国的这个地区几乎没有地震活动，所以如果你在一个没有地震活动的地区开始看到地震活动，这是另一个证据，可能发生了什么事情。
凯特:水力压裂是怎么引起这些地震的?
布莱恩-这完全取决于液体注射。所以，当你在伸出的曲柄上滑倒时发生的情况是，滑倒是因为沿断层表面的剪切应力超过了断层两侧岩石滑动的摩擦阻力。当你注入液体时，它会减少断层系统上的压力。它增加了本来就很差的流体压力。这有点像润滑断层，使岩石更容易滑过彼此。所以，在布莱克浦和其他许多注入诱发地震的例子中发生的事情是，这些流体积聚起来，它们可以在相对较短的时间内积聚起来，使岩石更容易相互滑动。
凯特:这些地震，里氏2.3级，我认为是最大的地震之一。我的意思是，当我们听到大地震时，我们的震级是里氏8级或9级。我们能感觉到它们吗?
布莱恩-是的。我是说，人们确实感受到了布莱克浦地震。它们位于人们可能感觉到地震活动的范围的底部，当然，它们很浅。所以，这也让人们更容易感受到它们。但是，与大的构造地震相比，这些地震是微不足道的——实际上非常微不足道。事实上，我们已知的最大的水力压裂注射诱发地震的例子发生在2011年的加拿大，震级为3.8级。现在，这可能会引起一些明显的强烈震动，但它仍然远远低于这些大型构造地震的水平，可能不太可能造成任何重大破坏。
凯特:如果我们有很多这样的现象，你说过有很多这样的现象同时发生，尽管它们很小，我们应该为此担心吗?还是说这是一种地质学上的问题，我们可以置之不理，不用担心?
布莱恩:嗯，我认为这是一个很好的类比，将这些地震与60年代，70年代和80年代这个国家的煤矿工业时期发生的事情进行比较。我们记录了成百上千次采矿引发的地震，人们会有规律地感受到这些地震，并逐渐熟悉它们，并与它们一起生活。其中最大的一次地震没有超过3级。所以，当然，一些相对强烈的震动和最大的，有一些轻微的破坏，比如石膏裂缝之类的，但是一些结构上的破坏。所以，这个国家有类似类型的工业活动导致了类似的地震活动。是的，我们以前经历过这种事情。
水力压裂会污染地下水吗?
杰弗里·帕克，剑桥大学
Ginny: Geoff，你的研究小组一直在研究这类事情的风险评估。水力压裂法中的化学物质进入供水系统的可能性有多大?
Geoff:我认为所有这些都和其他人的观点一致。到目前为止，每个人都有一个观点，这是非常依赖于当地的，地质是非常复杂的。所以，像马塞勒斯页岩这样的东西是一个已经存在的水裂缝，它是垂直的，而不是以前的地质构造。所以，有一些问题是，有多少是油井，不可能泄漏的，有多少是以前的构造活动或历史上的冰川活动的自然地质形成的。我们用来储存地下水和饮用水的浅层含水层，英国30%的水来自于，从水力上讲，应该与这些页岩储层没有联系。问题是，它们是如何联系在一起的?如果地下水在100米深，200或300米深，页岩在2公里或3公里深，它们之间怎么可能有联系，这是怎么发生的?有几种失败的模式已经被理论化了。一个是已经存在的骨折。另一个是地面操作，如果有泄漏。 I mean, you're handling methane, but you're also handling these other fluids that then spills then there's potential. So, it's operation as well. There's potential for there to be contamination of groundwater. And finally, the big one is the well. So, where we should focus on, our efforts to making sure the well is really correct and not allowing these leakage in between the vertical well and the aquifer. The vertical well runs from its surface to the deep shale - 2 km, 3km deep and it runs through the groundwater layers and a bunch of other layers. And there's the horizontal well which is a big new part of technology since about 2005. It's really viable and that actually really has reduced number of wells, the number of vertical wells. So, this potentially, if the horizontal drilling becomes more significant, and the number of vertical wells goes down then potentially, that could also lower the risk profile.
金妮-我们刚才说的这些化学物质到底是什么?我们应该担心它们吗?
Geoff -再一次，英国在做正确的事情。EA有权要求披露所有注入的内容。所以，在美国的一些历史情况下，情况并非如此。所以，这是一个很大的不同。水力压裂液大约90%是水，所以需要大量的水，大约4到12个奥运会游泳池大小的水，这些水被注入这些井，然后流出，25%到75%的水在短期内回流，从长期来看，剩下的水会渗漏出来。因此，90%的压裂液是水，大约9%被称为支撑剂，通常是沙子支撑剂的作用是将裂缝楔开，保持气体流动。然后还有一些其他的小部件，小于1%其中一个是摩擦减速器，这也是为了让支撑剂正确地嵌入。我的意思是，你可以在面霜中找到一些摩擦减少剂之类的东西。所以，没有必要……在EA目前所披露的列表中。 There's nothing that really causes too many alarms. But of course, there is potential if you lack of transparency, there is potential that other things are in there. The other concern is this flow back water which once in the shale formation, it's exposed to the rock and it can pick up minerals and possibly mildly radioactive things as well. So, that might also be a concern. So, those are sort of the mechanisms.
凯特:本周早些时候，我们收到了Hetty Jacobs的一封电子邮件，她在澳大利亚，她说，那里有很多关于水污染的报道，他们是地球上最干燥的大陆之一。如果我们需要处理这些水并进行清理，世界上的一些地区是否会担心干旱?
杰夫:当然。我的意思是，你必须做一个权衡。如果你要用大量的水来做这件事，那么像任何事情一样，你必须从某个地方得到这些水。那么，你如何看待管理这个问题呢?你可以从自来水公司取水或者从含水层取水，或者你可以从河流系统或湖泊取水，或者你可以使用咸水，也就是微咸水或者基本上已经是废水的水来做这件事这也是他们现在正在考虑做的事情。但毫无疑问，我们需要大量的水，这些水有时需要用卡车运来运去，用合理的方式处理和处理。
金妮-那么，我们怎么做才能把风险降到最低呢?
Geoff -我的观点是，有点不可知论。我是一名工程师，所以如果我们要讨论这个问题，那就让我们来谈谈，确定哪些风险是真实的，对当地来说很重要，哪些风险不太真实，对当地来说不太重要。让我们努力确保我们的努力，我们的立法，我们的监督和透明度，风险是什么。所以，比如确保油井是正确的，确保你知道地下已经存在的甲烷的基线，你增加了监测，你有适当的监管，你有碳监管，检查。这就像是“预防胜于治疗”之类的东西。
从高处落下的一分钱能造成多大的伤害?
汉娜-本周，我们一起讨论了一个问题，这个问题是本·班尼特写的……本:如果我们从迪拜的哈利法塔顶扔下一枚硬币，砸到了地上的人，会有什么后果?
汉娜:所以，一枚硬币在大约830米的高空坠落后砸在你的头上，哎哟!还是完全没有效果?为了找到答案，我们将和工程学教授休·亨特博士一起登上剑桥标志性的塔尖。
休:我们要上三一学院的钟楼，钟楼到塔顶大约有12米高，我想如果我们把硬币掉下去，我们就能估计出到塔底需要多长时间。
汉娜-三一钟楼比哈利法堡小得多。那么，它怎么能告诉我们一分钱砸在你头上的最高速度呢?在短暂的下降之后，物体开始受到空气阻力的反对，所以它们达到了我们所说的终端速度，一个无论下落多远都不能增加的稳定速度。因为我们知道重力使物体加速的速度有多快，所以我们可以计算出一分钱在没有空气阻力的情况下下落的速度，然后看看它是否能达到最终速度，即使是在剑桥的一个较低的有利位置。接下来是Hugh....
休-应该需要1.6秒才能到达底部。如果花的时间比这长那么我们估计我们一定达到了终端速度。
汉娜:如果它达到了终极速度，那么它在剑桥下降的速度就和在迪拜一样了。速度很重要，因为硬币移动得越快，击中的力度越大，对头部的伤害也越大。
休-我们最好假设硬币落在某人头上会致人死亡，所以我们最好确保没人站在下面。好了，我拿着我的硬币，我要看看我能不能算出我要多快才能越过悬崖，3,2,1，开始……所以，这大约是2秒，这意味着硬币肯定达到了终端速度，即使经过了12米的距离。所以，从更高的塔上扔下它，我猜，它的速度不会比我们刚才看到的快多少。我们说的可能是5到10米每秒也就是不超过15或20英里每小时。没那么危险。你可以很容易地把硬币扔出去，如果你和另一个人在一起，你向他们扔一捆硬币，可能会疼，但他们不会死。
汉娜:谢谢，休。所以，如果我们从世界上最高的建筑物的顶部扔下一枚硬币，由于空气阻力，硬币只能达到每小时15到20英里休不认为这样的速度和质量的物体会对你的头部造成重大伤害。也就是说，除非你像旋转轮子一样旋转硬币，否则它会在空气阻力小得多的情况下穿过空气，移动得更快，可能会撞到你的边缘，所以会更危险。
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