天然气已经成为美国最大的发电燃料，占能源生产和消费的三分之一。然而，天然气对环境和社会经济的影响还没有得到全面的考虑。一项新的研究估计了21世纪初阿巴拉契亚盆地页岩气繁荣对空气质量、气候变化和就业的累积影响。研究发现，对空气质量和就业的影响遵循了繁荣与萧条的周期，但对气候变化的影响可能会持续几代人。该研究还考虑了如何弥补这些影响，为该领域的长期决策提供了见解。
这项研究由卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)、普林斯顿大学(Princeton University)和斯坦福大学(Stanford University)的研究人员共同完成，发表在《自然可持续性》(nature sustainability)杂志上。
“虽然天然气开发促进了区域经济的各个方面，但私营企业并没有面临天然气开发的全部成本，”尼古拉斯·z·穆勒(Nicholas Z. Muller)解释道，他是卡内基梅隆大学泰珀商学院(Tepper School of Business)的经济学、工程学和公共政策副教授，也是这项研究的合著者。“在我们的工作中，我们试图评估当前能源体系的累积和不同影响，以指导政策制定。”
由于水平钻井技术和水力压裂技术(一种向基岩地层注入加压液体的增产技术)的发展，美国天然气产量迅速增加，这极大地改变了世界能源市场和国内能源前景。过去10年，美国一直是最大的天然气消费国和生产国，占全球市场的20%，而国内页岩气市场导致了价格波动和全球天然气流动的变化。
在这项研究中，研究人员分析了从2004年到2016年，美国储量和产量最大的天然气盆地阿巴拉契亚盆地页岩气的繁荣和衰落。在此期间，该地区页岩油产量每年都在增长，2013年钻探量达到峰值。区域天然气电力消耗和处理量也有所上升。页岩气产量超过了地区需求，导致大量出口到美国其他地区。
具体来说，研究人员调查了由大气氧化的氮氧化物和挥发性有机化合物排放形成的细颗粒物和二次颗粒物导致的过早死亡。他们还估计了二氧化碳和甲烷排放造成的全球平均气温变化，以及天然气开发对就业的影响。
该研究估计，页岩气生产降低了空气质量，导致1200至4600人过早死亡(损失23亿至610亿美元)，同时增加了46.9万个就业年或持续一年的就业机会(创造价值80亿至330亿美元的工资收入)。作者推测，这些结果与页岩气开发的盛衰周期相一致。但研究还发现，天然气生产对气候的影响(根据对社会成本的假设，成本从120亿美元到940亿美元不等)将持续几代人，远远超过该地区天然气活动的时期。
“我们的研究为天然气系统累积的社会经济和环境影响提供了见解，”另一位合著者、CMU前总裁贾里德·l·科恩(Jared L. Cohon)说。“天然气可能成为桥梁燃料的观点，部分是基于其相对于煤炭的气候优势，以及相对于可再生能源和其他能源技术的成本优势。然而，如果天然气价格不能反映生产企业的实际经济状况，或者不能反映气候和空气质量损害的成本，那么这种说法就站不住脚。”
研究还发现，就业影响主要集中在天然气生产的农村地区，但76%的空气污染导致的累积过早死亡是在美国城市地区的下风处。根据这项研究，甲烷和二氧化碳排放在30年期间对全球平均温度的累积影响几乎相等，但从长期来看，累积的气候影响主要是由二氧化碳造成的。
作者估计，对天然气生产征收每千立方英尺2美元的税，将弥补整个供应链上气候和空气质量的累积影响。这比目前0.08美元/mcf的费用要高得多。作者并没有主张在其他能源燃料没有类似政策的情况下征收这种税。
“我们的目标之一是评估不同影响之间的权衡，并比较物理影响，以揭示有关天然气开发决策所涉及的隐含权衡，”领导这项研究的CMU博士后学者埃林·n·梅菲尔德(Erin N. Mayfield)说。“根据我们对空气污染和就业造成的过早死亡的累计估计，我们得出的结论是，在一个系统层面上，每过早死亡对应的工作年数是217年，也就是说，每减少3年寿命对应的工作年数是217年。”
作者指出，该研究的局限性之一是，对空气污染影响的估计不包括与此类污染相关的所有影响，而且天然气对健康的影响超出了与空气污染相关的范围，因此没有被纳入研究。
——文章发布于2019年12月17日
