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社区及问答

天然气——老化的基础设施

Peter L|发布于能源效率和耐久性

说了这么多野火和自然灾害。我发现有趣的是,美国的天然气管道基础设施状况非常糟糕,需要数十亿美元来维持。管道不断泄漏,造成土壤和水的污染,当然还有气体爆炸,导致建筑物起火,造成人员伤亡。今年波士顿的灾难生动地提醒人们,基础设施的状况是多么糟糕。

FracTracker联盟:

“2010年至2016年期间,230起天然气爆炸造成了34亿美元的损失。总共有470人受伤,100人死亡。事件总数为4,215起。其中,设备故障占1438起;腐蚀破坏752例,开挖破坏406例。德克萨斯州占1102人,加利福尼亚州占297人。”

所以从绿色建筑和生态的角度来看。使用天然气的家庭并不完全是“绿色”的,因为通过水力压裂法获取天然气会产生碳足迹。然后是它产生的泄漏,以及它在室内使用时产生的一氧化碳。随着房子越来越“紧”,一氧化碳中毒和死亡的可能性也在增加。平均每年约有400名美国人死于一氧化碳中毒。

我很想听到和读到一些关于这个话题的想法。我选择了退出,没有在家里安装天然气。它是100%的电力,使用热泵作为热源,除了利用被动式房屋技术在冬季通过始终存在的太阳来加热房屋。

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回复

  1. 乔恩·R||# 1

    另一方面,电网需要数十亿美元的升级,“燃烧化石燃料或由化石燃料制成的材料的发电厂,以及一些地热发电厂,是美国能源相关二氧化碳总量的近40%的来源。”“电气危险每年造成300多人死亡,4000多人受伤”(美国)。大多数一氧化碳致死与天然气无关。而且最近刚刚发生的电力火灾(据称)造成了84人死亡和150亿美元的损失。更清洁的天然气经常取代肮脏的煤炭(耶)。

    尽管所有这些“比你描述的要平衡得多”,我还是支持用电。

    1. Peter L||# 2

      乔恩,

      我们家里需要电,我们不需要天然气。一个人可以在家里使用100%的电力,而一个人不能在家里使用100%的天然气。你这是在争辩苹果对橘子。

      1. 专家成员
        Zephyr7||# 5

        没有足够的发电能力来取代用于供暖的天然气。不管你用什么来加热。电有其自身的危险。天然气不会杀死你,如果油漆刮掉了天然气管道,你碰了那根管道。如果你接触电线中暴露的金属,电很可能会要了你的命。

        凡事都有危险。你需要水来生存。事实上,每天都是。但即使是少量的水也能在正确(错误?)的情况下杀死你。

        使用现代设备的天然气是相当安全的。从统计数据来看,我怀疑它比电好还是差。

        比尔

      2. 乔恩·R||# 8

        马丁已经证明,电网和发电厂(除了提到的一个电力问题的一部分以外,是所有问题的根源)实际上并不是家庭所需要的。我敢肯定,如果他没有汽油,他会觉得方便得多。

        不,这不是很实际——所以我再说一遍“我支持用电”。对于完全片面和误导性的论点,就没有那么多了。

  2. 专家成员
    Zephyr7||# 3

    根据美国能源信息署(EIA)的数据,仅在美国就有大约7600万天然气客户,大约0.000009%的客户(在6年的时间里总共发生了4215起事故)每年都会经历一次“事故”。从这个角度来看,使用我经常使用的行业(电信)的标准,你记得你的手机因为网络中断而无法工作的频率是多少?大多数人会说“从不”。我们的标准是99.999%的正常运行时间,我们称之为“五个九”。这意味着每年0.001%的计划外停机时间,约为5分钟。如此之少,以至于大多数人都看不到问题。

    另一个例子:大多数输电线路(金属塔上的大线路)的设计效率为95%。这意味着它们损失了5%作为热量传递的能量。听起来很不错吧?还有什么机器的效率是95% ?不是很多。在我家以南10英里的地方有一条345千伏的双回输电线。它能够携带大约1千兆瓦的电能。5%的损耗是10亿瓦的多少?50兆瓦。该行业通常使用1kw作为每户房屋的平均负荷,这就是那些“可以运行数千户房屋”的数字的来源。 50MW, the losses in that one transmission line near my house, could power 50,000 homes. And that’s not just for a day or a month, that’s continually every day, all year long, forever.

    我并不是说我们不应该尽量提高效率,我们绝对应该这样做。我努力使自己尽可能高效,并努力帮助别人也这样做。我想指出的是,当数字被视为绝对的时候,它们可能会产生误导。几千个问题听起来很多,直到你看到大规模的公用事业系统。在你的房子里有几千本书绝对是压倒性的。几千万户家庭的几千个问题变成了一个非常小的数字。

    一个简单的现实是,没有一个公用事业规模的系统是完美的。输气管道总是会偶尔出现问题。水系统总是会有一些泄漏。电力系统总会有损耗。天下没有免费的午餐。你的电热泵是有效的操作,但只有在某些条件下。用于为热泵发电的燃料也克服了沿途所有的线路损耗,所以热泵使用的燃料能量比它消耗的电能要多得多。如果天气足够冷,而你主要关心的是碳足迹,那么在某种程度上,天然气的总排放量将低于你的热泵,当它运行在电力辅助热源上时。从整体上看,天然气实际上是一种非常有效的供热方式,而不仅仅是一个孤立的家庭。

    天然气不会污染土壤和水,它会逃逸到大气中(这是另一种问题)。在像沼泽这样的地方,它也会自然地这样做。现在大量的电力是由天然气产生的。有些甚至来自垃圾填埋气体,这是垃圾在垃圾填埋场分解时自然产生的。使用天然气是因为它排放少而且便宜。我更希望我们所有的电力都来自水力发电和核能,但这是不可能发生的。

    一个简单的事实是,使用任何能源都有其危险。我们有安全守则,以帮助使事情尽可能安全。对社会的总体好处大于危险。没有现代公用设施,现代文明和我们目前拥有的人口就不可能存在。重要的是要记住这些系统的巨大规模,并理解它们总是存在一些问题。

    天下没有免费的午餐。一切都是一种权衡。现实就是这样,我们只能在物质世界的界限内工作。

    比尔

  3. 专家成员
    马尔科姆·泰勒||# 4

    彼得,

    下面是Martin关于这个话题的博客链接:
    //m.etiketa4.com/article/natural-gas-pipelines-are-leaking

    1. 专家成员
      Zephyr7||# 6

      这是一篇有趣的文章,但是如果我们全部转向电力,那么电力就必须被生产和运输。没有足够的电力基础设施来输送所需的电力,如果我们需要两倍或三倍于目前的发电量,我也不会感到惊讶,所有这些都需要燃料。

      新英格兰确实有一些非常老旧的天然气基础设施,可能需要更新。举个例子,我知道他们有很多低压煤气管道。他们应该逐步升级所有这些。我所在地区的当地燃气公司正在不断地重建他们的系统,以升级和更换旧设备。

      不过,改用全电动汽车会带来新的问题需要处理。天下没有免费的午餐。就我个人而言,我认为尝试让更多的交通工具使用电力比试图关闭天然气更有益。汽车可以很容易地设置在夜间充电,当有多余的电力容量时,无论是发电还是配电,这是现成的技术。与汽车中相对低效的汽油发动机相比,由于电动系统的规模,这种方式也有更大的整体效率提升。

      这些都是需要处理的复杂问题。要做很多权衡。关键是要选对人。

      比尔

      1. 专家成员
        Dana多赛特||# 13

        “新英格兰确实有一些非常老旧的天然气基础设施,可能需要更新。”

        让它……可能需要退役。”更新它的成本足够高,而且新英格兰地区已经承诺的脱碳时间表足够短,以至于该地区更新的天然气配电网几乎肯定会在偿还之前成为“搁浅资产”。将这笔资金用于更多的分布式可再生能源和电网互联是纳税人资金的更好支出。

        在纽约的一些地区,燃气公用事业公司为地源热泵提供回扣,以取代现有的燃气使用,以避免升级配电网的成本:

        https://www.greentechmedia.com/articles/read/can-non-pipeline-alternatives-curb-new-yorks-rising-natural-gas-demand#gs.YSCgxMY

        没有足够的发电能力来取代用于供暖的天然气。

        不是现在,但是新可再生能源的生命周期成本比升级天然气基础设施要便宜,而且即使在新英格兰地区零售电价最高的地区,使用冷气候热泵供暖的成本也已经与天然气成本相当。如果天然气基础设施升级的成本转嫁给天然气纳税人,那么使用热泵和新可再生能源供暖的成本将低于天然气。具体的数字是相当模糊的,因为从各个方面都有很多玫瑰色的眼镜,但是马萨诸塞州的司法部长在拒绝天然气基础设施的建议方面做了很多数学计算。马萨诸塞州州长贝克(R)一直支持输电和可再生能源,至少对天然气行业的论点持怀疑态度,这一切都是在马萨诸塞州能源部长马特·比顿的指导下进行的,马特·比顿住在他设计并建造的被动式房屋里,用一辆2.5吨的三菱汽车加热和冷却。

        在升级天然气基础设施所需的时间和资金上,可以(也可能会)有足够的发电量和电网容量来管理向主要电力供暖和主要电力运输的过渡。

        新英格兰地区目前过度依赖天然气发电,约占iso -新英格兰独立电网运营商地区年发电量的一半,但到2030年,随着MA/CT/RI跟进海上风电和与加拿大水力发电的输电线路连接,这种情况几乎可以保证会改变。实际上是新英格兰南部的政策推动了该地区的人口数量——相对而言,在VT/NH/ME,与MA/CT/RI相比,“没有人住在那里”。(仅CT的人口就超过了新英格兰北部,MA + RI的人口是CT的两倍多。)

        也就是说,既然LePage不会在缅因州否决一些事情,那么该州对更多陆上风能和太阳能的被压抑的需求可能会向前发展。两党支持可再生能源的立法政策议程被州长的两届LePage阻挠。缅因州的陆上风电有几个项目正在等待,目标是MA市场。

        新罕布什尔州向民主党主导的立法机构的转变(在新罕布什尔州是罕见的)可能也会迅速转向更有利于可再生能源的政策,尽管最新的苏努努(R)王朝在州长办公室:

        https://energynews.us/2018/11/29/northeast/new-hampshire-democrats-look-to-override-governor-on-clean-energy/

        在接下来的十年里,新英格兰将在电网资源、电网灵活性和电网容量方面看到一些相当巨大的变化。没有什么真正值得担心的,关于用电力为房屋和建筑物供暖的能力,或者该地区部分天然气电网的退役。

        关于净效率:即使在平均COP为2的情况下(大约是寒冷气候热泵在0华氏度时提供的热量)和一个全联合循环的天然气电网,用电加热和冷凝气体加热所消耗的燃料也大致相同。在季节平均COP为3或更多(典型的,如果大小合适)时,用热泵加热所需的天然气更少。但如前所述,过度依赖天然气发电(和供热)以及升级/修复天然气产能的高昂费用意味着,坚持使用可再生能源的成本更低。即使是现在,在电网峰值期间,化石燃料燃烧也只达到了地区能源的2/3,而且在夏季,由于光伏发电的吸收,以及在冬季,由于风力发电的增加(冬季比夏季有更多的可用资源),这一比例正在下降。但海上风电将真正改变游戏规则。

  4. Peter L||# 7

    西风,

    你说:
    “天然气不会污染土壤和水,它会逃逸到大气中(这是另一种问题)。”

    忧思科学家联盟表示:
    天然气的钻井和开采以及管道运输会导致甲烷的泄漏,甲烷是天然气的主要成分,在100年的时间里,甲烷的吸热能力是二氧化碳的34倍,在20年的时间里,甲烷的吸热能力是二氧化碳的86倍。初步研究和实地测量表明,这些所谓的“逃逸”甲烷排放量占生命周期总排放量的1%至9%。

    天然气的生命周期温室气体排放量是否低于煤炭和石油,取决于假设的泄漏率、不同时间框架内甲烷的全球变暖潜势、能量转换效率和其他因素。最近的一项研究发现,在20年或更短的时间内,天然气发电厂的生命周期排放量要低于新建煤电厂,甲烷损失量必须保持在3.2%以下。如果在汽车中燃烧天然气要产生哪怕是微乎其微的效益,那么与柴油和汽油相比,甲烷的损失必须分别保持在1%和1.6%以下。

    天然气钻探和水力压裂对环境的破坏又如何呢?这包括污染地下水和地表水。

    1. 特雷弗·查德威克||# 12

      你在质疑西风的说法,即从管道泄漏的天然气不会污染土壤和水,你还引用了一段话,说泄漏的天然气不会污染土壤和水,哈哈
      天然气一直都有,也将永远会继续泄漏到大气中。我宁愿我们把它收集起来,用来加热和发电,而不是让它白白浪费。

  5. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 9

    彼得•L
    正如Malcolm指出的,我写过关于这个话题的文章(“天然气管道正在泄漏”).

    总的来说,你是在向唱诗班说教。大多数绿色建筑者都同意你的观点:如果你关心全球变暖,你应该建造一座全电动的房子。

    1. Peter L||# 10

      马丁,

      为什么Jon R和Zephyr争论支持天然气?

      1. GBA编辑器
        马丁Holladay||# 11

        彼得•L
        我不确定他们是——当然,我相信他们可以为自己说话。

        我当然同意Jon和Zephyr的观点,反对天然气的主要论点与爆炸或居住危险无关,因为这些危险并不明显比天然气更严重。相反,这个论点与灾难性的气候变化有关。

        如果人类想要避免气候变化带来的最坏后果——有充分的证据表明我们不会——我们将需要在电力基础设施上进行大量投资(因为我们正在向全可再生能源的未来过渡),也需要在天然气基础设施上进行大量投资(以安全密封所有泄漏并逐步关闭所有管道)。

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