【專題探索】環境保護：淺論頁岩氣開發對環境之影響
簡奕寬 (2014/07/08) 《台經月刊第37卷第7期》
頁岩氣開發與溫室氣體排放
天然氣之主要成分即為甲烷，其他成分尚包括若干烴類、二氧化碳、氮氣等，其成分會依產區或種類之不同而有差異。一般而言，不論是頁岩氣或傳統天然氣，甲烷的成分大多在85%以上(Bullin, 2008)，而甲烷本身即為一種溫室氣體，燃燒甲烷後所產生的二氧化碳也是，雖然燃燒天然氣所排放之二氧化碳較燃燒煤炭為少，但考慮頁岩氣較高的開採難度與所需的基礎設施，仍有必要對整體產業進行管控。
以頁岩氣的燃燒使用而言與傳統天然氣差異不大，故本文即以頁岩氣開發（不含終端使用，即所稱precombustion）各階段所生的溫室氣體為探討主題。
頁岩氣開發與水資源保護
由於頁岩的滲透率相當低，氣體開採過程需要以大量的水（混合其他材料以成為水力壓裂的壓裂液）壓裂頁岩層使氣體散出，此外水也用來冷卻鑽頭及帶出碎石，根據鑽探深度及頁岩滲透率的不同，一口井需要770~3,800萬公秉的水(NYSDEC, 2011)。
為開採頁岩氣，每口氣井進行的鑽井與水力壓裂工程便需要數百萬加侖的水，並且以目前技術的限制，不使用水力壓裂即無法使頁岩氣開採具有經濟上效益，因此在使用大量水的同時，保護當地的水資源也是同等重要的任務。
頁岩氣開發各階段所生之溫室氣體
Broderick、Burnham與Jiang等多數研究均認為，頁岩氣雖然在生產過程中會逸漏相當數量的甲烷，但考慮燃燒後相較煤炭而言其整體溫室氣體(GHG)排放是較低的，惟有少數研究(Howarth, 2011)指出，在發電用途頁岩氣的整體碳足跡高於煤炭。頁岩氣開發階段所排放之GHG分為幾個重點，本文以表格分述探討，而排放估計欄的單位為噸二氧化碳當量／井(tCO2e per well)：
（一）探勘與場址準備
探勘(Exploration)分為兩個階段，第一個階段包含鑽多個試驗井並抽取氣體樣本，第二個階段則包含流體測試，找出進行水力壓裂的甜蜜點；而場址準備(Site Preparation)則包含整地、開通便道、鑽孔機的架設與卸除等，此階段關於GHG排放的資訊並不多（表1），咸認為在整體生命週期評估(Life-Cycle Assessment)下，探勘所排放的GHG占整體比例並不顯著(MacKay & Stone, 2013)，但與探勘相關的排放數據較少，缺乏有力證據可資確認。
頁岩氣、環境影響、水力壓裂、溫室氣體排放、甲烷洩漏、水資源管理、碳足跡、污染防治、能源永續、環境治理
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