ก๊าซธรรมชาติ พระเอกหรือวายร้าย - National Geographic Thailand

ก๊าซธรรมชาติ พระเอกหรือวายร้าย

ก๊าซธรรมชาติ ทำให้บ้านเรือนอบอุ่น แต่หากปล่อยให้รั่วไหล จากบ่อขุดเจาะ หรือทวีปอาร์กติก ที่กำลังละลาย โลกทั้งใบคงร้อนขึ้น

แสงสุดท้ายของอาทิตย์อัสดงลอดผ่านดงสนสปรูซที่มีหิมะปกคลุมตามริมฝั่งทะเลสาบโกลด์สตรีมนอกเมืองแฟร์แบงส์ รัฐอะแลสกา เหนือท้องทะเลสาบ  แคทีย์  วอลเตอร์  แอนโทนี  นักนิเวศวิทยาจากมหาวิทยาลัยอะแลสกาแฟร์แบงส์  เพ่งมองแผ่นนํ้าแข็งสีดำคลํ้าใต้เท้าของเธอ  และพรายฟองสีขาวที่ถูกกักอยู่ข้างในซึ่งมีทั้งเล็กและใหญ่ซ้อนกันหลายชั้นแผ่ออกไปทุกทิศทาง  วอลเตอร์  แอนโทนีคว้าเหล็กเจาะนํ้าแข็งหนักอึ้ง  ขณะที่นักศึกษาปริญญาโทอีกคนจุดไม้ขีดรอไว้เหนือฟองอากาศขนาดใหญ่ฟองหนึ่ง  วอลเตอร์  แอนโทนีกระแทกเหล็กเจาะนํ้าแข็งลงไป

ก๊าซที่พุ่งออกมาติดไฟพึ่บจนเธอผงะถอยหลัง “งานของฉันต้องบอกว่าเป็นเผือกร้อนดีๆ นี่เอง ก็เล่นกับไฟตลอดเวลานี่คะ” วอลเตอร์  แอนโทนีบอกทั้งรอยยิ้ม

เปลวไฟยืนยันว่าพรายฟองเหล่านั้นคือมีเทน ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของก๊าซธรรมชาติ  วอลเตอร์  แอนโทนี ใช้การนับและวัดเพื่อคะเนปริมาณก๊าซมีเทนที่ผุดขึ้นมาจากทะเลสาบนับล้านแห่งที่ตอนนี้กินพื้นที่เกือบหนึ่งในสามของภูมิภาคอาร์กติก  ในช่วงหลายสิบปีที่ผ่านมาทวีปอาร์กติกอบอุ่นขึ้นเร็วกว่าพื้นที่ส่วนอื่นของโลกอย่างมาก และเมื่อชั้นดินเยือกแข็งคงตัว (permafrost) ละลาย ทะเลสาบเดิมก็ขยายตัว  ขณะที่ทะเลสาบใหม่ๆก่อตัวขึ้น ฟองมีเทนผุดจากพื้นเลนก้นทะเลสาบในลักษณะที่ยากจะ ระบุปริมาณได้  ต้องรอให้นํ้าในทะเลสาบเริ่มจับตัวแข็งในฤดูใบไม้ร่วง  จึงพอจะเห็นภาพคร่าวๆของการปล่อยมีเทนจากทะเลสาบแต่ละแห่งได้

ยางไม้, ปลวก, อำพัน,
ยางไม้ที่ห่อหุ้มตัวปลวกด้านบนไว้ก่อนจับตัวแข็งเป็นอำพัน เก็บฟองมีเทนจากของเสียของปลวก (ที่เห็นเป็นฟองผุดจากก้นปลวก) ไว้ภายในด้วยปลวกกับจุลินทรีย์ย่อยเนื้อไม้ที่อยู่ในลำไส้ ปล่อยมีเทนปีละหลายล้านตัน

วอลเตอร์  แอนโทนีเดินบนนํ้าแข็งเหล่านั้น ไม่ว่าจะ เป็นในอะแลสกา  กรีนแลนด์  หรือไซบีเรีย  เธอเล่าว่า ทะเลสาบบางแห่งมี “จุดร้อน” ที่ฟองมีเทนหนาแน่นจนนํ้าไม่สามารถจับตัวแข็งได้  ทำให้เกิดเป็นโพรงเปิดขนาดใหญ่ “แต่ละวันโพรงเล็กๆ โพรงหนึ่งอาจปล่อยมีเทนมากถึง 10 หรือ 30 ลิตร และปล่อยออกมาแบบนี้ทั้งปีค่ะ”  เธอว่า ”ทีนี้คุณต้องไม่ลืมว่าจุดร้อนแบบนี้มีเป็นร้อยๆจุด และ ทะเลสาบแบบนี้ก็มีอยู่นับล้านๆแห่ง”

การปล่อยมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศของทะเลสาบเหล่านี้ ยิ่งเป็นการซํ้าเติมปัญหาโลกร้อน มีเทนคือก๊าซเรือนกระจก ที่ทรงอานุภาพชนิดหนึ่ง  ที่ผ่านมาเราให้ความสำคัญกับ คาร์บอนไดออกไซด์ในฐานะก๊าซเรือนกระจกหลัก  แต่ถ้า เทียบในปริมาณเท่าๆกันแล้ว  มีเทนจะกักเก็บความร้อน ได้มากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์อย่างน้อย 25 เท่า  เว้นแต่ เราจะจุดไฟเผาเพื่อให้มันเข้าสู่บรรยากาศในรูปของก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์

เชื้อเพลิง, ระเบิด, ก๊าซธรรมชาติ, มีเทนไฮเดรต
เชื้อเพลิงแห่งอนาคตหรือระเบิดทำลายภูมิอากาศกันแน่: ก้อนมีเทนไฮเดรตซึ่งดูเหมือนนํ้าแข็งนี้ละลายที่อุณหภูมิห้อง และภายใต้แรงดันที่ระดับทะเลพร้อมกับปล่อยก๊าซติดไฟได้ออกมา มีเทนไฮเดรต จะเสถียรก็ต่อเมื่ออยู่ใต้พื้นสมุทรหรือใต้ชั้นดินเยือกแข็งคงตัวของทวีปอาร์กติก

นั่นคือภาคผู้ร้ายของก๊าซที่มีสองโฉมหน้า ทุกวันนี้ เราใช้มีเทนปริมาณมหาศาล  ตลอดช่วงทศวรรษที่ผ่านมา เทคโนโลยีการขุดเจาะก๊าซด้วยแรงดันนํ้า (hydraulic fracturing) หรือที่เรียกสั้นๆว่า “แฟรกกิ้ง” (fracking) เอื้อให้บริษัทขุดเจาะก๊าซในสหรัฐฯสามารถสูบก๊าซธรรมชาติจากหินดินดานได้ลึกมากกว่าที่เคย  ปริมาณก๊าซธรรมชาติสำรองจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก  ส่งผลให้ราคาดิ่งลง  ปัจจุบันเทคโนโลยีแฟรกกิ้งแพร่หลายไปทั่วโลกและกำลังเป็นประเด็นขัดแย้ง  ความนิยมในการใช้ก๊าซธรรมชาติที่พุ่งสูงขึ้นทำลายภูมิทัศน์และแหล่งนํ้า  แต่ก็มีข้อดีต่อสิ่งแวดล้อมบางประการ  ก๊าซธรรมชาติจัดเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดกว่าถ่านหินมาก  การที่โรงไฟฟ้าในสหรัฐฯเปลี่ยนจากถ่านหินมาใช้ก๊าซธรรมชาติที่มีราคาถูกกว่าคือส่วนหนึ่งที่ทำให้การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากเชื้อเพลิงฟอสซิลของสหรัฐฯ ลดลงเมื่อปีที่แล้ว  แม้ว่าทั่วโลกยังสร้างสถิติใหม่อีกครั้ง

ปัญหาก็คือการปล่อยก๊าซมีเทนกำลังเพิ่มขึ้น  วอลเตอร์ แอนโทนีชี้ว่า  สิ่งที่ผุดขึ้นจากทะเลสาบในอาร์กติกกำลัง ก่อปัญหา  เพราะบางส่วนดูเหมือนไม่ได้เกิดจากชั้นโคลนก้นทะเลสาบ  แต่มาจากแหล่งธรณีวิทยาใต้ดินลึกลงไปอย่างชั้นดินเยือกแข็งคงตัว  ซึ่งเชื่อว่ากักเก็บมีเทนไว้ในปริมาณสูงกว่ามีเทนในบรรยากาศปัจจุบันหลายร้อยเท่า กระนั้น การปล่อยมีเทนส่วนใหญ่ในทุกวันนี้มาจากภูมิภาคที่อยู่ในละติจูดตํ่าลงมา  และมักเกี่ยวข้องกับกิจกรรมของมนุษย์โดยตรง  เช่น  มีเทนปริมาณมากขึ้นดูเหมือนกำลังรั่วไหลจากบ่อและท่อส่งก๊าซ  โลกจะร้อนขึ้นเพียงใดในศตวรรษนี้  ส่วนหนึ่งจึงขึ้นอยู่กับว่าเราสามารถดักจับมีเทน และใช้เป็นแหล่งพลังงานสะอาดได้เท่าไร  และปล่อยให้รั่วไหลสู่บรรยากาศโดยรู้เท่าไม่ถึงการณ์มากแค่ไหน

ก๊าซธรรมชาติ
เส้นสีนํ้าเงินบนแผนที่สามมิตินี้คือบ่อก๊าซในหินดินดาน ข้อมูลที่รวบรวมได้จากการวัดแรงไหวสะเทือนช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ประจำสำนักงานใหญ่ของบริษัทเชสพีกเอเนอร์จีใน โอคลาโฮมาซิตีเลือกจุดที่ดีที่สุดในการขุดเจาะก๊าซบ่อทั่วไปจะดิ่งลึกลงไป 2.4 กิโลเมตร จากนั้นจะหักศอกตัดผ่านชั้นหินดินดานในแนวราบ

มีเทนคือสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่เล็กที่สุด  โดย ประกอบด้วยคาร์บอนหนึ่งอะตอมและไฮโดรเจนสี่อะตอมจุลินทรีย์จะผลิตมีเทนเมื่อกินหรือย่อยสลายซากพืชภายใต้ สภาพแวดล้อมที่เปียกชื้นและมีออกซิเจนตํ่า  นี่คือแหล่งที่มาของมีเทนที่ผุดขึ้นจากทะเลสาบโกลด์สตรีม  หนองบึงทั่วไป  ไร่นาที่มนุษย์เพาะปลูก  พื้นที่ฝังกลบขยะ  และบ่อปฏิกูลต่างๆ  รวมทั้งจากกระเพาะของวัว  ควาย  และสัตว์เคี้ยวเอื้องอื่นๆ  ปลวกก็ปล่อยมีเทนไม่ใช่น้อยเช่นกัน

ทว่าก๊าซธรรมชาติส่วนใหญ่ที่เรานำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงไม่ได้เกิดจากจุลินทรีย์  แต่เกิดจากความร้อนและแรงดัน ใต้ดิน  เช่นเดียวกับนํ้ามันและถ่านหิน  และมักพบในแหล่งเดียวกันด้วย  สำหรับเหมืองถ่านหิน  มีเทนคือก๊าซอันตรายที่อาจก่อให้เกิดการระเบิด  ขณะที่แหล่งขุดเจาะนํ้ามันมองว่า มีเทนคือผลพลอยได้น่ารำคาญที่ต้องเผาทิ้ง  หรือแย่กว่านั้นคือปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศโดยตรง  ครั้นเมื่อท่อส่งนํ้ามันที่สร้างขึ้นในช่วงอุตสาหกรรมก่อสร้างเฟื่องฟูหลังสงครามโลกครั้งที่สองเอื้อให้การขนส่งก๊าซทำได้ง่ายขึ้น  ธุรกิจพลังงาน จึงเริ่มใช้ประโยชน์จากแหล่งก๊าซธรรมชาติขนาดใหญ่ในพื้นที่อย่างรัสเซีย  กาตาร์  และอิหร่าน

สหรัฐฯ ผลิตก๊าซธรรมชาติส่วนใหญ่ได้เอง  แต่กำลังการผลิตถึงจุดสูงสุดเมื่อปี 1973  พอถึงปี 2005  ก๊าซธรรมชาติก็ดูเหมือนร่อยหรอลง  แต่แล้วเทคโนโลยีแฟรกกิ้ง กลับช่วยพลิกสถานการณ์  นับตั้งแต่ปี 2005  การผลิตก๊าซจากหินดินดานที่อยู่ลึกลงไปเพิ่มขึ้นกว่าสิบเท่า  และตอนนี้ก็คิดเป็นสัดส่วนเกินหนึ่งในสามของกำลังการผลิตก๊าซธรรมชาติทั้งหมด  กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ  หรือดีโออี (Department of Energy: DOE) คาดการณ์ว่า สหรัฐฯ จะส่งออกก๊าซธรรมชาติได้มากกว่านำเข้าภายในสิบปีนี้

มีเทน, ก๊าซธรรมชาติ, ก๊อกน้ำ
มีเทนที่ส่งเสียงฟู่จากก๊อกนํ้าของเชอร์รี วาร์กสัน มีปริมาณมากจนเธอจุดไฟได้เหมือนเตาอบ เธอเล่าว่า การปนเปื้อนเริ่มขึ้นหลังบริษัทเชสพีก เอเนอร์จีเริ่มขุดเจาะไร่ของเธอในรัฐเพนซิลเวเนียบริษัทปฏิเสธความรับผิดชอบ “ฉันต้องเปิด หน้าต่างประมาณสามบานไว้ตลอดปีเพื่อไม่ให้บ้านระเบิดตูมตามขึ้นมาค่ะ” วาร์กสันบอก

ตัวเลขคาดการณ์ปริมาณก๊าซธรรมชาติในหินดินดาน และระยะเวลาที่เราสามารถใช้ประโยชน์จากความมั่งคั่งนี้ แตกต่างกันอย่างมากในแต่ละสำนัก  นักวิจารณ์บางคนเชื่อว่า  ความเฟื่องฟูนี้ไม่ต่างจากฟองสบู่ที่ไม่ช้าคงแตกออกและซาลงในที่สุด  แต่กระทรวงพลังงานสหรัฐฯยังคงคาดการณ์ว่า  กำลังการผลิตก๊าซธรรมชาติของสหรัฐฯจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว  และก๊าซธรรมชาติจากหินดินดานจะคิดเป็นสัดส่วนถึงครึ่งหนึ่งของกำลังการผลิตทั้งหมดภายในปี 2035

นอกจากนี้  หินดินดานใต้ชั้นดินลึกยังไม่ใช่แหล่งมีเทนแหล่งสุดท้าย  กระทรวงพลังงานสหรัฐฯและอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกำลังพยายามหาวิธีใช้ประโยชน์จากแหล่งก๊าซธรรมชาติที่ใหญ่ที่สุดในโลก  นั่นคือมีเทนไฮเดรต (methane hydrate) ที่แข็งตัวอยู่ใต้พื้นที่อันกว้างใหญ่ไพศาลของก้นสมุทรและชั้นดินเยือกแข็งคงตัวในอาร์กติก หากมองภาพรวมทั่วโลกแล้ว  มีเทนไฮเดรตอาจให้พลังงานมากกว่าแหล่งเชื้อเพลิงฟอสซิลทั้งหมดรวมกันเสียอีก  แต่การสกัดมีเทนจากมีเทนไฮเดรตไม่ใช่เรื่องง่าย  เพราะมีเทน แต่ละโมเลกุลถูกกักอยู่ในวงล้อมของโมเลกุลนํ้า  และมีสถานะเสถียรภายใต้ความดันสูงและอุณหภูมิตํ่าเท่านั้น การเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมแม้เพียงเล็กน้อยอาจทำให้วงล้อมของโมเลกุลนํ้าแตกสลาย  และมีเทนที่หลุดรอดออกมาจะมีปริมาตรมากขึ้นถึง 164 เท่า

นักภูมิอากาศวิทยาวิตกว่า  ภาวะโลกร้อนอาจทำลายเสถียรภาพของชั้นมีเทนไฮเดรตไม่ว่าจะอยู่บนผืนแผ่นดิน หรือใต้พื้นสมุทร  จนเกิดการปล่อยมีเทนครั้งใหญ่ที่อาจทำให้ภาวะโลกร้อนลุกลามใหญ่โต  นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่า  หายนะจากการปล่อยมีเทนอย่างรวดเร็วอาจเกิดขึ้นในหนึ่งชั่วอายุคน  และอุณหภูมิโลกจะพุ่งพรวด

ขวดแก้ว
ขวดแก้วใบเล็กมีปริมาณมีเทนมากเท่าขวดใบใหญ่ โดยอยู่ในรูปของผง ไม่ใช่ก๊าซ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยลิเวอร์พูลซึ่งเป็น ผู้คิดค้นผงมีเทนไฮเดรตคิดว่านี่อาจกลายเป็นวิธีที่สะดวกในการจัดเก็บและขนส่งก๊าซธรรมชาติในอนาคต

ความเข้มข้นของมีเทนในบรรยากาศสูงขึ้นเกือบ 160 เปอร์เซ็นต์นับตั้งแต่ยุคก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม  โดยสูงถึง 1.8 ส่วนต่อล้านส่วน (หรือพีพีเอ็ม)  ในช่วงสองสามปีระหว่างปี1999 ถึง 2006  ตัวเลขดูเหมือนจะคงที่ นักวิจัยบางคนยกความดีความชอบให้ชาวนาในเอเชียที่เริ่มปล่อยนํ้าออกจากนาในช่วงฤดูเพาะปลูกเพื่ออนุรักษ์นํ้าซึ่งช่วยลดการปล่อยมีเทนลงด้วย  แต่นับจากปี 2006  ระดับมีเทนในบรรยากาศกลับเพิ่มสูงขึ้นอีก  ผู้สังเกตการณ์หลายคนเชื่อว่า  จำนวนบ่อก๊าซที่ขุดเจาะหินดินดานลึกซึ่งเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาเดียวกันไม่ใช่เรื่องประจวบเหมาะ

หมวดหินดินดานใหญ่ที่สุดในสหรัฐฯ คือมาร์เซลลัส (Marcellus) ซึ่งอยู่ลึกลงไปใต้เทือกเขาแอปพาเลเชียน ราวสองกิโลเมตร  โดยทอดตัวเป็นแนวโค้งจากรัฐเวสต์ เวอร์จิเนียผ่านโอไฮโอและเพนซิลเวเนียไปจนถึงนิวยอร์ก ช่วงที่ผ่านเพนซิลเวเนียนั้นภูมิทัศน์งดงามด้วยเนินเขาลูกระนาดและทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์  ส่วนทางตะวันตกเฉียงเหนือก็อุดมไปด้วยผืนป่า

ทุกวันนี้  รถบรรทุกวิ่งเข้าออกไม่ขาดสายไปบนถนนสองเลนที่คดเคี้ยว เนินดินหน้าตัดใหม่ๆขนาด 20,000 ตารางเมตรที่เกิดจากการไถปราบผืนป่าหรือพื้นที่เกษตรกระจายอยู่เป็นหย่อมๆ  แต่ละแห่งจะมีปั้นจั่นขุดเจาะนํ้ามันตั้งอยู่คราวละสองถึงสามสัปดาห์  โดยมีรถบรรทุกและรถพ่วงจอดรายรอบ  นํ้าเสียจากบ่อขุดเจาะใหม่ๆ จะไหลลงรถบรรทุกหรือบ่อเกรอะที่กรุด้วยพลาสติกสีเข้มเพื่อป้องกันการปนเปื้อน  ไม่ช้าปั้นจั่นขุดเจาะก็หายไป  แต่บ่อเหล่านั้นยังคงอยู่และเชื่อมต่อกับระบบท่อส่งถาวรใหม่ๆ ถังบรรจุก๊าซธรรมชาติเหลว  และสถานีเพิ่มความดันก๊าซภูมิทัศน์ของเพนซิลเวเนียเปลี่ยนไปมากนับตั้งแต่ปี 2008

ก๊าซธรรมชาติ, เครื่องปฏิกรณ์, ก๊าซชีวภาพ
ถ้าใส่เต็มพิกัด เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพขนาดใหญ่เครื่องใหม่ของเมืองคริสเตียนสตัด จุกากตะกอนได้ 6 ล้านลิตร

ความเฟื่องฟูของเทคโนโลยีแฟรกกิ้งย้อนกลับไปถึงทศวรรษ 1980 ในรัฐเทกซัส  ที่ซึ่งจอร์จ  มิตเชลล์ “นักล่านํ้ามัน” เริ่มสำรวจหมวดหินดินดานบาร์เนตต์ เรารู้มานานแล้วว่า  หินดินดานสีดำหรือชั้นโคลนอัดแน่นของทะเลโบราณคือหมวดหินอันเป็นแหล่งกำเนิดของนํ้ามันปิโตรเลียม  ทว่าตลอดระยะเวลาอันยาวนานของธรณีกาล  นํ้ามันและก๊าซธรรมชาติส่วนใหญ่ไหลไปสะสมอยู่ตามรูพรุนและโพรงในหินทรายซึ่งอุตสาหกรรมนํ้ามันเลือกไปตั้งบ่อขุดเจาะ  บ่อที่ตั้งอยู่บนหินดินดานให้ผลผลิตตํ่า  เพราะเนื้อหินแน่นเกินไปจนก๊าซไหลผ่านได้ยาก

วิธีแก้ปัญหาของมิตเชลล์ซึ่งพัฒนาขึ้นในช่วง 20 ปี โดยมีกระทรวงพลังงานสหรัฐฯให้การสนับสนุน กลายเป็นสูตรสำเร็จที่นำไปสู่ความแพร่หลายของเทคโนโลยีขุดเจาะก๊าซด้วยวิธีแฟรกกิ้ง  โดยเริ่มจากการขุดเจาะลงไปจนถึงชั้นหินดินดาน  แล้วทะลวงหินออกไปในแนวราบเป็นระยะทางราว 1.6 กิโลเมตร  เพื่อเปิดพื้นที่ให้ก๊าซจากหินดินดานที่อยู่รอบๆ ไหลเข้าสู่บ่อ (แนวดิ่ง) มากขึ้นจากนั้นจึงทำการอัดฉีดนํ้าหลายล้านลิตร  สารเคมีหล่อลื่นและทรายภายใต้แรงดันสูงลงไปเพื่อทำให้หินแตกออกส่งผลให้มีเทนไหลเข้าสู่บ่อ

ก๊าซจากบ่อที่ขุดเจาะด้วยวิธีแฟรกกิ้งเหล่านี้ทำให้ผู้บริโภคได้ประโยชน์  ครัวเรือนร้อยละ 55 ในสหรัฐฯ ใช้ความร้อนจากก๊าซ  และราคาในช่วงฤดูหนาวปีที่แล้วก็ลดลงตํ่าสุดในรอบสิบปี  ความเฟื่องฟูนี้ทำให้ธุรกิจในเพนซิลเวเนียฟื้นตัวขึ้น  โดยช่วยสร้างงานราว 18,000 ตำแหน่ง  และรายได้จากสัญญาเช่า  ตลอดจนค่าภาคหลวงหลายล้านดอลลาร์สหรัฐ  แต่นับจากนั้นเป็นต้นมา  เจ้าของที่ดินบางรายที่ให้บริษัทก๊าซเช่าที่กลับต้องคิดหนัก

ก๊าซมีเทน, เครื่องใน
เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพซึ่งส่วนใหญ่เป็นเครื่องในหมูจากโรงฆ่าสัตว์ในภูมิภาคใบพัดที่เห็นจะกวนของเสียอินทรีย์เพื่อให้ จุลินทรีย์ย่อยสลายได้ง่ายขึ้น กระบวนการดังกล่าวก่อให้เกิดก๊าซมีเทน

เชอร์รี  วาร์กสัน คือหนึ่งในนั้น  เมื่อปี 2008  บริษัท เชสพีกเอเนอร์จีเริ่มขุดเจาะฟาร์มโคนมเนื้อที่เกือบ 500 ไร่ ของครอบครัวเธอที่เมืองแกรนวิลล์ซัมมิต  รัฐเพนซิลเวเนีย พอถึงเดือนมิถุนายน ปี2010  วาร์กสันเปิดก๊อกนํ้าในครัว และพบสิ่งที่เธอคิดว่าเป็นลมดันออกมา  ผลการทดสอบชี้ว่า  นํ้าก๊อกปนเปื้อนก๊าซมีเทนสูงกว่าปริมาณที่ถือว่าเสี่ยงต่อการระเบิดถึงสองเท่า  ทางบริษัทจึงจัดหานํ้าดื่มบรรจุขวดให้เธอนับแต่นั้น  แต่ก็ยังไม่วายโต้ว่าการปนเปื้อนถือเป็นเรื่องปกติที่เกิดขึ้นได้ในกระบวนการแฟรกกิ้ง ขณะเดียวกันเงินค่าภาคหลวงรายเดือนที่วาร์กสันได้รับก็ลดลงจากพันกว่าดอลลาร์สหรัฐเหลือไม่ถึง 100 ดอลลาร์ สหรัฐ  เมื่อผลผลิตที่ได้จากบ่อมีปริมาณลดลง

ข้อโต้แย้งหลักที่อุตสาหกรรมก๊าซธรรมชาติใช้เพื่อสร้างความเชื่อมั่นให้สาธารณชนที่วิตกกังวลก็คือ  ปกติแล้ว หินดินดานจะอยู่ลึกกว่าชั้นหินอุ้มนํ้าหลายร้อยเมตร  ดังนั้น การปนเปื้อนไม่ว่าจะเกิดจากก๊าซในหินดินดานหรือนํ้าเสีย จากกระบวนการแฟรกกิ้งจึงไม่น่าเป็นไปได้ในเชิงกายภาพ แม้จะฟังดูสมเหตุสมผล  แต่ก็ไม่มีใครกล้าฟันธง  เมื่อไม่นานมานี้นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยดุ๊กรายงานการพบ หลักฐานยืนยันว่า  ของเหลวบางส่วนแม้จะไม่ได้เกิดจาก กระบวนการแฟรกกิ้งได้เคลื่อนตัวจากหมวดหินดินดาน มาร์เซลลัสขึ้นสู่ชั้นหินด้านบนตามรอยแยกธรรมชาติ

ในการศึกษาก่อนหน้านี้  นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยดุ๊ก เก็บตัวอย่างจากบ่อนํ้าส่วนบุคคล 60 แห่งทางตะวันออก เฉียงเหนือของเพนซิลเวเนีย  และไม่พบร่องรอยของเหลว ที่เกิดจากกระบวนการแฟรกกิ้ง  แต่พบระดับมีเทนเฉลี่ย สูงกว่าปกติ 17 เท่าในบ่อที่อยู่ใกล้แหล่งขุดเจาะ  และยังพบด้วยว่ามีเทนบางส่วนมีลักษณะเฉพาะทางเคมีเหมือนก๊าซในหินดินดาน  พวกเขาสันนิษฐานว่าก๊าซอาจไหลเข้า สู่ชั้นหินอุ้มนํ้าตื้นๆผ่านทางรอยรั่วบริเวณแนวกรุบ่อก๊าซ กระทรวงอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมหรือดีอีพี (Department of Environmental Protection: DEP) ของเพนซิลเวเนียสั่งปรับบริษัทก๊าซหลายแห่งที่จัดการนํ้าเสียจากกระบวนการ แฟรกกิ้งผิดพลาดจนเกิดการปนเปื้อนลงสู่ลำธารและแม่นํ้า

ก๊าซชีวภาพ, ก๊าซธรรมชาติ
เมืองคริสเตียนสตัดใช้ก๊าซชีวภาพในการผลิตไฟฟ้าและความร้อน รวมทั้งเป็นเชื้อเพลิงรถยนต์ รถเก็บขยะ ของเทศบาล และรถประจำทาง (ล่าง) โรงกลั่นสองโรงผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพได้เพียงพอที่จะทดแทนนํ้ามันปีละ 4 ล้านลิตร

ในเพนซิลเวเนียและที่อื่นๆ  การขุดเจาะก๊าซในหินดินดานรุดหน้าไปไกลกว่าความพยายามในการทำความเข้าใจและจำกัดผลกระทบที่เกิดจากกิจกรรมดังกล่าวมาก กระนั้นก็ตาม  จนถึงขณะนี้  ผลกระทบของเทคโนโลยีดังกล่าวดูจะน้อยกว่าการทำเหมืองถ่านหินมาก  ซึ่งอย่างหลังทำให้เกิดการปนเปื้อนของแม่นํ้าลำธารอย่างหนักในเพนซิลเวเนีย  ขณะที่ยอดเขาหลายยอดในเวสต์เวอร์จิเนียถูกไถปราบจนราบ  และคนงานเหมืองถ่านหินในสหรัฐฯ ยังสังเวยชีวิตปีละหลายร้อยคนโดยส่วนใหญ่เกิดจากโรคปอดดำ (black lung disease)  การเปรียบเทียบนี้มีนัยสำคัญเพราะก๊าซธรรมชาติที่มีราคาถูกทำให้การใช้ถ่านหินลดลง  ย้อนหลังไปเพียงปี 2007  ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าเกือบครึ่งหนึ่งของสหรัฐฯ  แต่เมื่อเดือนมีนาคมที่ผ่านมา  สัดส่วนการใช้เชื้อเพลิงจากถ่านหินลดลงเหลือร้อยละ 34

ก๊าซธรรมชาติไม่เหมือนถ่านหินตรงที่เผาไหม้โดยไม่ปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์  ปรอท  หรือละอองธุลี สู่บรรยากาศ  และไม่มีขี้เถ้า  มิหนำซํ้ายังปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์เพียงแค่ครึ่งเดียว  รายงานเกี่ยวกับก๊าซเรือนกระจกที่สำนักงานพิทักษ์สิ่งแวดล้อมของสหรัฐฯ  หรือ อีพีเอ (Environmental Protection Agency: EPA) รวบรวมไว้ชี้ว่า  เมื่อปี2010  สหรัฐฯปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ตํ่ากว่าปี 2005 คิดเป็นปริมาณกว่า 400 ล้านตัน หรือลดลงร้อยละ 7

เว้นเสียแต่ว่ามีก๊าซมีเทนรั่วไหลสู่บรรยากาศมากเกินไป ขณะที่การปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ของสหรัฐฯ ลดลงใน ช่วงปี 2005 ถึง 2010  แต่การปล่อยก๊าซมีเทนกลับเพิ่มสูงขึ้น  อีพีเอชี้ว่าเมื่อถึงปี 2010  ตัวเลขที่เพิ่มขึ้นอาจเทียบเคียงกับศักยภาพในการก่อภาวะโลกร้อนเท่ากับการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ปีละ 40 ล้านตัน  ซึ่งหมายความว่า การปล่อยก๊าซมีเทนที่เพิ่มขึ้นทำให้ประโยชน์ที่เกิดจากการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หดหายไปร้อยละ 10

แม่วัว, วัว, ก๊าซมีเทน, ก๊าซธรรมชาติ
แม่วัวที่ศูนย์วิจัยอาหารแทกัสก์ในไอร์แลนด์ได้รับการติดตั้งอุปกรณ์บันทึกการเรอทุกครั้ง “แม่วัวคือห้องหมัก เดินได้ดีๆนี่เองครับ” แมตทิว เดตัน นักวิจัย บอก การเสริมไขมันในอาหารอาจลดการปล่อยมีเทนปริมาณมากของวัวเหล่านี้ได้

หากพิจารณาจากตัวเลขของอีพีเอแล้ว  วิธีการแฟรกกิ้ง ยังคงเป็นวิธีที่ดีสำหรับภูมิอากาศ (เมื่อเทียบกับการทำเหมือง ถ่านหิน)  แต่นักวิทยาศาสตร์บางคนเห็นต่างโดยบอกว่า อีพีเอประเมินการปล่อยมีเทนและที่สำคัญคือศักยภาพในการก่อภาวะโลกร้อนของโมเลกุลมีเทนแต่ละโมเลกุลตํ่ากว่าความเป็นจริง  พวกเขาแย้งว่า  มีเทนที่รั่วจากบ่อขุดเจาะท่อส่ง  เครื่องเพิ่มความดันก๊าซ  และถังเก็บ  ทำให้ก๊าซมีเทนจากหินดินดานส่งผลเสียต่อสภาพอากาศยิ่งกว่าถ่านหิน

กฎระเบียบใหม่ที่อีพีเอประกาศใช้ในปีนี้กำหนดให้อุตสาหกรรมก๊าซธรรมชาติต้องวัดและลดปริมาณการปล่อย ก๊าซมีเทนลง  การรั่วไหลสูงสุดจุดหนึ่งเกิดขึ้นเมื่อการขุดเจาะด้วยวิธีแฟรกกิ้งแล้วเสร็จ  และของเหลวภายใต้แรงดันสูงจากกระบวนการแฟรกกิ้งไหลย้อนกลับขึ้นไปในบ่อพร้อมกับมีเทน  กฎใหม่กำหนดให้บริษัทผลิตก๊าซเริ่มดักจับมีเทนดังกล่าวภายในปี2015

ผู้เชี่ยวชาญบางคนเห็นว่า  การดักจับมีเทนเป็นโอกาสอันดียิ่ง  โดยให้เหตุผลว่าทำได้ง่ายกว่าการควบคุมปริมาณ คาร์บอนไดออกไซด์เพื่อชะลอภาวะโลกร้อน  อย่างน้อยก็ในระยะสั้น  เพราะมีเทนเพียงน้อยนิดก็สร้างความแตกต่างใหญ่หลวงได้  และมีเทนยังเป็นเชื้อเพลิงลํ้าค่าอีกด้วย  ตัวอย่างเช่น  จีนซึ่งเป็นผู้ผลิตถ่านหินรายใหญ่ ปล่อยมีเทนปริมาณมหาศาลจากเหมืองเพื่อป้องกันการระเบิด  ในช่วงทศวรรษ 1990  สมัยที่มุฮัมมัด  เอล-อัชรี นักธรณีวิทยาชาวอียิปต์  เป็นผู้บริหารองค์กรสิ่งแวดล้อม โลก (Global Environment Facility) ที่องค์การสหประชาชาติและธนาคารโลกก่อตั้งขึ้น  เขาได้มอบเงิน 10 ล้านดอลลาร์สหรัฐให้โครงการต่างๆที่ผันมีเทนจากเหมือง หลายแห่งของจีนไปเป็นเชื้อเพลิงให้บ้านเรือนหลายพันหลังในย่านใกล้เคียง  เอล-อัชรีบอกว่า  ทั่วโลกมีโครงการเช่นนี้รอการสนับสนุนเงินทุนอยู่อีกหลายร้อยโครงการ

ก๊าซมีเทน
ทะเลสาบของอะแลสกาที่จับตัวแข็งในฤดูใบไม้ร่วงกักเก็บมีเทนที่ผุดขึ้นจากโคลนก้นทะเลสาบตลอดฤดูร้อนเอาไว้ และปล่อยสู่บรรยากาศในฤดูใบไม้ผลิ ขณะที่ชั้นดินเยือกแข็งคงตัวละลายอย่างต่อเนื่อง ทะเลสาบใหม่ๆ ก็เกิดขึ้นทั่วภูมิภาคอาร์กติก

เมื่อไม่นานมานี้  ดรูว์  ชินเดลล์  นักภูมิอากาศวิทยาจากสถาบันก็อดดาร์ดเพื่อการศึกษาอวกาศ (Goddard Institute for Space Studies) ขององค์การนาซา  นำทีมนักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกวิเคราะห์เจ็ดกลยุทธ์ในการลดมีเทน  ตั้งแต่การระบายนํ้าจากนาข้าวไปจนถึงการดักจับก๊าซที่รั่วจากกองขยะและบ่อก๊าซ  มีเทนไม่เหมือนคาร์บอนไดออกไซด์ตรงที่มันส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์เพราะเป็นสารตั้งต้นของหมอกควัน  เมื่อนำผลกระทบด้านสุขภาพมาพิจารณาร่วมด้วย  ทีมของชินเดลล์พบว่า  การควบคุมการปล่อยมีเทนนั้นคุ้มค่ากับการลงทุนอย่างน้อย 3 ต่อ 1  และในบางกรณีอาจสูงถึง 20 ต่อ 1

ชินเดลล์บอกว่า  ”มีบางแหล่งที่ควบคุมได้ยาก  หรือไม่ก็ทำไม่ได้เลย  อย่างการปล่อยมีเทนในอาร์กติกที่ผมเห็นว่าควบคุมเกือบไม่ได้เลย  แต่เรามีท่อส่งก๊าซระยะไกลและเราก็รู้วิธีควบคุมการรั่วไหลจากท่อเหล่านั้น  นั่นคือ การติดตั้งและดูแลรักษาอุปกรณ์กันรั่วคุณภาพสูง  และยังมีแหล่งอื่นๆ อีก  โดยเฉพาะในกระบวนการผลิตนํ้ามัน ก๊าซธรรมชาติ  และถ่านหิน  การควบคุมการปล่อยมีเทนส่วนใหญ่ไม่ใช่เรื่องยุ่งยากเลยครับ”

เมื่อฤดูใบไม้ผลิปีที่แล้ว  นักวิจัยที่ได้ทุนสนับสนุนจากกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ  ซึ่งทำงานอยู่บริเวณนอร์ทสโลป ของอะแลสกา  ทดสอบวิธีสกัดมีเทนจากไฮเดรตใต้ดินได้เป็นผลสำเร็จ  ข่าวประชาสัมพันธ์ของกระทรวงพลังงาน สหรัฐฯ ระบุว่า  แม้กระบวนการนี้ ”อาจใช้เวลาหลายปี” กว่าจะสามารถนำไปขยายผลในเชิงพาณิชย์ได้  ”เช่นเดียวกับการวิจัยก๊าซจากหินดินดานยุคแรก…ที่กระทรวงให้การสนับสนุนในช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980″  แต่หากเราสามารถใช้ประโยชน์จากมีเทนไฮเดรตแม้ในสัดส่วนเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้แหล่งก๊าซธรรมชาติสำรองของสหรัฐฯ เพิ่มขึ้นถึงเท่าตัว

ก๊าซธรรมชาติ
มีเทนผุดขึ้นจากก้นทะเลสาบทั่วทวีปอาร์กติกที่กำลังอุ่นขึ้น แคทีย์ วอลเตอร์ แอนโทนี นักนิเวศวิทยา (คนขวา) ใช้เหล็กเจาะนํ้าแข็งขุดลงไปเพื่อปล่อยฟองก๊าซที่ถูกกักอยู่ในนํ้าแข็งช่วงฤดูใบไม้ร่วง ก่อนจะจุดไฟให้ก๊าซเผาไหม้

วอลเตอร์  แอนโทนีบอกว่า  มีเทนบางส่วนที่ผุดขึ้นจากทะเลสาบในอาร์กติกอาจมาจากมีเทนไฮเดรต  ในสมัย พาลีโอซีนเมื่อราว 56 ล้านปีก่อน  ช่วงเวลาอบอุ่นยาวนานทั่วโลกถึงจุดสูงสุดเมื่ออุณหภูมิพุ่งสูงขึ้น 5 องศาเซลเซียส อย่างฉับพลัน นักวิทยาศาสตร์หลายคนสันนิษฐานว่า อาจเกิดจากการสูญเสียสมดุลครั้งใหญ่ของมีเทนไฮเดรต นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่รวมทั้งวอลเตอร์  แอนโทนี  ไม่คิดว่าหายนะเช่นนั้นจะเกิดซํ้ารอยในปัจจุบัน  กระนั้น  มีเทนในอาร์กติกอาจทำให้ภาวะโลกร้อนทวีขึ้นอย่างใหญ่หลวงได้ในช่วงไม่กี่ร้อยปีข้างหน้า

”ขอเพียงแค่เราดักจับมันได้เท่านั้น  นี่เรากำลังพูด ถึงแหล่งพลังงานสำคัญเชียวนะคะ”  วอลเตอร์  แอนโทนี  นักนิเวศวิทยา  กล่าวทิ้งท้าย

เรื่อง แมริแอนน์ ลาเวลล์
ภาพถ่าย มาร์ก ทีสเซน

เผยแพร่ครั้งในนิตยสาร เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับภาษาไทย ฉบับเดือนธันวาคม 2555


อ่านเพิ่มเติม Copenhagen เมืองที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากโรงเผาขยะที่สะอาดและสนุกที่สุดในโลก

เรื่องแนะนำ

พบแมงกะพรุนในทะเลสาบอินโดนีเซีย

พบแมงกะพรุนในทะเลสาบอินโดนีเซีย ปกติแล้วแมงกะพรุนเป็นสัตว์ที่พบได้ในทะเลหรือมหาสมุทร แต่ฟุตเทจอันน่าทึ่งจากเกาะปาปัวนิวกีนี ในอินโดนีเซียนี้ เผยให้เห็นว่าแมงกะพรุนเองก็อาศัยอยู่ในทะเลสาบน้ำเค็มเช่นกัน ทะเลสาบน้ำเค็มเหล่านี้อยู่ใกล้ทะเลมากๆ มีชื่อเรียกภาษาอังกฤษว่า Marine lakes ทั่วโลกของเรามีทะเลสาบแบบนี้ราว 200 แห่ง แต่มีเพียงไม่ถึง 20 แห่งที่มีสภาพแวดล้อมเหมาะสมสำหรับแมงกะพรุน เช่นในคลิปวิดีโอนี้ ในระหว่างการสำรวจทะเลสาบบนเกาะปาปัวนิวกินี นักสำรวจของเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิกพบว่านอกเหนือจากแมงกะพรุนแล้ว ทะเลสาบแห่งนี้ยังมีระบบนิเวศที่สมบูรณ์อย่างมาก อย่างไรก็ตามข่าวดีนี้มาพร้อมกับความกังวลว่าการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ และอุณหภูมิของน้ำทะเลที่สูขึ้นอาจส่งผลกระทบต่อแมงกะพรุนเหล่านี้ในอนาคต เนื่องจากพวกมันอาศัยอยู่ในพื้นที่ปิด   อ่านเพิ่มเติม เป็นคุณจะทำอย่างไร? เมื่อปากจระเข้อยู่ใกล้แค่เอื้อม

งานศิลปะจากขยะพลาสติก

ด้วยขยะจากทะเลและที่พบในกระเพาะอาหารของนก แมนดี บาร์เกอร์ ช่างภาพหญิงสร้างสรรค์งานศิลปะที่บีบให้เราต้องหันมามองขยะที่เราสร้างขึ้นด้วยมุมมองใหม่

ความงามใต้โลกน้ำแข็งแห่งแอนตาร์กติกา ที่น้อยคนได้สัมผัส

การสำรวจชีวิตใต้ทวีปนํ้าแข็งซึ่งแทบไม่เคยมีใครทำมาก่อน เผยให้เห็นโลกหลากสีสันและเต็มไปด้วยชีวิตชีวา ที่ซึ่งเพนกวิน แมวน้ำ และสิ่งมีชีวิตแปลกตาอีกหลายชนิด เจริญงอกงามภายใน ใต้โลกน้ำแข็ง ในตอนเช้า เมื่อเราเดินเท้าจากดูมงดูร์วีล ซึ่งเป็นสถานีวิจัยทางวิทยาศาสตร์ของฝรั่งเศสบนชายฝั่งอะเดลีในแอนตาร์กติกาตะวันออก มาถึงจุดหมาย เราต้องกะเทาะชั้นนํ้าแข็งบางๆ ที่ก่อตัวขึ้นปิดปากหลุมที่เราเจาะไว้ เมื่อวันก่อน หลุมดังกล่าวเจาะลงไปจนทะลุชั้นแพนํ้าแข็งหนาสามเมตร กว้างพอให้คนคนหนึ่งสอดตัวลงไปได้เท่านั้น และเบื้องล่างคือทะเลเย็นเยียบ เราไม่เคยลองดำนํ้าลงทางปากหลุมแคบขนาดนี้มาก่อน และผมลงไป ใต้โลกน้ำแข็ง เป็นคนแรก ผมแทรกตัวลงไปตามหลุมอย่างทุลักทุเล และเมื่อลงไปสู่ท้องนํ้าเบื้องล่างได้ในที่สุด ผมก็หันกลับไปเห็นภาพที่ชวนให้ขนหัวลุก เมื่อปากหลุมเริ่มปิดตัวลงด้านหลังผม พื้นผิวที่อยู่ใต้นํ้าของนํ้าแข็งทะเลมีลักษณะเป็นนํ้าผสมเกล็ดนํ้าแข็งข้นหนา และการทิ้งตัวลงไปของผมก็ทำให้มันเคลื่อนตัวและไหลไปรวมกันที่ปากหลุม กว่าผมจะสอดแขนข้างหนึ่งเข้าไปในนํ้าแข็งเหลวข้นนี้ได้ มันก็ ไหลมารวมกันจนหนาเกือบหนึ่งเมตรแล้ว ผมคว้าเชือกนิรภัยและดึงตัวเองขึ้นไปทีละเซนติเมตร ในที่สุดมือของใครคนหนึ่งก็คว้ามือผมไว้ แล้วดึงผมขึ้นไปจนพ้นปากหลุม การดำนํ้าวันนี้สิ้นสุดลงแล้ว แต่นั่นเป็นเพียงหนึ่งในการดำ 32 เที่ยวเท่านั้น ผมมาที่นี่พร้อมแวงซอง มูนีเยร์ ช่างภาพอีกคนหนึ่ง ตามคำเชื้อเชิญของลุก ชักเก นักสร้างภาพยนตร์ซึ่งกำลังถ่ายทำภาคต่อของภาพยนตร์สารคดีที่ประสบความสำเร็จอย่างงดงามเมื่อปี2005 เรื่อง เพนกวิน หัวใจจักรพรรดิ (March of the Penguins) ระหว่างที่ชักเกบันทึกเรื่องราวของเหล่าเพนกวินจักรพรรดิลงบนแผ่นฟิล์ม และมูนีเยร์ถ่ายภาพนิ่งของพวกมัน ทีมของผมจะบันทึกภาพชีวิตใต้นํ้าแข็งทะเลเอาไว้ ในช่วงฤดูหนาว นํ้าแข็งจะแผ่ขยายออกไปในทะเลบริเวณนี้ไกลถึง 100 กิโลเมตร แต่เรามากันในเดือนตุลาคม […]