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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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