德克萨斯州Barnett页岩地区的案例研究首次实施了水力压裂，首次提供了基于物理测量的天然气发电生命周期土地利用的可量化信息，而不是使用先前的假设和平均值用于评估。
能源部国家可再生能源实验室(NREL)和约翰霍普金斯大学高级国际研究学院(SAIS)的研究人员研究了七县地区的卫星图像以及德克萨斯州监管机构关于生产，加工和运输自然的数据。煤气。“ 自然能源 ”杂志在其最新一期中发表了他们的研究结果，“了解天然气发电的生命周期表面土地需求”。
研究团队在能源技术生产和使用的生命周期评估方面的专业知识对于开发Barnett页岩地区天然气生产的土地利用要求方法非常重要。“从摇篮到坟墓”评估确定了环境问题，并能够对能源技术进行公平比较。
“NREL已经研究了可再生技术的土地利用，”NREL战略能源分析中心的高级科学家，该论文的共同作者Garvin Heath说。“对于不可再生资源来说，这很难做到，因为供应链中有更多的步骤，你必须了解每一步的燃料吞吐量。它要复杂得多。”
约翰斯·霍普金斯大学SAIS能源，资源和环境助理教授Sarah Jordaan是该论文的主要作者，该团队发表了多篇论文。“比较能源技术的土地使用情况的一般性陈述尚未通过足够的数据或严格的方法得到验证，”她说。“可靠的比较确实需要大量的数据集来实现全面的统计分析。我们的研究是向前迈出的一步。”
他们来自NREL的共同作者是Jordan Macknick，Brian W. Bush，Dan Ben-Horin和Victoria Urrea，他们还与卡尔加里大学教授Danielle Marceau和她的博士生Ehsan Mohammadi一起工作。
天然气生产是一个多阶段过程，从钻井开始。通常，在井的使用寿命期间产生的气体量被测量为“估计的最终采收率”，这对于基于早期产量的估计具有挑战性，但是对于准确估计是关键的，因为它是将土地利用标准化的基础。产生每单位产量的结果(每单位天然气产生的土地面积)。从井中，天然气通过管道(称为收集管线)进入加工厂，去除杂质。在那个阶段之后，天然气通过高压管道输送到最终用户，在这种情况下是发电厂。
NREL和约翰霍普金斯大学的SAIS研究人员通过将数据转换为兆瓦时的发电量来计算每个阶段。发电厂需要最大量的土地，其次是采集线路和加工设施。
“当一位公众考虑天然气可能使用多少土地时，他们通常会想到生产井，因为它们往往是供应链中最明显的部分，”希思说。“但是，有很多土地用于收集线，压缩站和其他基础设施。这是这项研究的一个新见解。另一个是我们成功开发了一种方法，不仅适用于Barnett页岩，而且它可以重复观察其他天然气生产区及其相关的天然气生产周期。此外，概念方法可以应用于任何其他不可再生的发电源，如煤炭或核能，这将代表对方法和结果的重大改进到目前为止。“
之前进行过涉及Barnett页岩的其他研究的Heath使用2009年数据为未来的研究建立了基准。巴尼特页岩区当年生产了1.8万亿立方英尺的天然气，而研究的七个县仅占巴尼特页岩19,424平方英里的30%，它们占天然气产量的98%。
“如果一家公司想要初步估算开发一定数量的天然气需要多少土地，那么它可以将我们研究的估算作为一个良好的起点，”希思说。