Den amerikanske naturgasindustri lækker langt mere metan end tidligere antaget. Her er hvorfor det betyder noget

Naturgas fortrænger kul, som kunne hjælpe med at bekæmpe klimaændringer, fordi afbrænding af dem producerer færre kulstofemissioner. Men produktion og transport af naturgas frigiver metan, en drivhusgas, der også bidrager til klimaforandringerne. Hvor stort er metanproblemet?

I de sidste fem år har vores forskerhold ved Colorado State University har foretaget tusindvis af metanemissionsmålinger på mere end 700 separate faciliteter i produktionen, indsamling, forarbejdning, transmissions- og lagringssegmenter i naturgasforsyningskæden.

Denne erfaring har givet os et unikt perspektiv med hensyn til de vigtigste kilder til metanemissioner fra naturgas og de udfordringer, industrien står overfor med hensyn til at opdage og reducere, hvis det ikke elimineres, dem.

Vores arbejde, sammen med mange andre forskningsprojekter, blev for nylig foldet ind i en ny undersøgelse udgivet tidsskriftet Science. Dette omfattende øjebliksbillede tyder på, at metanemissioner fra olie- og gasoperationer er meget højere end de nuværende EPA -estimater.

Hvad er der galt med metan

En måde at kvantificere størrelsen af ​​metanlækagen på er at dividere mængden af ​​metan, der udsendes hvert år, med den samlede mængde metan, der hvert år pumpes ud af jorden fra naturgas- og oliebrønde. EPA anslår i øjeblikket denne metanlækningsrate til 1,4 procent. Det er, for hver kubikfod naturgas hentet fra underjordiske reservoirer 1,4 procent af det går tabt i atmosfæren.

Denne undersøgelse syntetiserede resultaterne fra en femårig serie på 16 undersøgelser koordineret af miljøforkæmpergruppen Environmental Defense Fund (EDF), som involverede mere end 140 forskere fra over 40 institutioner og 50 naturgasvirksomheder.

Indsatsen samlede forskere baseret på universiteter, tænketanke og industrien selv for at gøre det mest nøjagtige estimat muligt af den samlede mængde metan, der udledes fra alle amerikanske olie- og gasoperationer. Det integrerede data fra et væld af nylige undersøgelser med målinger foretaget på jorden og fra luften.

Alt sagt, baseret på resultaterne af vores nye undersøgelse, den amerikanske olie- og gasindustri lækker 13 millioner tons metan hvert år, hvilket betyder, at metanlækningsgraden er 2,3 procent. Denne 60 procent forskel mellem vores nye skøn og ØPA's gamle kan have dybtgående klimakonsekvenser.

Metan er en meget potent drivhusgas, med mere end 80 gange den klimavarmende virkning af kuldioxid i løbet af de første 20 år efter det er frigivet.

En tidligere EDF-undersøgelse viste, at en metanlækningsgrad på over 3 procent ikke ville resultere i umiddelbare klimafordele ved at trække kulfyrede kraftværker til fordel for naturgasværker.

Det betyder selv med en 2,3 procent lækage, den stigende andel af amerikansk elektricitet drevet af naturgas gør noget for at bremse tempoet i klimaændringer. Imidlertid, disse klimafordele kunne være langt større.

Også, ved en metanlækage på 2,3 procent, mange andre anvendelser af naturgas udover at producere elektricitet er endegyldigt skadelige for klimaet. For eksempel, EDF fandt ud af, at udskiftning af den diesel, der bruges i de fleste lastbiler eller benzinen, der forbruges af de fleste biler med naturgas, ville kræve en lækage på mindre end 1,4 procent, før der ville være nogen umiddelbar klimagevinst.

Hvad mere er, nogle forskere mener, at lækageraten kan være endnu højere end vores estimat.

Hvad forårsager disse lækager

Måske har du aldrig overvejet den lange rejse, som naturgas rejser, før du kan tænde brænderne på gaskomfuret i dit køkken.

Men oven på de 500, 000 naturgasboringer, der opererer i USA i dag, der er 2 millioner miles af rør og millioner af ventiler, beslag, tanke, kompressorer og andre komponenter, der arbejder 24 timer i døgnet, syv dage om ugen for at levere naturgas til dit hjem.

Den naturgas, du brænder, når du pisker et parti pandekager op, kan have kørt 1, 000 miles eller mere, da det vandrede gennem dette komplicerede netværk. Langs vejen, der var rig mulighed for, at noget af det kunne sive ud i atmosfæren.

Naturgaslækager kan være utilsigtede, forårsaget af funktionssvigt udstyr, men en masse naturgas frigives også bevidst til at udføre procesoperationer såsom åbning og lukning af ventiler. Ud over, titusindvis af kompressorer, der øger trykket og pumper gassen gennem netværket, drives af motorer, der brænder naturgas, og deres udstødning indeholder noget uforbrændt naturgas.

Da naturgassen, der leveres til dit hjem, er 85 til 95 procent metan, naturgaslækager er overvejende metan. Mens metan udgør den største trussel mod klimaet på grund af dets drivhusgasstyrke, naturgas indeholder andre kulbrinter, der kan forringe den regionale luftkvalitet og er dårlige for menneskers sundhed.

Lageropgørelser vs. flyovervågning

EPA's drivhusgasinventar er udført på en måde, som eksperter som os kalder en "bottom-up" tilgang. Det indebærer at optælle alt landets naturgasudstyr - fra husholdningsgasmålere til brøndpuder - og estimere en årlig gennemsnitlig emissionsrate for hver kategori og tilføje det hele.

Der er to udfordringer ved denne tilgang. Først, der er ingen præcise udstyrsrekorder for mange af disse kategorier. Sekund, når komponenter fungerer forkert eller fejler, emissionsballon, gør det svært at udvikle en nøjagtig og meningsfuld årlig emissionsrate for hver kilde.

"Top-down" tilgange, kræver typisk fly, er alternativet. De måler metankoncentrationer op og ned af store geografiske områder. Men denne tilgang har sine egne mangler.

Først, det fanger alle metanemissioner, snarere end blot emissionerne knyttet til naturgasoperationer - herunder metan fra lossepladser, køer og endda bladene rådner i din baghave. Sekund, disse engangsbilleder kan blive forvrænget afhængigt af hvad der foregår, mens fly flyver rundt og fanger metandata.

Historisk set top-down tilgange estimerer emissioner, der er cirka to gange bottom-up estimater. Nogle regionale top-down metanlækningsrater har været så høje som 8 procent, mens nogle bottom-up-estimater har været så lave som 1 procent.

Nyere arbejde, herunder vores videnskabelige undersøgelse, har udført koordinerede kampagner, hvor målingerne på jorden og flyene foretages samtidigt, samtidig med omhyggelig modellering af emissionsbegivenheder.

Nyttige gadgets og lydpolitik

En solrig morgen i oktober 2013, vores forskerhold trak op til en kompressorstation til indsamling af naturgas i Texas. Brug en US $ 80, 000 infrarøde kameraer, vi fandt straks en ekstraordinær stor lækage af farveløse, lugtfri metan, der var usynlig for operatøren, der hurtigt isolerede og fikset problemet.

Vi oplevede derefter, at metanemissionerne faldt ti gange - facilitetens lækagefrekvens faldt fra 9,8 procent til 0,7 procent for vores øjne.

Det er ikke økonomisk muligt, selvfølgelig, at udstyre alle naturgasarbejdere med $ 80, 000 kameraer, eller at ansætte de chauffører, der er nødvendige for at overvåge hver brøndpude dagligt, når der er 40, 000 olie- og gasboringer i Weld County, Colorado, alene.

Men nye teknologier kan gøre en forskel. Vores team ved Colorado State University arbejder sammen med Department of Energy for at evaluere gadgetry, der hurtigt vil opdage metanemissioner. Nogle af disse enheder kan implementeres i dag, herunder billige sensorer, der kan overvåges eksternt.

Teknologi alene løser ikke problemet, imidlertid. Vi mener, at en nedskæring af landets metanudslipningshastighed vil kræve en samarbejdsindsats mellem industri og regering. Og baseret på vores erfaring i Colorado, som har udviklet nogle af landets strengeste regler for metanemissioner, vi finder ud af, at bedste praksis bliver standardpraksis med stærke regler.

Vi mener, at Trump -administrationens bestræbelser på at tilbageføre regler, uden hensyn til, om de arbejder eller ej, vil ikke kun have store klimapåvirkninger. De vil også bringe alle amerikaneres sundhed og sikkerhed i fare, mens de underskriver naturgasindustriens bestræbelser på at skære ned på den forurening, den producerer.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.