Berkeley lab-projekt for at lokalisere metan-super-emittere

Metan, en potent drivhusgas, der fanger omkring 30 gange mere varme end kuldioxid, er almindeligvis frigivet fra rismarker, mejerier, lossepladser, og olie- og gasfaciliteter - som alle er rigelige i Californien. Nu er Department of Energy's Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) blevet tildelt 6 millioner dollars af staten for at finde "super-emittere" af metan i et forsøg på at kvantificere og potentielt mindske metan-emissioner.

Med et tilskud fra California Energy Commission, projektet vil fokusere på den sydlige San Joaquin -dal, en region, hvor mejeriindustrien og olie- og gasindustrien er de dominerende kilder til metan. Berkeley Lab arbejder i samarbejde med Stanford University, UC Riverside, Central California Asthma Collaborative, videnskabelig luftfart, og Bluefield på projektet, døbt SUMMATION, eller SUper-emittere af metan-detektion ved hjælp af fly, Tårne, og Intensive Observational Network.

"De eksisterende metanregnskabs- og overvågningsrammer i Californien er begrænsede i deres evne til at løse emissioner i omfang af individuelle byer eller faciliteter, såsom et olie- og gasfelt eller et naturgasbehandlingsanlæg, meget mindre individuelle komponenter, sagde Sébastien Biraud, en Berkeley Lab-forsker, der leder indsatsen. "Idéen til dette projekt er baseret på udviklingen af ​​et trindelt observationssystem."

Forskerne vil overvåge og kvantificere metan-emissioner på flere skalaer, fra regional til facilitets- og komponentskalaer. Detektionsmetoder omfatter indsamling af luftprøver fra et netværk af faste tårne ​​og fly, køre feltkampagner for at teste nye teknologier, herunder billige sensorer, kørsel i hele regionen ved hjælp af on-road køretøjer udstyret med en række forskellige udstyr, og opmåling af bolig- og erhvervsbygninger.

"Vi vil vise staten, hvordan metan-emission kvantificering kan udføres over en kompleks region, og forhåbentlig demonstrere, at vores tilgang kan kopieres på en omkostningseffektiv måde til andre interesseområder i Californien, såsom San Francisco Bay Area eller Sacramento-regionen, "Biraud sagde." Målet er at designe en ramme, vise at det virker, og udvide det i hele staten."

Udfordringer ved nøjagtig metanovervågning

Metan er klassificeret som et kortlivet klimaforurenende stof, da det kun forbliver i atmosfæren omkring 10 år, mens kuldioxid, den mest udbredte menneskeskabte drivhusgas, forbliver i atmosfæren i omkring 100 år. Californien har mandat til at reducere sine drivhusgasemissioner i henhold til flere love og bekendtgørelser, og det har prioriteret en reduktion af kortlivede klimaforurenende stoffer som en måde at få en mere umiddelbar gavnlig indvirkning på klimaændringer og folkesundhed.

For eksempel, Californien vedtog sidste år California Cooling Act, der forbyder visse hydrofluorcarboner i nye klima- og kølesystemer. Og efter Aliso Canyon-katastrofen i 2015, en massiv lækage fra et naturgaslager i det sydlige Californien, staten vedtog en luftforordning, der kræver kvartalsvis overvågning af metanemissioner fra olie- og gasbrønde, naturgasbehandlingsanlæg, og andet udstyr, der anvendes til behandling og levering af olie og naturgas.

Det tager også regelmæssige opgørelser over Californiens drivhusgasemissioner, men mange undersøgelser herunder fra Berkeley Lab, har fundet ud af, at officielle opgørelser kunne undervurdere metan-emissioner. Den sydlige San Joaquin-dal mangler især pålidelige atmosfæriske observationer af metan. Kombineret med kompleksiteten af ​​denne regions kilder, dette oversættes til betydelig usikkerhed i den samlede størrelse og fordeling (over rummet, tid, og sektor) af metanemissioner i regionen.

Mest metan-emissioner fra superemittere

Det primære mål for SUMMATION er store udledere. "Metan-emissioner kan være i form af et fordelt område med små lækager, som er svær at løse, eller fra en stor superemitter, som er lavthængende frugt, " sagde Biraud. "En statsdækkende metanundersøgelse ledet af NASA Jet Propulsion Laboratory fra 2015 til 2017 viste, at 80 % af metan-emissionerne i Californien kommer fra 25 % af kilderne; i nogle tilfælde, så få som 1 % af kilderne bidrager med mere end halvdelen af ​​emissionerne. En superudleder kunne være et mejeri, det kunne være en losseplads, der ikke er godt vedligeholdt, eller det kan være en utæt naturgaskompressorstation."

At have flere indsamlingsmetoder, herunder løbende og hyppige feltkampagner, vil forbedre detektering og overvågning. "Mange kilder er ikke vedvarende - de kan være i gang i et par måneder, derefter af, " sagde Biraud. "Hvis du bare laver undersøgelser en eller to gange om året, du fisker. Du ser måske en kilde, du måske ikke. Med et vedvarende netværk af tårne, du adresserer karakteren af ​​intermitterende kilder."

SUMMATION-teamet vil bruge sporstoffer til at hjælpe med at tilskrive kilden til metan. For eksempel, visse alkaner (f.eks. etan) findes i metan fra olie- og gasoperationer, men findes ikke i metan fra mejerivirksomheder.

En nøglekomponent i projektet er at evaluere billige metansensorer. "Der er nye teknologier på vej, " sagde Biraud. "Vi vil invitere virksomheder til at deltage, så implementer nogle af dem over en etårig periode."

Med observationer og dataanalyse fra den trindelte observationssystemramme udviklet i Kern County, Berkeley Labs forskere vil udføre en økonomisk analyse, ser på omkostningseffektive måder at implementere nogle af disse teknologier til at løse visse spørgsmål i andre dele af staten.

Et andet vigtigt aspekt af projektet omfatter interessenter og samfundsengagement. "Vi vil nå ud til dårligt stillede samfund, både for at uddanne dem om metan-emissioner og også for at høre om deres bekymringer for at informere udviklingen af ​​fremtidige målesystemer, " sagde Biraud. "Disse samfund er uforholdsmæssigt påvirket af metan og VOC'er [flygtige organiske forbindelser]."