Mere klimaopvarmende metan siver ud i atmosfæren, end der nogensinde er blevet rapporteret

Langt mere metan, en potent drivhusgas, frigives fra lossepladser og olie- og gasoperationer rundt om i verden, end regeringer var klar over, viser nylige luftbårne og satellitundersøgelser. Det er et problem for klimaet såvel som menneskers sundhed. Det er også grunden til, at den amerikanske regering har strammet reglerne for metanlækager og spild udluftning, senest fra olie- og gasbrønde på offentlige arealer.

Den gode nyhed er, at mange af disse lækager kan rettes – hvis de opdages hurtigt.

Riley Duren, en forsker ved University of Arizona og tidligere NASA-ingeniør og videnskabsmand, leder Carbon Mapper, en nonprofitorganisation, der planlægger en konstellation af metanovervågningssatellitter. Dens første satellit, et partnerskab med NASA's Jet Propulsion Laboratory og jordbilledvirksomheden Planet Labs, lanceres i 2024.

Duren forklarede, hvordan nye satellitter ændrer virksomheders og regeringers evne til at finde og stoppe metanlækager og undgå at spilde et værdifuldt produkt.

Hvorfor er metan-emissioner sådan en bekymring?

Metan er den næstmest almindelige forurenende global opvarmning efter kuldioxid. Den forbliver ikke i atmosfæren så længe – kun omkring et årti sammenlignet med århundreder for kuldioxid – men den giver et stort slagkraft.

Metans evne til at opvarme planeten er næsten 30 gange større end kuldioxids over 100 år, og mere end 80 gange over 20 år. Du kan tænke på metan som et meget effektivt tæppe, der fanger varme i atmosfæren og opvarmer planeten.

Det, der bekymrer mange samfund, er, at metan også er et sundhedsproblem. Det er en forløber for ozon, som kan forværre astma, bronkitis og andre lungeproblemer. Og i nogle tilfælde er metan-emissioner ledsaget af andre skadelige forurenende stoffer, såsom benzen, et kræftfremkaldende stof.

I mange olie- og gasfelter er mindre end 80 % af gassen, der kommer ud af jorden fra en brønd, metan - resten kan være farlige luftforurenende stoffer, som du ikke vil have i nærheden af ​​dit hjem eller din skole. Men indtil for nylig var der meget lidt direkte overvågning for at finde lækager og stoppe dem.

Hvorfor er satellitter nødvendige for at fange metanlækager?

I sin naturlige form er metan usynlig og lugtfri. Du ville sandsynligvis ikke vide, at der var en massiv metanfane ved siden af, hvis du ikke havde specielle instrumenter til at opdage det.

Virksomheder har traditionelt taget højde for metan-emissioner ved hjælp af en metode fra det 19. århundrede kaldet en opgørelse. Opgørelser beregner emissioner baseret på rapporteret produktion ved olie- og gasbrønde eller mængden af ​​affald, der går på lossepladsen, hvor organisk affald genererer metan, når det nedbrydes. Der er meget plads til fejl i dette antagelsesbaserede regnskab; for eksempel tager det ikke højde for ukendte lækager eller vedvarende udluftning.

Indtil for nylig involverede det nyeste inden for lækagedetektion fra olie- og gasoperationer, at en tekniker aflagde et besøg på en brøndpude hver 90. dag eller deromkring med et håndholdt infrarødt kamera eller gasanalysator. Men en stor lækage kan frigive en enorm mængde gas over en periode på flere dage og uger eller kan forekomme på steder, der ikke er let tilgængelige, hvilket betyder, at mange af disse såkaldte super-emittere bliver uopdaget.

Fjernmålingssatellitter og fly kan på den anden side hurtigt overvåge store områder rutinemæssigt. Nogle af de nyere satellitter, inklusive dem, vi opsender gennem Carbon Mapper Coalition, kan zoome ind på individuelle steder i høj opløsning, så vi kan lokalisere metan-super-emittere til den specifikke brøndpude, kompressorstation eller sektion af en losseplads .

Du kan se et eksempel på kraften ved fjernmåling i vores nylige artikel i tidsskriftet Science. Vi undersøgte 20 % af de åbne lossepladser i USA med fly og fandt ud af, at emissionerne i gennemsnit var 40 % højere end de emissioner, der blev rapporteret til den føderale regering ved brug af antagelsesbaseret regnskab.

Hvis videnskabsmænd kan overvåge regioner ofte og konsekvent fra satellitter, så kan de markere super-emitter-aktivitet og underrette operatøren hurtigt, så operatøren kan finde problemet, mens det stadig sker, og rette eventuelle lækager.

Hvordan registrerer satellitter metan fra rummet?

De fleste satellitter, der er i stand til at detektere metan, bruger en form for spektroskopi.

Et typisk kamera ser verden i tre farver - rød, grøn og blå. De billeddannende spektrometre, vi bruger, er udviklet af NASA's Jet Propulsion Laboratory og ser verden i næsten 500 farver, inklusive bølgelængder ud over det synlige spektrum til infrarødt, hvilket er afgørende for detektering og måling af drivhusgasser.

Drivhusgasser som metan og kuldioxid absorberer varme i de infrarøde bølgelængder - hver med unikke fingeraftryk. Vores teknologi analyserer sollys, der reflekteres fra jordens overflade, for at detektere de infrarøde fingeraftryk af metan og kuldioxid i atmosfæren.

Disse signaturer adskiller sig fra alle andre gasser, så vi kan afbilde vaner af metan og kuldioxid for at bestemme oprindelsen af ​​individuelle super-emittere. Når vi bruger spektroskopi til at måle mængden af ​​gas i en given fane, kan vi beregne en emissionsrate ved hjælp af vindhastighedsdata.

Hvad kan de nye satellitter Carbon Mapper har planer om at opsende, som andre endnu ikke har gjort?

Hver satellit har forskellige og ofte komplementære muligheder. MethaneSat, som Miljøforsvarsfonden netop lancerede i marts 2024, er som et vidvinkelobjektiv, der vil give et meget præcist og komplet billede af metanudledning på tværs af store landskaber. Vores Carbon Mapper Coalition-satellitter vil komplementere MethaneSAT ved at fungere som en samling teleobjektiver – vi vil være i stand til at zoome ind for at lokalisere individuelle metan-udsender, som at zoome ind på en fugl, der yngler i et træ.

I samarbejde med vores partnere hos Planet Labs og NASA planlægger vi at opsende den første Carbon Mapper Coalition-satellit i 2024 med et mål om at udvide konstellationen i de kommende år for i sidste ende at levere daglig metanovervågning af højt prioriterede regioner rundt om i verden. For eksempel skønnes omkring 90 % af metan-emissionerne fra produktion og anvendelse af fossilt brændstof kun at komme fra 10 % af Jordens overflade. Så vi planlægger at fokusere Carbon Mapper Coalition-satellitter på olie-, gas- og kulproduktionsbassiner; større byområder med raffinaderier, spildevandsanlæg og lossepladser; og større landbrugsregioner.

Hvordan vil dine overvågningsdata blive brugt?

Vi forventer af erfaring med at dele vores flydata med facilitetsoperatører og regulatorer, at mange af vores fremtidige satellitdata vil blive brugt til at vejlede lækagedetektion og reparationsindsats.

Mange olie- og gasselskaber, lossepladsoperatører og nogle store gårde med methanbeholdere er motiverede for at finde lækager, fordi metan i de tilfælde er værdifuld og kan opfanges og tages i brug. Så ud over klima- og sundhedspåvirkninger svarer metanlækager til at lufte overskud ud i atmosfæren.

Med rutinemæssig satellitovervågning kan vi hurtigt underrette anlægsejere og operatører, så de kan diagnosticere og løse eventuelle problemer, og vi kan fortsætte med at overvåge webstederne for at bekræfte, at lækager forbliver rettet.

Vores data kan også hjælpe med at advare nærliggende samfund om risici, uddanne offentligheden og vejlede håndhævelsesindsatser i tilfælde, hvor virksomheder ikke frivilligt løser deres lækager. Ved at måle tendenser i højemissionshændelser med metan over tid og på tværs af bassiner kan vi også bidrage til vurderinger af, om politikker har den tilsigtede effekt.

Leveret af The Conversation

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.