Οι εκπομπές μεθανίου από υπεράκτιες πλατφόρμες πετρελαίου και φυσικού αερίου μπορούν να χαρτογραφηθούν συστηματικά χρησιμοποιώντας μια μέθοδο τηλεπισκόπησης που βασίζεται στον ήλιο, έδειξαν ερευνητές από τις ΗΠΑ. Η νέα τους προσέγγιση θα μπορούσε να βοηθήσει στην ενημέρωση των προσπαθειών για τη μείωση της έκλυσης μεθανίου και τη βελτίωση των εθνικών καταλόγων εκπομπών.
Ένα ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου, το μεθάνιο συμβάλλει σημαντικά στην κλιματική αλλαγή. Προηγούμενη έρευνα έχει αποδείξει ότι τουλάχιστον το 20% των εκπομπών μεθανίου που σχετίζονται με τον άνθρωπο προέρχονται από την παραγωγή πετρελαίου και φυσικού αερίου. Αυτά μπορεί να προέρχονται τόσο από κανονικές λειτουργίες όσο και από δυσλειτουργίες ή διαρροές.
Ενώ η απελευθέρωση μεθανίου από τις χερσαίες εγκαταστάσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου έχει μελετηθεί καλά, οι εκπομπές από τις υπεράκτιες πλατφόρμες δεν είναι κατανοητές, παρά το γεγονός ότι αυτές οι εγκαταστάσεις συμβάλλουν στο 30% περίπου της συνολικής παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου. Οι τρέχουσες εκτιμήσεις για τις εκπομπές μεθανίου τείνουν να είναι αναξιόπιστες – και αποτυγχάνουν να λάβουν υπόψη τις λοξές εκπομπές όπου ένα μικρό κλάσμα του εξοπλισμού είναι υπεύθυνο για μεγάλο ποσοστό εκπομπών.
Υπεράκτιες προκλήσεις
Οι μελέτες παρατήρησης, εν τω μεταξύ, είναι δύσκολες δεδομένων των απομακρυσμένων τοποθεσιών υπεράκτιων πλατφορμών. Τα σκάφη συχνά αδυνατούν να πλησιάσουν αρκετά κοντά στις πλατφόρμες και δεν έχουν την ικανότητα να ανιχνεύουν με ακρίβεια τα λοφία αυξημένων εκπομπών. Τα αεροσκάφη εξοπλισμένα με αναλυτές αερίων μπορούν να ανιχνεύσουν μεθάνιο, αλλά τείνουν να μην μπορούν να εντοπίσουν πηγές με την απαιτούμενη ακρίβεια. Τα αεροσκάφη και οι δορυφόροι οπλισμένοι με φασματόμετρα απεικόνισης προσφέρουν υψηλότερη χωρική ανάλυση – αλλά παλεύουν με την ανίχνευση ίχνους αερίου πάνω από τον ωκεανό, επειδή το νερό είναι μια πολύ σκοτεινή επιφάνεια στις ζώνες απορρόφησης μεθανίου.
Για την αντιμετώπιση αυτών των ελλείψεων ατμοσφαιρικός επιστήμονας Alana Ayasse του Πανεπιστημίου της Αριζόνα και Carbon Mappers και συνεργάτες έχουν δείξει τις δυνατότητες μιας μεθόδου τηλεπισκόπησης που λειτουργεί συλλαμβάνοντας τη λάμψη του Ήλιου στην επιφάνεια του νερού. Αυτό παρέχει επαρκή ανακλώμενη ακτινοβολία για να διακρίνει ένα σήμα μεθανίου.
«Το πετυχαίνουμε με την τοποθέτηση του αεροπλάνου στον σωστό χρόνο και τόπο, έτσι ώστε η γωνία του αισθητήρα – τοποθετημένου στο αεροπλάνο – να είναι στην ίδια γωνία με τον Ήλιο και να είναι σε ευθυγράμμιση με τον στόχο», εξηγεί ο Ayasse.
Μελέτη Λουιζιάνα
Το 2021, η ομάδα χρησιμοποίησε αυτή την τεχνική για να αναλύσει με την πάροδο του χρόνου τις εκπομπές από περισσότερες από 150 υπεράκτιες, ρηχές πηγές πετρελαίου/φυσικού αερίου και πλατφόρμες παραγωγής στον Κόλπο του Μεξικού, στα ανοιχτά της Λουιζιάνα. Η έρευνα κάλυψε περίπου το 8% όλων αυτών των εγκαταστάσεων στην περιοχή.
Όχι μόνο οι ερευνητές απέδειξαν την αποτελεσματικότητα της μεθόδου ηλιακής λάμψης για την απομακρυσμένη ανίχνευση της έκλυσης μεθανίου, αλλά ήταν επίσης σε θέση να αποκαλύψουν ότι οι εκπομπές από τις υπεράκτιες πλατφόρμες φαίνεται γενικά να είναι υψηλότερες σε σχέση με την παραγωγή και πιο επίμονες από αυτές από χερσαίες λεκάνες πετρελαίου και φυσικού αερίου. Επιπλέον, οι εκπομπές ήταν πολύ λοξές, σημείωσε η ομάδα, με τις περισσότερες να προέρχονται από δεξαμενές αποθήκευσης και μπουμ εξαερισμού.
Αυτό το έργο είναι ένα μεγάλο βήμα προς την πλήρη λειτουργική παρακολούθηση των υπεράκτιων παραγωγών σε μεγάλες περιοχές παγκοσμίως
Alana Ayasse
«Ενώ υπήρξαν μερικές προηγούμενες εφάπαξ πειραματικές ανιχνεύσεις μεθανίου πάνω από τον ωκεανό, αυτή η εργασία είναι ένα μεγάλο βήμα προς την πλήρη λειτουργική παρακολούθηση των υπεράκτιων παραγωγών σε μεγάλες περιοχές παγκοσμίως», εξηγεί ο Ayasse. Αυτή η ικανότητα, λέει, είναι ζωτικής σημασίας για την ενημέρωση των προσπαθειών μείωσης των εκπομπών. Για παράδειγμα, οι ερευνητές επισημαίνουν ότι η κανονική λειτουργία μιας βαλβίδας εκτόνωσης πίεσης θα μπορούσε να είναι υπεύθυνη για διαλείπουσες εκπομπές μεθανίου από μια δεξαμενή αποθήκευσης - αλλά μια πιο επίμονη απελευθέρωση θα μπορούσε να είναι ενδεικτική ότι μια βαλβίδα έχει κολλήσει και χρειάζεται επισκευή.
«Έχουμε αποδείξει με πιλοτικά προγράμματα στην Καλιφόρνια ότι η κοινή χρήση δεδομένων μεθανίου υψηλής ανάλυσης με χερσαίους χειριστές πετρελαίου και φυσικού αερίου μπορεί να οδηγήσει άμεσα σε εθελοντική δράση επιδιόρθωσης διαρροών», λέει ο Ayasse. «Ο μακροπρόθεσμος μετριασμός απαιτεί πολλούς παράγοντες και πολλά κινούμενα μέρη, αλλά η ύπαρξη καλών δεδομένων είναι θεμελιώδης για όλα».
Δορυφορική ανάπτυξη
Φυσικός της ατμόσφαιρας Debra Wunch του Πανεπιστημίου του Τορόντο, που δεν συμμετείχε στη μελέτη, λέει ότι η έρευνα παρέχει περαιτέρω στοιχεία ότι, προκειμένου να σημειωθεί πρόοδος στη μείωση της έκλυσης μεθανίου, οι αναφερόμενες εκπομπές πρέπει να επαληθεύονται και να παρακολουθούνται. «Η χρήση μετρήσεων λάμψης πάνω από το νερό θα μας επιτρέψει να χρησιμοποιήσουμε την επόμενη γενιά δορυφόρων μεθανίου για να συμπεριλάβουμε την υπεράκτια παραγωγή πετρελαίου και φυσικού αερίου στην ατμοσφαιρική μας παρακολούθηση, μια προηγουμένως δύσκολη πηγή εκπομπών για παρακολούθηση».
Γκραντ Άλεν, ένας φυσικός της ατμόσφαιρας στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ λέει, «Η μελέτη επιβεβαιώνει τα ευρήματα προηγούμενων επιτόπιων έργων με μετρήσεις, τα οποία έχουν διαπιστωθεί με συνέπεια ότι ένας μικρός αριθμός εγκαταστάσεων (χερσαία και υπεράκτια) συνήθως ευθύνεται για τη μεγάλη πλειοψηφία των εκπομπών μεθανίου – τις λεγόμενες εγκαταστάσεις υπερεκπομπών. Συχνά, οι λόγοι για αυτό μπορεί να οφείλονται σε κακή επιχειρησιακή πρακτική ή σε κάποια δυνητικά άγνωστη ή ανεπιθύμητη εξαέρωση (που ονομάζεται φυγή εκπομπή). Ο εντοπισμός υπερεκπομπών με αυτόν τον τρόπο μπορεί να βοηθήσει στη στόχευση γρήγορων παρεμβάσεων για την πρόληψη περαιτέρω εκπομπών και να οδηγήσει σε πιο στοχευμένη πολιτική και ρύθμιση εκπομπών».
Ακριβείς απογραφές
Ο Allen επισημαίνει επίσης ότι η άμεση μέτρηση των εκπομπών μεθανίου μπορεί να μας βοηθήσει να εντοπίσουμε σφάλματα στους εθνικούς καταλόγους εκπομπών αερίων θερμοκηπίου και στις εκτιμήσεις εκπομπών που αναφέρονται από τους φορείς εκμετάλλευσης. Το πρώτο είναι σημαντικό για να λογοδοτούν οι κυβερνήσεις για τους στόχους μείωσης των κλιματικών εκπομπών και να μας επιτρέπει να μοντελοποιούμε με ακρίβεια τις τροχιές των εκπομπών και της κλιματικής αλλαγής. Συμπεραίνει, «Μελέτες που βασίζονται σε μετρήσεις, όπως αυτή, βοηθούν στο να διατηρούνται οι απογραφές εκπομπών μας όσο το δυνατόν πιο ειλικρινείς».
Καταπολέμηση του ρέψιμου βοοειδών: μέτρηση των εκπομπών μεθανίου από τις αγελάδες
Με την ολοκλήρωση της αρχικής τους μελέτης, οι ερευνητές προσπαθούν τώρα να επιστρέψουν στον Κόλπο του Μεξικού για να ερευνήσουν έναν μεγαλύτερο πληθυσμό υπεράκτιων υποδομών προκειμένου να βελτιώσουν τις εκτιμήσεις των ρυθμών απώλειας μεθανίου στην περιοχή. Αυτό περιλαμβάνει πλατφόρμες βαθέων υδάτων, των οποίων η παραγωγή διαφέρει από τις αντίστοιχες πλατφόρμες ρηχών νερών.
«Ανυπομονούμε επίσης να εκτοξεύσουμε τους δύο πρώτους δορυφόρους Carbon Mapper το 2023», προσθέτει ο Ayasse. Αυτά, εξηγεί, «έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν πληρέστερη και πιο ανθεκτική παγκόσμια παρακολούθηση των εκπομπών μεθανίου από μεγάλες υπεράκτιες περιοχές παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου που διαφορετικά παραμένουν σε μεγάλο βαθμό αόρατες».
Η μελέτη περιγράφεται στο Περιβαλλοντικές Ερευνητικές Επιστολές.
