محققان آمریکایی نشان داده اند که انتشار گاز متان از سکوهای نفت و گاز دریایی را می توان به طور سیستماتیک با استفاده از روش سنجش از راه دور مبتنی بر درخشش خورشید ترسیم کرد. رویکرد جدید آنها می‌تواند به اطلاع‌رسانی تلاش‌ها برای کاهش انتشار متان و بهبود موجودی‌های انتشار ملی کمک کند.
گاز گلخانه ای قدرتمند، متان است که نقش مهمی در تغییرات آب و هوایی دارد. تحقیقات قبلی نشان داده است که حداقل 20 درصد از انتشار متان مربوط به انسان از تولید نفت و گاز است. اینها می توانند هم از عملکردهای معمولی و هم از نقص یا نشت ناشی شوند.
در حالی که انتشار متان از تاسیسات نفت و گاز خشکی به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است، انتشار گازهای گلخانه ای از سکوهای دریایی به خوبی درک نشده است، علیرغم اینکه این تاسیسات در حدود 30 درصد از کل تولید نفت و گاز نقش دارند. تخمین‌های کنونی انتشار متان غیرقابل اعتماد هستند - و در مواردی که بخش کوچکی از تجهیزات مسئول بخش بزرگی از انتشار هستند، انتشار ناهنجاری را در نظر نمی‌گیرند.
چالش های فراساحلی
در همین حال، مطالعات رصدی با توجه به مکان‌های دوردست سکوهای دریایی دشوار است. قایق‌ها اغلب نمی‌توانند به اندازه کافی به سکوها نزدیک شوند و توانایی تشخیص دقیق ستون‌های آلاینده‌های افزایش یافته را ندارند. هواپیماهای مجهز به آنالایزر گاز می توانند متان را تشخیص دهند، اما تمایل دارند منابع را با دقت مورد نیاز پیدا کنند. هواپیماها و ماهواره‌های مجهز به طیف‌سنج‌های تصویربرداری، وضوح فضایی بالاتری ارائه می‌دهند – اما با تشخیص گاز ردیابی بر روی اقیانوس مشکل دارند زیرا آب سطح بسیار تاریکی در نوارهای جذب متان است.
برای رفع این کاستی ها دانشمند جو آلانا آیاس از دانشگاه آریزونا و کربن مپرز و همکارانش پتانسیل یک روش سنجش از دور را نشان داده اند که با گرفتن درخشش خورشید در سطح آب کار می کند. این تابش منعکس شده کافی برای تشخیص سیگنال متان را فراهم می کند.
آیاسه توضیح می‌دهد: «ما به این هدف می‌رسیم که هواپیما را در زمان و مکان مناسب قرار می‌دهیم، به‌طوری‌که زاویه سنسور - نصب‌شده روی هواپیما - با زاویه خورشید و در راستای هدف باشد.»
مطالعه در لوئیزیانا
در سال 2021، تیم از این تکنیک برای تجزیه و تحلیل در طول زمان انتشار گازهای گلخانه ای بیش از 150 چاه نفت/گاز دریایی، کم عمق و سکوهای تولید در خلیج مکزیک، در سواحل لوئیزیانا استفاده کرد. این نظرسنجی حدود 8 درصد از این امکانات را در منطقه پوشش می دهد.
محققان نه تنها کارآمدی روش درخشش خورشید را برای تشخیص از راه دور انتشار متان نشان دادند، بلکه توانستند آشکار کنند که انتشار گازهای گلخانه‌ای از سکوهای دریایی عموماً نسبت به تولید بیشتر و پایدارتر از انتشارات ناشی از آن است. حوضه های نفت و گاز خشکی. به‌علاوه، گروه متذکر شد که انتشار گازهای گلخانه‌ای بسیار کج‌شده بود و بیشتر آنها از مخازن ذخیره‌سازی و بوم‌های دریچه منشأ می‌گرفتند.
این کار گام بزرگی به سوی نظارت عملیاتی در مقیاس کامل بر تولیدات فراساحلی در مناطق بزرگ در سطح جهان است
آلانا ایاسه
آیاسه توضیح می‌دهد: «در حالی که قبلاً چند مورد آزمایش آزمایشی قبلی از متان بر روی اقیانوس وجود داشته است، این کار گام بزرگی به سمت نظارت عملیاتی در مقیاس کامل بر تولیدات فراساحلی در مناطق بزرگ در سطح جهان است. او می‌گوید این ظرفیت برای اطلاع‌رسانی تلاش‌های کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای حیاتی است. به عنوان مثال، محققان اشاره می‌کنند که عملکرد عادی یک شیر کاهش فشار می‌تواند مسئول انتشار متناوب متان از یک مخزن ذخیره‌سازی باشد – اما انتشار مداوم‌تر می‌تواند نشان‌دهنده گیرکردن شیر و نیاز به تعمیر باشد.
Ayasse می گوید: «ما با برنامه های آزمایشی در کالیفرنیا نشان داده ایم که به اشتراک گذاری داده های متان با وضوح بالا با اپراتورهای نفت و گاز خشکی می تواند مستقیماً به اقدامات داوطلبانه تعمیر نشت منجر شود. کاهش درازمدت به بازیگران و بخش‌های متحرک زیادی نیاز دارد، اما داشتن داده‌های خوب برای همه اینها ضروری است.»
استقرار ماهواره
فیزیکدان اتمسفر دبرا وانچ از دانشگاه تورنتو، که در این مطالعه شرکت نداشت، می‌گوید که این تحقیق شواهد بیشتری ارائه می‌دهد که برای پیشرفت در کاهش انتشار متان، انتشار گازهای گلخانه‌ای گزارش‌شده باید تأیید و نظارت شود. استفاده از اندازه‌گیری‌های درخشش بر روی آب به ما این امکان را می‌دهد که از نسل بعدی ماهواره‌های متان برای گنجاندن تولید نفت و گاز فراساحلی در پایش جوی خود استفاده کنیم، منبعی که قبلاً نظارت بر انتشار گازهای گلخانه‌ای دشوار بود.»
گرنت آلنیک فیزیکدان اتمسفر در دانشگاه منچستر می‌گوید: «این مطالعه یافته‌های پروژه‌های میدانی پیشین مبتنی بر اندازه‌گیری را تأیید می‌کند، که به طور مداوم نشان داده‌اند که تعداد کمی از تأسیسات (خشکی و فراساحلی) معمولاً اکثریت بزرگ انتشار متان را تشکیل می‌دهند. تاسیسات به اصطلاح سوپر ساطع کننده. اغلب، دلایل این ممکن است به دلیل عملکرد ضعیف عملیاتی، یا برخی از هواگیری بالقوه ناشناس یا ناخواسته (به نام انتشار فراری) باشد. شناسایی ابر انتشار دهنده‌ها به این روش می‌تواند به مداخلات سریع برای جلوگیری از انتشار بیشتر کمک کند و منجر به سیاست‌گذاری و مقررات انتشار هدفمندتر شود.»
موجودی های دقیق
آلن همچنین اشاره می‌کند که اندازه‌گیری مستقیم انتشار متان می‌تواند به ما در شناسایی اشتباهات موجودی انتشار گازهای گلخانه‌ای ملی و تخمین‌های انتشار گزارش‌شده توسط اپراتور کمک کند. مورد اول برای پاسخگویی دولت ها به اهداف کاهش انتشار آب و هوا و به ما امکان مدل سازی دقیق مسیرهای انتشار و تغییرات آب و هوایی مهم است. او نتیجه می‌گیرد: «مطالعات مبتنی بر اندازه‌گیری مانند این به حفظ موجودی‌های انتشار تا حد امکان صادقانه کمک می‌کند».
مبارزه با آروغ زدن گاو: اندازه گیری انتشار متان از گاوها
با تکمیل مطالعه اولیه، محققان اکنون به دنبال بازگشت به خلیج مکزیک برای بررسی جمعیت بزرگ‌تری از زیرساخت‌های فراساحلی هستند تا ارزیابی‌های نرخ تلفات متان در منطقه را بهبود بخشند. این شامل سکوهای آب های عمیق است که تولید آنها با همتایان آب های کم عمق متفاوت است.
آیاسه می‌افزاید: «ما همچنین مشتاقانه منتظر پرتاب دو ماهواره اول کربن مپر در سال 2023 هستیم. او توضیح می دهد که اینها "برای ارائه نظارت جهانی کاملتر و مقاوم تر از انتشار متان از مناطق عمده تولید نفت و گاز دریایی که در غیر این صورت تا حد زیادی نامرئی باقی می مانند" طراحی شده اند.
مطالعه در شرح داده شده است محیط زیست نامه تحقیقات.
