Amerikkalaiset tutkijat ovat osoittaneet, että offshore-öljy- ja kaasulauttojen metaanipäästöt voidaan kartoittaa systemaattisesti aurinkokiiltoon perustuvalla kaukokartoitusmenetelmällä. Heidän uusi lähestymistapansa voisi auttaa tiedottamaan pyrkimyksistä vähentää metaanin vapautumista ja parantaa kansallisia päästökartoituksia.
Voimakas kasvihuonekaasu, metaani, on merkittävä ilmastonmuutoksen tekijä. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että vähintään 20 % ihmisen aiheuttamista metaanipäästöistä on peräisin öljyn ja kaasun tuotannosta. Nämä voivat johtua sekä normaalista toiminnasta että toimintahäiriöistä tai vuodoista.
Vaikka metaanin vapautuminen maalla sijaitsevista öljy- ja kaasulaitoksista on hyvin tutkittu, offshore-lauttojen päästöjä ymmärretään huonosti, vaikka näiden laitosten osuus öljyn ja kaasun tuotannosta on noin 30 prosenttia. Nykyiset arviot metaanipäästöistä ovat yleensä epäluotettavia – eivätkä ne ota huomioon vääristyneitä päästöjä, joissa pieni osa laitteista on vastuussa suuresta osasta päästöjä.
Offshore-haasteita
Havaintotutkimukset ovat puolestaan vaikeita offshore-alustojen syrjäisten sijaintien vuoksi. Veneet eivät useinkaan pääse tarpeeksi lähelle tasoja, eivätkä ne pysty havaitsemaan tarkasti kohonneita päästöjä. Kaasuanalysaattoreilla varustetut lentokoneet voivat havaita metaanin, mutta eivät yleensä pysty paikantamaan lähteitä vaaditulla tarkkuudella. Kuvausspektrometreillä varustetut lentokoneet ja satelliitit tarjoavat paremman avaruudellisen resoluution, mutta niiden kanssa on vaikeuksia havaita kaasua valtameren yläpuolella, koska vesi on hyvin tumma pinta metaanin absorptiovyöhykkeissä.
Näiden puutteiden korjaamiseksi ilmakehän tiedemies Alana Ayasse Arizonan yliopistosta ja Carbon Mappers ja kollegat ovat osoittaneet kaukokartoitusmenetelmän potentiaalin, joka toimii vangitsemalla auringon kimalteita veden pinnalla. Tämä tarjoaa riittävän heijastuneen säteilyn metaanisignaalin erottamiseen.
"Saavutamme tämän kallistamalla lentokoneen oikeaan aikaan ja oikeaan paikkaan siten, että anturin kulma - asennettuna koneeseen - on samassa kulmassa kuin aurinko ja linjassa kohteen kanssa", Ayasse selittää.
Louisianan tutkimus
Vuonna 2021 tiimi käytti tätä tekniikkaa analysoidakseen ajan mittaan yli 150 avomerellä sijaitsevan, matalan veden öljy-/kaasukaivon ja tuotantolaitoksen päästöjä Meksikonlahdella Louisianan rannikon edustalla. Kysely kattoi noin 8 % kaikista alueen tällaisista tiloista.
Tutkijat eivät ainoastaan osoittaneet auringon kimalle -menetelmän tehokkuutta metaanin vapautumisen etähavainnointiin, vaan he pystyivät myös paljastamaan, että offshore-alustojen päästöt näyttävät yleensä olevan sekä korkeampia suhteessa tuotantoon että pysyvämmiltä kuin päästöt. maalla sijaitsevissa öljy- ja kaasualtaissa. Lisäksi päästöt olivat erittäin vinoja, työryhmä huomautti, ja suurin osa niistä oli peräisin varastosäiliöistä ja tuuletuspuomeista.
Tämä työ on iso askel kohti offshore-tuotannon täysimittaista operatiivista seurantaa laajoilla alueilla maailmanlaajuisesti
Alana Ayasse
"Vaikka meren yllä on tehty muutamia aiempaa kertaluonteisia kokeellisia metaanin havaintoja, tämä työ on iso askel kohti offshore-tuotannon täysimittaista operatiivista seurantaa laajoilla alueilla maailmanlaajuisesti", Ayasse selittää. Tämä kapasiteetti on hänen mukaansa elintärkeä tiedottaessa päästöjen vähentämistoimista. Esimerkiksi tutkijat huomauttavat, että paineenalennusventtiilin normaali toiminta saattaa olla vastuussa varastosäiliön ajoittaisista metaanipäästöistä, mutta jatkuvampi vapautuminen voi olla merkki siitä, että venttiili on jumissa ja tarvitsee korjausta.
"Olemme osoittaneet pilottiohjelmilla Kaliforniassa, että korkearesoluutioisten metaanitietojen jakaminen maalla sijaitsevien öljy- ja kaasualan toimijoiden kanssa voi suoraan johtaa vapaaehtoisiin vuotojen korjaamiseen", Ayasse sanoo. "Pitkän aikavälin lieventäminen vaatii monia toimijoita ja monia liikkuvia osia, mutta hyvän datan saanti on kaiken perusta.
Satelliittien käyttöönotto
Ilmakehän fyysikko Debra Wunch Toronton yliopiston edustaja, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, sanoo, että tutkimus tarjoaa lisätodisteita siitä, että raportoidut päästöt on tarkistettava ja seurattava, jotta metaanin vapautumisen vähentämisessä edistyttäisiin. "Käyttämällä kimaltelevia mittauksia veden päällä voimme käyttää seuraavan sukupolven metaanisatelliitteja sisällyttämään öljyn ja kaasun offshore-tuotannon ilmakehän seurantaamme, joka oli aiemmin vaikeasti seurattava päästölähde."
Grant Allen, Manchesterin yliopiston ilmakehäfyysikko sanoo: "Tutkimus vahvistaa aikaisempien mittausvetoisten kenttäprojektien havainnot, joissa on johdonmukaisesti havaittu, että pieni määrä laitoksia (maan ja offshore) aiheuttaa tyypillisesti suurimman osan metaanipäästöistä. niin sanotut super-emitteritilat. Usein syyt tähän voivat johtua huonosta käyttökäytännöstä tai jostakin mahdollisesti tunnistamattomasta tai ei-toivotusta tuuletuksesta (kutsutaan hajapäästöistä). Suurpäästöjen aiheuttajien tunnistaminen tällä tavalla voi auttaa kohdistamaan nopeita toimia päästöjen estämiseksi ja johtaa kohdistetumpaan päästöpolitiikkaan ja -sääntelyyn."
Tarkat varastot
Allen huomauttaa myös, että metaanipäästöjen suora mittaaminen voi auttaa meitä tunnistamaan virheet kansallisissa kasvihuonekaasupäästöluetteloissa ja käyttäjien ilmoittamissa päästöarvioissa. Edellinen on tärkeä, jotta hallitukset saadaan tilille ilmastopäästöjen vähentämistavoitteista ja jotta voimme mallintaa tarkasti päästöjen ja ilmastonmuutoksen kehityskulkuja. Hän päättelee: "Tämän kaltaiset mittausvetoiset tutkimukset auttavat pitämään päästöluettelomme mahdollisimman rehellisinä".
Naudan röyhtäilyn torjunta: lehmien metaanipäästöjen mittaaminen
Kun alkuperäinen tutkimus on valmis, tutkijat haluavat nyt palata Meksikonlahdelle tutkiakseen suurempaa offshore-infrastruktuurin väestöä parantaakseen arvioita metaanihäviömääristä alueella. Tämä sisältää syvänmeren alustat, joiden tuotanto eroaa matalan veden vastineistaan.
"Odotamme myös kahden ensimmäisen Carbon Mapper -satelliitin laukaisua vuonna 2023", Ayasse lisää. Hän selittää, että ne "on suunniteltu tarjoamaan täydellisempi ja kestävämpi globaali seuranta metaanipäästöille suurilta offshore-öljyn ja kaasun tuotantoalueilta, jotka muutoin jäävät suurelta osin näkymättömiksi".
Tutkimus on kuvattu kohdassa Ympäristötutkimuksen kirjeet.
