ניתן למפות באופן שיטתי את פליטת מתאן מפלטפורמות נפט וגז בים באמצעות שיטת חישה מרחוק המבוססת על נצנוץ שמש, כך הראו חוקרים מארה"ב. הגישה החדשה שלהם עשויה לסייע במאמצים להפחית את שחרור מתאן ולשפר את מלאי הפליטות הלאומיים.
מתאן הוא גז חממה רב עוצמה, תורם משמעותי לשינויי האקלים. מחקרים קודמים קבעו כי לפחות 20% מפליטות מתאן הקשורות לאדם נובעות מהפקת נפט וגז. אלה יכולים לנבוע הן מפעולות רגילות והן מתקלות או דליפות.
בעוד ששחרור מתאן ממתקני נפט וגז יבשתיים נחקר היטב, הפליטות מפלטפורמות ימיות מובנות בצורה גרועה, למרות שמתקנים אלה תורמים לכ-30% מכלל הפקת הנפט והגז. ההערכות הנוכחיות של פליטת מתאן נוטות להיות לא אמינות - והן אינן מתחשבות בפליטות מוטות שבהן חלק קטן מהציוד אחראי לחלק גדול מהפליטות.
אתגרים מחוץ לחוף
מחקרי תצפית, בינתיים, קשים בהתחשב במיקומים המרוחקים של פלטפורמות ימיות. סירות לרוב אינן מסוגלות להתקרב מספיק לפלטפורמות וחסרות את היכולת לזהות במדויק פלומות פליטות גבוהות. מטוסים המצוידים במנתחי גז יכולים לזהות מתאן אך נוטים לא להיות מסוגלים לאתר מקורות בדיוק הנדרש. מטוסים ולוויינים חמושים בספקטרומטרי הדמיה מציעים רזולוציה מרחבית גבוהה יותר - אך הם נאבקים עם זיהוי גז עקבות מעל האוקיינוס מכיוון שהמים הם משטח כהה מאוד ברצועות ספיגת המתאן.
כדי לטפל בחסרונות הללו מדען האטמוספירה אלנה אייאס מאוניברסיטת אריזונה וממפי פחמן ועמיתים הוכיחו את הפוטנציאל של שיטת חישה מרחוק שפועלת על ידי לכידת נצנוץ השמש על פני המים. זה מספק מספיק זוהר מוחזר כדי להבחין באות מתאן.
"אנו משיגים זאת על ידי הנחת המטוס בזמן ובמקום הנכונים, כך שזווית החיישן - המותקן על המטוס - תהיה באותה זווית של השמש והיא מיושרת עם המטרה", מסביר עיאס.
מחקר לואיזיאנה
בשנת 2021 הצוות השתמש בטכניקה זו כדי לנתח לאורך זמן את הפליטות מיותר מ-150 בארות נפט/גז במים רדודים ופלטפורמות הפקה במפרץ מקסיקו, מול חופי לואיזיאנה. הסקר כיסה כ-8% מכלל המתקנים הללו באזור.
לא רק שהחוקרים הוכיחו את יעילותה של שיטת השמש לזיהוי מרחוק של שחרור מתאן, אלא שהם גם הצליחו לחשוף שהפליטות מהפלטפורמות הימיות נראות בדרך כלל גם גבוהות יותר ביחס לייצור וגם מתמשכות יותר מאלו של אגני נפט וגז יבשתיים. יתר על כן, הפליטות היו מוטות מאוד, ציין הצוות, כאשר רובן נגזרו ממיכלי אחסון ובום אוורור.
עבודה זו היא צעד גדול לקראת ניטור תפעולי בקנה מידה מלא של הפקות ימיות על פני שטחים נרחבים ברחבי העולם
אלנה עיאס
"למרות שהיו כמה גילויים ניסיוניים חד-פעמיים קודמים של מתאן מעל האוקיינוס, עבודה זו היא צעד גדול לקראת ניטור תפעולי בקנה מידה מלא של הפקות ימיות על פני שטחים נרחבים ברחבי העולם", מסביר Ayasse. יכולת זו, היא אומרת, חיונית להסברה על מאמצי הפחתת הפליטות. לדוגמה, החוקרים מציינים כי הפעולה הרגילה של שסתום שחרור לחץ עשויה להיות אחראית לפליטות מתאן לסירוגין ממיכל אחסון - אך שחרור מתמשך יותר יכול להעיד על כך ששסתום תקוע וזקוק לתיקון.
"הוכחנו עם תוכניות פיילוט בקליפורניה ששיתוף נתוני מתאן ברזולוציה גבוהה עם מפעילי נפט וגז ביבשה יכול להוביל ישירות לפעולת תיקון דליפות מרצון", אומר Ayasse. "הפחתה ארוכת טווח דורשת שחקנים רבים וחלקים נעים רבים, אבל נתונים טובים הם הבסיס לכל זה."
פריסת לווין
פיזיקאי אטמוספרי דברה וואנץ' מאוניברסיטת טורונטו, שלא היה מעורב במחקר, אומר שהמחקר מספק ראיות נוספות לכך שכדי להתקדם בהפחתת שחרור מתאן, יש לאמת ולנטר את הפליטות המדווחות. "שימוש במדידות נצנצים על פני מים יאפשר לנו להשתמש בדור הבא של לווייני מתאן כדי לכלול הפקת נפט וגז ימית בניטור האטמוספרי שלנו, מקור שהיה בעבר קשה לניטור של פליטות."
גרנט אלן, פיסיקאי אטמוספירה מאוניברסיטת מנצ'סטר אומר, "המחקר מאשר את הממצאים של פרויקטים קודמים בשטח שהובילו מדידה, אשר מצאו בעקביות שמספר קטן של מתקנים (ביבשה וימי) אחראים בדרך כלל לרוב הגדול של פליטת מתאן - מה שנקרא מתקני סופר-פולטים. לעתים קרובות, הסיבות לכך עשויות להיות עקב תרגול תפעולי לקוי, או פריקה שעלולה להיות בלתי מזוהה או לא רצויה (הנקראת פליטה נמלטת). זיהוי פולטי-על בדרך זו יכול לעזור למקד התערבויות מהירות למניעת פליטות נוספות ולהוביל למדיניות ורגולציה ממוקדת יותר של פליטות".
מלאי מדויק
אלן גם מציין כי מדידה ישירה של פליטת מתאן יכולה לעזור לנו לזהות שגיאות במלאי פליטות גזי חממה לאומיים ובהערכות פליטות המדווחות על ידי מפעילים. הראשון חשוב כדי להטיל דין וחשבון של ממשלות על יעדי הפחתת פליטות האקלים ולאפשר לנו לדגמן במדויק מסלולי פליטות ושינויי אקלים. הוא מסכם, "מחקרים מונחי מדידה כגון זה עוזרים לשמור על מלאי הפליטות שלנו כנה ככל האפשר".
מאבק בגיהוק בקר: מדידת פליטת מתאן מפרות
עם סיום המחקר הראשוני שלהם, החוקרים מחפשים כעת לחזור למפרץ מקסיקו כדי לסקור אוכלוסייה גדולה יותר של תשתית ימית על מנת לשפר את ההערכות של שיעורי אובדן מתאן באזור. זה כולל פלטפורמות מים עמוקים, שייצורם שונה ממקבילותיהם במים רדודים.
"אנחנו גם מצפים לשגר את שני הלוויינים הראשונים של Carbon Mapper בשנת 2023", מוסיף Ayasse. אלה, היא מסבירה, "נועדו לספק ניטור עולמי מלא ועמיד יותר של פליטת מתאן מאזורי הפקת נפט וגז בים הגדולים, שבדרך כלל נותרו בלתי נראים במידה רבה".
המחקר מתואר ב מכתבי מחקר סביבתי.
