Metanutslipp fra offshore olje- og gassplattformer kan systematisk kartlegges ved hjelp av en solglimt-basert fjernmålingsmetode, har forskere fra USA vist. Deres nye tilnærming kan bidra til å informere om arbeidet med å redusere metanutslipp og forbedre nasjonale utslippsbeholdninger.
Metan er en kraftig drivhusgass og er en betydelig bidragsyter til klimaendringer. Tidligere forskning har fastslått at minst 20 % av menneskerelaterte metanutslipp kommer fra olje- og gassproduksjon. Disse kan stamme både fra normal drift og funksjonsfeil eller lekkasjer.
Mens metanutslipp fra landbaserte olje- og gassanlegg er godt studert, er utslipp fra offshoreplattformer dårlig forstått, til tross for at disse anleggene bidrar til rundt 30 % av all olje- og gassproduksjon. Gjeldende estimater av metanutslipp har en tendens til å være upålitelige – og de klarer ikke å ta hensyn til skjeve utslipp der en liten brøkdel av utstyret er ansvarlig for en stor andel av utslippene.
Utfordringer til havs
Observasjonsstudier er i mellomtiden vanskelige gitt de avsidesliggende plasseringene til offshoreplattformer. Båter er ofte ikke i stand til å komme nærme nok plattformer og mangler evnen til nøyaktig å oppdage forhøyede utslipp. Fly utstyrt med gassanalysatorer kan oppdage metan, men har en tendens til å være ute av stand til å lokalisere kilder med nødvendig nøyaktighet. Fly og satellitter bevæpnet med bildespektrometre tilbyr høyere romlig oppløsning – men de sliter med sporgassdeteksjon over havet fordi vann er en veldig mørk overflate i metanabsorpsjonsbåndene.
For å løse disse manglene atmosfærisk vitenskapsmann Alana Ayasse fra University of Arizona og Carbon Mappers og kolleger har demonstrert potensialet til en fjernmålingsmetode som fungerer ved å fange solglimt på vannoverflaten. Dette gir tilstrekkelig reflektert utstråling til å skjelne et metansignal.
"Vi oppnår dette ved å sette flyet på rett tid og sted, slik at vinkelen på sensoren - montert på flyet - er i samme vinkel som solen og er på linje med målet," forklarer Ayasse.
Louisiana studie
I 2021 brukte teamet denne teknikken til å analysere over tid utslippene fra mer enn 150 offshore, grunt vann olje/gassbrønner og produksjonsplattformer i Mexicogulfen, utenfor kysten av Louisiana. Undersøkelsen dekket rundt 8 % av alle slike anlegg i regionen.
Ikke bare demonstrerte forskerne effekten av solglimtmetoden for fjerndeteksjon av metanutslipp, men de kunne også avsløre at utslippene fra offshoreplattformene generelt ser ut til å være både høyere i forhold til produksjon og mer vedvarende enn utslippene fra offshoreplattformene. olje- og gassbassenger på land. Videre var utslippene svært skjeve, bemerket teamet, og de fleste kom fra lagertanker og ventilasjonsbommer.
Dette arbeidet er et stort skritt mot fullskala operasjonell overvåking av offshoreproduksjoner over store områder globalt
Alana Ayasse
"Selv om det har vært noen få engangseksperimentelle påvisninger av metan over havet, er dette arbeidet et stort skritt mot fullskala operasjonell overvåking av offshoreproduksjoner over store områder globalt," forklarer Ayasse. Denne kapasiteten, sier hun, er avgjørende for å informere om utslippsreduksjonsarbeid. Forskerne påpeker for eksempel at normal drift av en trykkavlastningsventil kan være ansvarlig for intermitterende metanutslipp fra en lagertank – men en mer vedvarende utslipp kan tyde på at en ventil sitter fast og trenger reparasjon.
"Vi har demonstrert med pilotprogrammer i California at deling av høyoppløselige metandata med olje- og gassoperatører på land direkte kan føre til frivillig lekkasjereparasjon," sier Ayasse. "Langsiktig reduksjon krever mange aktører og mange bevegelige deler, men å ha gode data er grunnleggende for det hele."
Utplassering av satellitt
Atmosfærisk fysiker Debra Wunch fra University of Toronto, som ikke var involvert i studien, sier at forskningen gir ytterligere bevis på at rapporterte utslipp må verifiseres og overvåkes for å gjøre fremskritt med å redusere metanutslipp. "Å bruke glimtmålinger over vann vil tillate oss å bruke neste generasjon metansatellitter for å inkludere offshore olje- og gassproduksjon i vår atmosfæriske overvåking, en tidligere vanskelig kilde til utslipp å overvåke."
Grant Allen, sier en atmosfærisk fysiker ved University of Manchester, "Studien bekrefter funnene fra tidligere målingsledede feltprosjekter, som konsekvent har funnet ut at et lite antall anlegg (på land og til havs) typisk står for det store flertallet av metanutslippene - såkalte super-emitteranlegg. Ofte kan årsakene til dette skyldes dårlig operativ praksis, eller noen potensielt uidentifisert eller uønsket ventilasjon (kalt flyktig utslipp). Å identifisere superutslippere på denne måten kan bidra til å målrette raske intervensjoner for å forhindre ytterligere utslipp og føre til mer målrettet utslippspolitikk og regulering.»
Nøyaktige varelager
Allen påpeker også at direkte måling av metanutslipp kan hjelpe oss med å identifisere feil i nasjonale klimagassutslippsbeholdninger og operatørrapporterte utslippsestimater. Førstnevnte er viktig for å holde myndighetene ansvarlige for reduksjonsmål for klimautslipp og for å la oss modellere utslipps- og klimaendringer nøyaktig. Han konkluderer: "Målingsledede studier som dette hjelper til med å holde utslippsbeholdningene våre så ærlige som mulig".
Bekjempe raping fra storfe: måling av metanutslipp fra kyr
Etter at den første studien er fullført, ser forskerne nå tilbake til Mexicogulfen for å kartlegge en større populasjon av offshore-infrastruktur for å forbedre vurderingene av metan-tap i regionen. Dette inkluderer dypvannsplattformer, hvis produksjon er forskjellig fra deres motparter på grunt vann.
"Vi ser også frem til å skyte opp de to første Carbon Mapper-satellittene i 2023," legger Ayasse til. Disse, forklarer hun, "er designet for å gi mer fullstendig og motstandsdyktig global overvåking av metanutslipp fra store offshore olje- og gassproduksjonsområder som ellers forblir stort sett usynlige".
Studien er beskrevet i Environmental Research Letters.
