Исследователи из США показали, что выбросы метана с морских нефтегазовых платформ можно систематически картировать с помощью метода дистанционного зондирования на основе солнечных бликов. Их новый подход может помочь в усилиях по сокращению выбросов метана и улучшению национальных кадастров выбросов.
Мощный парниковый газ, метан, вносит значительный вклад в изменение климата. Предыдущие исследования установили, что не менее 20% выбросов метана, связанных с деятельностью человека, связаны с добычей нефти и газа. Они могут быть вызваны как нормальной работой, так и неисправностями или утечками.
В то время как выбросы метана из наземных нефтегазовых объектов хорошо изучены, выбросы с морских платформ плохо изучены, несмотря на то, что на эти объекты приходится около 30% всей добычи нефти и газа. Текущие оценки выбросов метана, как правило, ненадежны, и они не учитывают асимметричные выбросы, когда небольшая доля оборудования отвечает за большую долю выбросов.
Оффшорные вызовы
В то же время наблюдательные исследования затруднены из-за удаленности морских платформ. Лодки часто не могут подойти достаточно близко к платформам и не имеют возможности точно обнаруживать шлейфы повышенных выбросов. Самолеты, оснащенные газоанализаторами, могут обнаруживать метан, но, как правило, не могут определить местонахождение источников с требуемой точностью. Самолеты и спутники, оснащенные визуализирующими спектрометрами, обеспечивают более высокое пространственное разрешение, но им сложно обнаруживать следы газов над океаном, потому что вода представляет собой очень темную поверхность в полосах поглощения метана.
Для устранения этих недостатков атмосферный ученый Алана Аяссе из Аризонского университета, Carbon Mappers и коллеги продемонстрировали потенциал метода дистанционного зондирования, который работает, фиксируя отблеск солнца на поверхности воды. Это обеспечивает достаточную отраженную яркость, чтобы различить сигнал метана.
«Мы достигаем этого, поворачивая самолет в нужное время и в нужном месте, так что угол датчика, установленного на самолете, находится под тем же углом, что и Солнце, и находится на одной линии с целью», — объясняет Аяссе.
исследование Луизианы
В 2021 году команда использовала этот метод для анализа выбросов из более чем 150 морских мелководных нефтяных и газовых скважин и производственных платформ в Мексиканском заливе у побережья Луизианы. Опросом было охвачено около 8% всех таких объектов региона.
Исследователи не только продемонстрировали эффективность метода солнечного блика для дистанционного обнаружения выброса метана, но также смогли выявить, что выбросы с морских платформ, как правило, выше по сравнению с добычей и более устойчивы, чем выбросы с береговые нефтегазоносные бассейны. Кроме того, команда отметила, что выбросы были сильно асимметричными, причем большая часть из них была получена из резервуаров для хранения и вентиляционных боновых заграждений.
Эта работа является большим шагом на пути к полномасштабному оперативному мониторингу морской добычи на больших площадях по всему миру.
Алана Аяссе
«Несмотря на то, что ранее было несколько разовых экспериментальных обнаружений метана над океаном, эта работа является большим шагом на пути к полномасштабному оперативному мониторингу морской добычи на больших площадях во всем мире», — объясняет Аяссе. По ее словам, этот потенциал жизненно важен для информирования усилий по сокращению выбросов. Например, исследователи отмечают, что нормальная работа предохранительного клапана может быть причиной прерывистого выброса метана из резервуара для хранения, но более постоянный выброс может свидетельствовать о том, что клапан застрял и нуждается в ремонте.
«С помощью пилотных программ в Калифорнии мы продемонстрировали, что обмен данными по метану с высоким разрешением с береговыми нефтегазовыми операторами может напрямую привести к добровольным действиям по устранению утечек», — говорит Аяссе. «Долгосрочное смягчение последствий требует многих участников и многих движущихся частей, но наличие надежных данных имеет основополагающее значение для всего этого».
Развертывание спутников
Атмосферный физик Дебра Вунч из Университета Торонто, который не участвовал в исследовании, говорит, что исследование предоставляет дополнительные доказательства того, что для достижения прогресса в сокращении выбросов метана необходимо проверять и контролировать отчетные выбросы. «Использование измерений бликов над водой позволит нам использовать метановые спутники следующего поколения, чтобы включить в наш мониторинг атмосферы морскую добычу нефти и газа, источник выбросов, который ранее было трудно отслеживать».
Грант Аллен, специалист по атмосферной физике из Манчестерского университета, говорит: «Исследование подтверждает результаты предыдущих полевых проектов, основанных на измерениях, которые постоянно обнаруживали, что на небольшое количество объектов (наземных и морских) обычно приходится большая часть выбросов метана. так называемые суперэмиттерные установки. Часто причины этого могут быть связаны с плохой практикой эксплуатации или потенциально неопознанным или нежелательным выбросом (называемым неконтролируемым выбросом). Выявление суперэмитентов таким образом может помочь в принятии быстрых мер для предотвращения дальнейших выбросов и привести к более целенаправленной политике и регулированию выбросов».
Точная инвентаризация
Аллен также отмечает, что непосредственное измерение выбросов метана может помочь нам выявить ошибки в национальных кадастрах выбросов парниковых газов и оценках выбросов, сообщаемых операторами. Первое важно для привлечения правительств к ответственности за цели по сокращению выбросов в атмосферу и позволяет нам точно моделировать траектории выбросов и изменения климата. Он заключает: «Исследования, основанные на измерениях, подобные этому, помогают сделать наши кадастры выбросов максимально точными».
Борьба с отрыжкой крупного рогатого скота: измерение выбросов метана от коров
Завершив первоначальное исследование, исследователи теперь планируют вернуться в Мексиканский залив, чтобы обследовать большее количество объектов морской инфраструктуры, чтобы улучшить оценки скорости потери метана в регионе. Сюда входят глубоководные платформы, производство которых отличается от их мелководных аналогов.
«Мы также с нетерпением ждем запуска первых двух спутников Carbon Mapper в 2023 году», — добавляет Аяссе. Она объясняет, что они «предназначены для обеспечения более полного и надежного глобального мониторинга выбросов метана из крупных морских районов добычи нефти и газа, которые в противном случае остаются в значительной степени невидимыми».
Исследование описано в Экологическая Research Letters,.
