นักวิจัยจากสหรัฐฯ ได้แสดงให้เห็นแล้วว่าการปล่อยก๊าซมีเทนจากแท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งนั้นทำแผนที่อย่างเป็นระบบได้โดยใช้วิธีการตรวจวัดระยะไกลที่อาศัยแสงแดดจ้า แนวทางใหม่ของพวกเขาสามารถช่วยแจ้งความพยายามในการลดการปล่อยก๊าซมีเทนและปรับปรุงปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในระดับชาติ
ก๊าซมีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกที่ทรงประสิทธิภาพเป็นตัวการสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การวิจัยก่อนหน้านี้ระบุว่าอย่างน้อย 20% ของการปล่อยก๊าซมีเทนที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์มาจากการผลิตน้ำมันและก๊าซ สิ่งเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งจากการทำงานปกติและการทำงานผิดพลาดหรือการรั่วไหล
ในขณะที่มีการศึกษาการปล่อยก๊าซมีเทนจากแหล่งน้ำมันและก๊าซบนบกเป็นอย่างดี การปล่อยก๊าซมีเทนจากแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่งนั้นไม่ค่อยเข้าใจ แม้ว่าโรงงานเหล่านี้จะมีส่วนทำให้การผลิตน้ำมันและก๊าซประมาณ 30% ทั้งหมด การประมาณการการปล่อยก๊าซมีเทนในปัจจุบันมีแนวโน้มที่จะไม่น่าเชื่อถือ และไม่ได้คำนึงถึงการปล่อยก๊าซที่เบ้ ซึ่งอุปกรณ์เพียงเล็กน้อยมีส่วนรับผิดชอบต่อการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในปริมาณมาก
ความท้าทายนอกชายฝั่ง
การศึกษาเชิงสังเกตในขณะเดียวกันก็เป็นเรื่องยากเนื่องจากสถานที่ห่างไกลของแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง เรือมักไม่สามารถเข้าใกล้ชานชาลาได้มากพอ และขาดความสามารถในการตรวจจับการปล่อยมลพิษที่ลอยสูงขึ้นได้อย่างแม่นยำ เครื่องบินที่ติดตั้งเครื่องวิเคราะห์ก๊าซสามารถตรวจจับก๊าซมีเทนได้ แต่มักจะไม่สามารถระบุแหล่งที่มาได้อย่างแม่นยำตามที่ต้องการ เครื่องบินและดาวเทียมติดอาวุธด้วยเครื่องสเปกโตรมิเตอร์การถ่ายภาพมีความละเอียดเชิงพื้นที่สูงกว่า แต่พวกมันต้องดิ้นรนกับการตรวจจับก๊าซในมหาสมุทร เนื่องจากน้ำเป็นพื้นผิวที่มืดมากในแถบดูดกลืนก๊าซมีเทน
เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องเหล่านี้ Alana Ayasse จาก University of Arizona และ Carbon Mappers และเพื่อนร่วมงาน ได้แสดงให้เห็นศักยภาพของวิธีการสำรวจระยะไกลที่ทำงานโดยจับแสงจ้าของดวงอาทิตย์บนผิวน้ำ สิ่งนี้ให้แสงสะท้อนที่เพียงพอในการมองเห็นสัญญาณมีเทน
“เราบรรลุเป้าหมายนี้โดยการยกเครื่องบินในเวลาและสถานที่ที่เหมาะสม เพื่อให้มุมของเซ็นเซอร์ – ติดตั้งกับเครื่องบิน – อยู่ในมุมเดียวกับดวงอาทิตย์และอยู่ในแนวเดียวกับเป้าหมาย” Ayasse อธิบาย
หลุยเซียน่าศึกษา
ในปี พ.ศ. 2021 ทีมงานใช้เทคนิคนี้ในการวิเคราะห์การปล่อยมลพิษจากบ่อน้ำมัน/ก๊าซธรรมชาตินอกชายฝั่งมากกว่า 150 แห่ง และแท่นผลิตในอ่าวเม็กซิโกนอกชายฝั่งหลุยเซียน่า การสำรวจครอบคลุมประมาณ 8% ของสิ่งอำนวยความสะดวกทั้งหมดในภูมิภาค
นักวิจัยไม่เพียงแต่แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของวิธีแสงจ้าของดวงอาทิตย์ในการตรวจจับการปล่อยก๊าซมีเทนจากระยะไกลเท่านั้น แต่พวกเขายังเปิดเผยด้วยว่าการปล่อยก๊าซจากแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่งนั้นโดยทั่วไปแล้วจะสัมพันธ์กับการผลิตที่สูงขึ้นและคงอยู่มากกว่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากแหล่งกำเนิด อ่างน้ำมันและก๊าซบนบก นอกจากนี้ การปล่อยไอเสียยังเบ้สูง ทีมงานตั้งข้อสังเกต โดยส่วนใหญ่มาจากถังเก็บและช่องระบายอากาศ
งานนี้ถือเป็นก้าวสำคัญสู่การตรวจสอบการปฏิบัติงานอย่างเต็มรูปแบบของการผลิตนอกชายฝั่งในพื้นที่ขนาดใหญ่ทั่วโลก
อาลานา อายาสเซ
"ในขณะที่มีการตรวจจับก๊าซมีเทนในมหาสมุทรแบบทดลองครั้งเดียวหลายครั้งก่อนหน้านี้ งานนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการติดตามการปฏิบัติงานอย่างเต็มรูปแบบของการผลิตนอกชายฝั่งในพื้นที่ขนาดใหญ่ทั่วโลก" Ayasse อธิบาย เธอกล่าวว่าความสามารถนี้มีความสำคัญต่อการแจ้งความพยายามในการลดการปล่อยมลพิษ ตัวอย่างเช่น นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าการทำงานปกติของวาล์วระบายแรงดันอาจเป็นสาเหตุของการปล่อยก๊าซมีเทนเป็นระยะๆ จากถังเก็บ แต่การปล่อยอย่างต่อเนื่องมากขึ้นอาจบ่งชี้ว่าวาล์วค้างและจำเป็นต้องซ่อมแซม
“เราได้แสดงให้เห็นกับโครงการนำร่องในแคลิฟอร์เนียว่าการแบ่งปันข้อมูลมีเทนที่มีความละเอียดสูงกับผู้ควบคุมน้ำมันและก๊าซบนบกสามารถนำไปสู่การดำเนินการซ่อมแซมรอยรั่วโดยสมัครใจได้โดยตรง” Ayasse กล่าว “การบรรเทาผลกระทบในระยะยาวต้องใช้ผู้กระทำหลายคนและชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้จำนวนมาก แต่การมีข้อมูลที่ดีนั้นเป็นพื้นฐานของทั้งหมด”
การติดตั้งดาวเทียม
นักฟิสิกส์บรรยากาศ เดบร้า วั้นช์ แห่งมหาวิทยาลัยโทรอนโต ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาวิจัย กล่าวว่า การวิจัยได้ให้หลักฐานเพิ่มเติมว่า เพื่อที่จะให้ความคืบหน้าในการลดการปล่อยก๊าซมีเทน รายงานการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบและติดตาม “การใช้การวัดแสงเหนือน้ำจะทำให้เราสามารถใช้ดาวเทียมมีเทนรุ่นต่อไปเพื่อรวมการผลิตน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งในการเฝ้าติดตามบรรยากาศของเรา ซึ่งก่อนหน้านี้เป็นแหล่งที่มาของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ยากต่อการเฝ้าติดตาม”
แกรนท์ อัลเลนนักฟิสิกส์บรรยากาศที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์กล่าวว่า "การศึกษายืนยันการค้นพบโครงการภาคสนามที่นำโดยการวัดครั้งก่อน ซึ่งพบว่าสิ่งอำนวยความสะดวกจำนวนเล็กน้อย (บนบกและนอกชายฝั่ง) มักเป็นสาเหตุของการปล่อยก๊าซมีเทนส่วนใหญ่ - สิ่งอำนวยความสะดวกที่เรียกว่า super-emitter บ่อยครั้ง สาเหตุของปัญหานี้อาจเกิดจากการปฏิบัติงานที่ไม่ดี หรือการระบายอากาศที่ไม่ทราบสาเหตุหรือไม่ต้องการ (เรียกว่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจก) การระบุ super emitters ด้วยวิธีนี้สามารถช่วยในการกำหนดเป้าหมายการแทรกแซงอย่างรวดเร็วเพื่อป้องกันการปล่อยมลพิษเพิ่มเติมและนำไปสู่นโยบายและระเบียบข้อบังคับเกี่ยวกับการปล่อยมลพิษที่กำหนดเป้าหมายมากขึ้น "
สินค้าคงคลังที่ถูกต้อง
Allen ยังชี้ให้เห็นว่าการวัดการปล่อยก๊าซมีเทนโดยตรงสามารถช่วยเราระบุข้อผิดพลาดในสินค้าคงคลังการปล่อยก๊าซเรือนกระจกระดับประเทศและการประมาณการการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ผู้ปฏิบัติงานรายงาน แบบเดิมมีความสำคัญต่อการให้รัฐบาลพิจารณาเป้าหมายการลดการปล่อยมลพิษจากสภาพอากาศ และช่วยให้เราสามารถจำลองการปล่อยมลพิษและวิถีการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้อย่างแม่นยำ เขาสรุปว่า "การศึกษาที่นำโดยการวัดผลเช่นนี้ช่วยให้สินค้าคงคลังการปล่อยมลพิษของเรามีความซื่อสัตย์มากที่สุด"
ต่อสู้กับวัวพ่น: การวัดการปล่อยก๊าซมีเทนจากวัว
เมื่อการศึกษาเบื้องต้นเสร็จสิ้น นักวิจัยกำลังมองหาที่จะกลับไปยังอ่าวเม็กซิโกเพื่อสำรวจโครงสร้างพื้นฐานนอกชายฝั่งของประชากรจำนวนมากขึ้น เพื่อปรับปรุงการประเมินอัตราการสูญเสียก๊าซมีเทนในภูมิภาค ซึ่งรวมถึงแท่นขุดเจาะน้ำลึกซึ่งมีการผลิตแตกต่างจากแท่นขุดเจาะน้ำตื้น
“เรายังตั้งตารอที่จะเปิดตัวดาวเทียม Carbon Mapper สองดวงแรกในปี 2023” Ayasse กล่าวเสริม เธออธิบายว่า "ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การตรวจสอบการปล่อยก๊าซมีเทนทั่วโลกที่สมบูรณ์และต้านทานจากพื้นที่การผลิตน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งที่สำคัญซึ่งส่วนใหญ่ยังคงมองไม่เห็น"
การศึกษาได้อธิบายไว้ใน จดหมายวิจัยสิ่งแวดล้อม.
