science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Nieuwe technologieën maken zich op om voortvluchtige methaanlekken te vinden

Een UAV-screeningsysteem met vaste vleugels wordt gelanceerd vanaf een katapult. Krediet:het gesprek

Een reeks nieuwe technologieën kan binnenkort patrouilleren voor voortvluchtige — onzichtbare maar schadelijke — aardgaslekken uit de olie- en gassector. Onze recente studie suggereert dat drones, vliegtuigen, vrachtwagens, vaste sensoren en zelfs satellieten kunnen klaar zijn om gaslekken snel op te sporen, het voorkomen van schade aan het milieu en de menselijke gezondheid.

Daten, jacht op lekken is beperkt tot het gebruik van een paar handsensoren. Deze methoden zijn traag en duur. Nutsvoorzieningen, regelgevers in Canada en de Verenigde Staten willen bedrijven laten beslissen welke technologieën ze gebruiken.

Een onzichtbare bedreiging

Lekkend aardgas is onzichtbaar voor het menselijk oog en vormt een ernstig milieuprobleem. methaan, het hoofdbestanddeel van aardgas, is een broeikasgas dat 86 keer krachtiger is dan CO 2 meer dan 20 jaar. Vluchtige emissies vormen ook een veiligheidsrisico:aardgas vermengd met lucht kan explosief zijn. Om het af te maken, Naast methaan worden vaak gevaarlijke en kankerverwekkende stoffen uitgestoten.

De productie van aardgas neemt een hoge vlucht in Noord-Amerika, grotendeels te danken aan ontwikkelingen als hydraulisch breken en horizontaal boren. Voorstanders van aardgas, die schoner brandt dan steenkool, beschrijven het vaak als een transitiebrandstof die de klimaatverandering kan helpen verminderen.

Deze visie kan optimistisch zijn. Om een ​​verbetering te zijn, aardgas moet worden verbrand. Indien uitgestoten in de atmosfeer tijdens productie of distributie, klimaatvoordelen ten opzichte van steenkool kunnen worden verminderd of zelfs teruggedraaid.

Om ervoor te zorgen dat aardgas zijn reputatie als een zachter alternatief voor andere fossiele brandstoffen waarmaakt, lekkages moeten worden gevonden en gerepareerd.

Niet alle lekken zijn gelijk

Het opsporen van methaanlekken is een serieuze uitdaging. Er zijn meer dan twee miljoen olie- en gasbronnen in Noord-Amerika, en lekken komen vaak voor. Gelukkig, de meeste lekken zijn klein. De totale emissies worden vaak gedomineerd door een klein aantal grote lekken:ongeveer vijf procent van de bronnen is verantwoordelijk voor de helft van alle emissies.

Deze bronnen, soms superstralers genoemd, zijn het laaghangende fruit van de inspanningen om de uitstoot te verminderen. Momenteel goedgekeurde lekdetectiemethoden zijn traag en duur, beperken hoe vaak lekken kunnen worden gezocht, gevonden en gerepareerd. Nieuwe screeningtechnologieën, zoals vliegtuigen, drones en vrachtwagens, zijn meestal minder gevoelig dan traditionele methoden, maar kan een oplossing bieden om grote lekken snel op te sporen.

De nieuwe technologie in de buurt

Recente wetten in Canada behoren tot de eersten die het gebruik van nieuwe technologieën in programma's voor lekbeheer erkennen. specifiek, olie- en gasmaatschappijen mogen alternatieve programma's op maat ontwikkelen als ze minstens zo effectief zijn als traditionele methoden.

Deze wetten treden in werking in januari 2020, en een groeiend aantal startende bedrijven staat in de rij om lekken te vinden. Bij elkaar genomen, deze leveranciers van oplossingen bieden een indrukwekkende verscheidenheid aan lekbeheerservices. Echter, Er is heel weinig bekend over de prestaties van deze nieuwe methoden - zijn ze echt zo goed als de gevestigde methoden?

Deze onbekenden vormen een uitdaging voor producenten, wie moet beslissen welke technologieën te gebruiken, en aan regelgevers, wie moet beslissen welke technologieën worden goedgekeurd. Ons onlangs gepubliceerde artikel met open toegang behandelt enkele van de grootste vragen die de acceptatie van deze nieuwe lekdetectietechnologieën in de weg staan.

In ons onderzoek, we ontdekten dat de meeste technologieën lekken kunnen detecteren, maar dat ze aanzienlijk verschillen in hun sterke punten en beperkingen. Vliegtuigen, bijvoorbeeld, kan tientallen faciliteiten op een dag overzien, vergeleken met slechts enkele voor conventionele handheld-methoden. Echter, vliegtuigen zijn veel minder gevoelig en kunnen kleine en middelgrote lekken niet detecteren.

drones, die vernieuwers blijven boeien en investeerders blijven lokken, kan lekken vinden, maar is arbeidsintensief omdat de meeste systemen toezicht van een piloot vereisen.

Het is nog niet aangetoond dat satellieten betrouwbaar lekken detecteren. Echter, nieuwe satellieten worden ontwikkeld en gelanceerd, en ze kunnen binnenkort een rol spelen bij lekbeheer. Het Environmental Defense Fund lanceert zijn eigen satelliet, ontworpen om olie- en gasfaciliteiten te controleren en de resultaten openbaar te maken om olie- en gasbedrijven verantwoordelijk te houden voor hun emissies.

De belofte van screeningtechnologieën ligt in de onderzoeksfrequentie. Als superemitterlekken snel worden gevonden, we kunnen maanden of jaren voorkomen dat ze lekken voordat ze worden gevonden. Maar wat als screeningtechnologieën niet echt de grootste lekken vinden?

Wat we niet weten kan doe ons pijn

Vroeger, als tijdens een routine-inspectie lekkages zijn gemist, niemand zou het weten. Een gemist lek kan in stilte doorgaan, terwijl regelgevers en de industrie zouden geloven dat er niets aan de hand was.

In de toekomst, het zal voor bedrijven moeilijker zijn om deze lekken voor het publiek te verbergen. Veel nieuwe technologieën vereisen geen toegang tot de site en kunnen door iedereen worden bediend, inclusief compliance officers van de overheid en non-profitorganisaties.

De prestaties van toekomstige technologieën moeten zorgvuldig worden geëvalueerd. Onze studie krast slechts het oppervlak van het leren over welke rol nieuwe technologieën zullen spelen. Er is meer gericht onderzoek nodig, met inspanningen die al aan de gang zijn.

Alle technologieën missen lekken, maar hoe groot zijn degenen die we missen, en wanneer zullen we ze het meest waarschijnlijk missen? Dit zijn de vragen die leidend zullen zijn bij de selectie van nieuwe lekbeheersystemen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.