Aardgas verdringt kolen, dat zou kunnen helpen de klimaatverandering te bestrijden, omdat het verbranden ervan minder koolstofemissies veroorzaakt. Maar bij de productie en het transport van aardgas komt methaan vrij, een broeikasgas dat ook bijdraagt ​​aan klimaatverandering. Hoe groot is het methaanprobleem?

De afgelopen vijf jaar, onze onderzoeksteams van de Colorado State University hebben duizenden methaanemissiemetingen gedaan in meer dan 700 afzonderlijke productiefaciliteiten, bijeenkomst, verwerken, transmissie- en opslagsegmenten van de aardgasvoorzieningsketen.

Deze ervaring heeft ons een uniek perspectief gegeven met betrekking tot de belangrijkste bronnen van methaanemissies van aardgas en de uitdagingen waarmee de industrie wordt geconfronteerd op het gebied van het detecteren en verminderen van, zo niet elimineren, hen.

Ons werk, samen met tal van andere onderzoeksprojecten, werd onlangs gevouwen in een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Science. Deze uitgebreide momentopname suggereert dat de methaanemissies van olie- en gasactiviteiten veel hoger zijn dan de huidige EPA-schattingen.

Wat is er mis met methaan?

Een manier om de omvang van de methaanlekkage te kwantificeren, is door de hoeveelheid methaan die elk jaar wordt uitgestoten te delen door de totale hoeveelheid methaan die elk jaar uit de grond wordt gepompt uit aardgas- en oliebronnen. De EPA schat momenteel deze methaanleksnelheid op 1,4 procent. Dat is, voor elke kubieke voet aardgas uit ondergrondse reservoirs, 1,4 procent daarvan gaat verloren in de atmosfeer.

Deze studie synthetiseerde de resultaten van een vijfjarige reeks van 16 onderzoeken die werden gecoördineerd door de milieubeschermingsgroep Environmental Defense Fund (EDF), waarbij meer dan 140 onderzoekers van meer dan 40 instellingen en 50 aardgasbedrijven betrokken waren.

De inspanning bracht wetenschappers van universiteiten samen, denktanks en de industrie zelf om een ​​zo nauwkeurig mogelijke schatting te maken van de totale hoeveelheid methaan die wordt uitgestoten door alle Amerikaanse olie- en gasactiviteiten. Het integreerde gegevens uit een groot aantal recente onderzoeken met metingen op de grond en vanuit de lucht.

Alles verteld, op basis van de resultaten van onze nieuwe studie, de Amerikaanse olie- en gasindustrie lekt elk jaar 13 miljoen ton methaan, wat betekent dat de methaanleksnelheid 2,3 procent is. Dit verschil van 60 procent tussen onze nieuwe schatting en de oude van de EPA kan ingrijpende gevolgen hebben voor het klimaat.

Methaan is een zeer krachtig broeikasgas, met meer dan 80 keer de klimaatopwarmende impact van kooldioxide in de eerste 20 jaar nadat het vrijkomt.

Een eerdere EDF-studie toonde aan dat een methaanleksnelheid van meer dan 3 procent zou resulteren in geen onmiddellijke klimaatvoordelen van het afbouwen van kolencentrales ten gunste van aardgascentrales.

Dat betekent dat zelfs met een lekkagepercentage van 2,3 procent, het groeiende aandeel van Amerikaanse elektriciteit aangedreven door aardgas doet iets om het tempo van de klimaatverandering te vertragen. Echter, deze klimaatvoordelen zouden veel groter kunnen zijn.

Ook, met een methaanlekkage van 2,3 procent, veel andere toepassingen van aardgas dan het opwekken van elektriciteit zijn onmiskenbaar schadelijk voor het klimaat. Bijvoorbeeld, EDF ontdekte dat het vervangen van de diesel die in de meeste vrachtwagens wordt gebruikt of de benzine die door de meeste auto's wordt verbruikt door aardgas een lekkagepercentage van minder dan 1,4 procent zou vereisen voordat er enig onmiddellijk klimaatvoordeel zou zijn.

Bovendien, sommige wetenschappers zijn van mening dat de lekkagesnelheid zelfs hoger zou kunnen zijn dan onze schatting.

Wat veroorzaakt deze lekken?

Misschien heb je nog nooit nagedacht over de lange reis die aardgas aflegt voordat je de branders van het gasfornuis in je keuken kunt ontsteken.

Maar bovenop de 500, 000 aardgasbronnen die momenteel in de VS actief zijn, er zijn 2 miljoen mijl aan leidingen en miljoenen kleppen, uitrusting, tanks, compressoren en andere componenten die 24 uur per dag werken, zeven dagen per week aardgas bij u thuis afleveren.

Dat aardgas dat je verbrandt als je een partij pannenkoeken opklopt, heeft misschien 1, 000 mijl of meer terwijl het door dit gecompliceerde netwerk ging. Onderweg, er waren voldoende mogelijkheden voor een deel ervan om in de atmosfeer te lekken.

Aardgaslekken kunnen per ongeluk ontstaan, veroorzaakt door defecte apparatuur, maar er komt ook bewust veel aardgas vrij om proceshandelingen uit te voeren, zoals het openen en sluiten van kleppen. In aanvulling, de tienduizenden compressoren die de druk verhogen en het gas door het netwerk pompen, worden aangedreven door motoren die aardgas verbranden en hun uitlaat bevat wat onverbrand aardgas.

Aangezien het aardgas dat bij u thuis wordt geleverd voor 85 tot 95 procent uit methaan bestaat, aardgaslekken zijn overwegend methaan. Hoewel methaan de grootste bedreiging vormt voor het klimaat vanwege zijn broeikasgaspotentieel, aardgas bevat andere koolwaterstoffen die de regionale luchtkwaliteit kunnen aantasten en slecht zijn voor de menselijke gezondheid.

Inventarisatie versus vliegtuigbewaking

De EPA Greenhouse Gas Inventory wordt gedaan op een manier die experts zoals wij een 'bottom-up'-benadering noemen. Het omvat het optellen van alle aardgasapparatuur van het land - van huishoudelijke gasmeters tot putpads - en het schatten van een jaarlijks gemiddeld emissiepercentage voor elke categorie en alles bij elkaar optellen.

Er zijn twee uitdagingen bij deze benadering. Eerst, er zijn geen nauwkeurige uitrustingsgegevens voor veel van deze categorieën. Tweede, wanneer componenten niet goed werken of defect raken, emissie ballon, waardoor het moeilijk is om voor elke bron een nauwkeurig en zinvol emissiepercentage op jaarbasis te ontwikkelen.

"Top-down" benaderingen, meestal vliegtuigen nodig, zijn het alternatief. Ze meten de methaanconcentraties bovenwinds en benedenwinds van grote geografische gebieden. Maar deze benadering heeft zijn eigen tekortkomingen.

Eerst, het vangt alle methaanemissies op, in plaats van alleen de emissies die verband houden met aardgasactiviteiten - inclusief het methaan van stortplaatsen, koeien en zelfs de bladeren die in je achtertuin rotten. Tweede, deze eenmalige snapshots kunnen vervormd raken, afhankelijk van wat er aan de hand is terwijl vliegtuigen rondvliegen om methaangegevens vast te leggen.

historisch, top-down benaderingen schatten de emissies die ongeveer twee keer zo laag zijn als de bottom-up schattingen. Sommige regionale top-down schattingen van methaanlekkage waren zo hoog als 8 procent, terwijl sommige bottom-up schattingen zo laag waren als 1 procent.

Meer recent werk, inclusief onze wetenschappelijke studie, gecoördineerde campagnes hebben uitgevoerd waarbij de grond- en vliegtuigmetingen gelijktijdig worden uitgevoerd, terwijl emissiegebeurtenissen zorgvuldig worden gemodelleerd.

Handige gadgets en degelijk beleid

Op een zonnige ochtend in oktober 2013 ons onderzoeksteam stopte bij een compressorstation voor het verzamelen van aardgas in Texas. Met een US $ 80, 000 infraroodcamera, hebben we onmiddellijk een buitengewoon groot lek van kleurloze, geurloos methaan dat onzichtbaar was voor de operator die het probleem snel isoleerde en oploste.

We waren toen getuige van de vertienvoudiging van de methaanemissies - het lekpercentage van de fabriek daalde voor onze ogen van 9,8 procent naar 0,7 procent.

Het is economisch niet haalbaar, natuurlijk, om alle aardgasarbeiders uit te rusten met $ 80, 000 camera's, of om de chauffeurs in te huren die nodig zijn om elke wellpad dagelijks te controleren als er 40 zijn, 000 olie- en gasbronnen in Weld County, Colorado, alleen.

Maar nieuwe technologieën kunnen het verschil maken. Ons team van de Colorado State University werkt samen met het ministerie van Energie om gadgets te evalueren die snel methaanemissies kunnen detecteren. Sommige van deze apparaten kunnen vandaag worden ingezet, inclusief goedkope sensoren die op afstand kunnen worden gecontroleerd.

Technologie alleen lost het probleem niet op, echter. Wij zijn van mening dat het terugdringen van de methaanleksnelheid van het land een gezamenlijke inspanning tussen de industrie en de overheid vereist. En op basis van onze ervaring in Colorado, die enkele van de strengste methaanemissievoorschriften van het land heeft ontwikkeld, we zien dat best practices standaardpraktijken worden met strenge regelgeving.

Wij zijn van mening dat de inspanningen van de regering-Trump om de regelgeving terug te draaien, ongeacht of ze werken of niet, zal niet alleen ingrijpende klimaateffecten hebben. Ze zullen ook de gezondheid en veiligheid van alle Amerikanen in gevaar brengen, terwijl ze de inspanningen van de aardgasindustrie ondermijnen om de vervuiling die ze produceert te verminderen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.