Terwijl het door pijpleidingen van putten naar kookplaten stroomt, aardgas is gevoelig voor lekkage, niet alleen de veiligheid en gezondheid van de mens bedreigt, maar ook de gezondheid van de planeet.

In de afgelopen 10 jaar, aardgaslekken en explosies in woon- en commerciële buurten van de VS hebben 73 mensen het leven gekost, verwondde 412 anderen en veroorzaakte meer dan $ 500 miljoen aan materiële schade. Gaslekken en andere emissies in de hele industrie stoten een derde uit van al het door mensen gemaakte methaan, een broeikasgas dat 36 keer krachtiger is dan koolstofdioxide. Onderzoekers van Stanford en elders zoeken naar snelle en betaalbare manieren om lekken in de aardgasvoorzieningsketen op te sporen in een poging om schade te beperken en levens te redden.

"Terwijl een groot deel van het methaan in de atmosfeer afkomstig is van landbouw en veeteelt, aardgaslekken worden aangetroffen in het hele gasdistributiesysteem, " zei Stanford hoogleraar geofysica Mark Zoback, directeur van het Natural Gas Initiative, die een groot deel van het werk bij Stanford financiert om lekken op te sporen en te verhelpen.

Wanneer verbrand om elektriciteit te produceren, aardgas stoot ongeveer de helft van de koolstofdioxide per kilowattuur uit die steenkool doet, evenals minder zwavel- en stikstofoxiden, waardoor het een verleidelijk alternatief is voor steenkool.

Echter, het Amerikaanse Environmental Protection Agency schatte dat de olie- en gasindustrie in 2016 ongeveer 8 miljoen ton methaan heeft uitgestoten, het equivalent van de uitstoot van 43 miljoen auto's in een jaar. Een onderzoek uit 2014 door Adam Brandt, een universitair hoofddocent energiebronnen engineering aan Stanford, ontdekte dat dergelijke lekken een deel van het klimaatvoordeel van het overschakelen van steenkool op aardgas teniet kunnen doen, maar niet alle, zoals sommige deskundigen, inclusief Zoback, hebben gepleit.

"De meeste gaslekkage wordt geassocieerd met een relatief klein aantal grote bronnen. We moeten de grootste lekken vinden en repareren als we een veiliger, goedkoper en minder schadelijk systeem, ' zei Zoback.

Veiligheid en gezondheid van de consument

Wanneer lekken zich voordoen in de buurt van stedelijke en woonwijken, kunnen ze branden en explosies veroorzaken en vormen ze enkele van de grootste bedreigingen voor de menselijke veiligheid, naast klimaateffecten. Onder degenen die werken aan het vinden van dit soort lekken zijn Rob Jackson van Stanford en wetenschapper Robert Ackley uit de particuliere sector, voorzitter van Gas Safety U.S., een lekcontrolebedrijf uit Massachusetts.

De twee hebben door stedelijke gebieden gereden in een auto die er vrij gewoon uitziet, behalve de vreemde antenne die uit het dak steekt. Onbekend voor toeschouwers, Jackson en Ackley staren naar gegevens op een scherm, wachten op de veelbetekenende ping om hen te waarschuwen voor een gaslek in de buurt. Ze gebruiken een op laser gebaseerde methaananalysator en de vreemde antenne van de auto, die de windsnelheid en -richting meet, lekkages te onderzoeken.

Uit dit soort onderzoek in Cincinnati bleek dat programma's voor het vervangen van pijpleidingen gaslekken tot 90 procent hadden verminderd. Tijdens zijn werk aan de Duke University in 2011 Jackson en collega's ontdekten 3, 000 lekken in Boston in samenwerking met onderzoekers van de Universiteit van Boston. Die mapping leidde uiteindelijk tot beleidshervormingen in Massachusetts, zei Jackson. Later voerde hij een soortgelijk onderzoek uit in Washington, gelijkstroom, en vond twee keer zoveel lekken als in Boston. Hij en zijn team werken nu aan lekdetectiemethoden voor woningen en gebouwen om emissies vanaf de stoeprand te documenteren.

"Elk lek is potentieel explosief, " zei hij. "We proberen te helpen het systeem veiliger en efficiënter te maken."

De veiligheid van onze planeet

Terwijl residentiële lekken risico's vormen voor de menselijke veiligheid, lekkage in elk onderdeel van de industriële gasketen - bronkoppen, compressoren, kleppen, pompen, meters en leidingaansluitingen - heeft ernstige gevolgen voor het klimaat.

Olie- en gasmaatschappijen willen de hoeveelheid verloren gas helpen verminderen vanwege de bijbehorende kosten en verplichtingen. Wereldwijd voortvluchtig methaan kost meer dan $ 30 miljard aan gederfde inkomsten per jaar, volgens een onderzoek uit 2012. En slechts 5 procent van de lekken in het productie- en transportsysteem is verantwoordelijk voor meer dan de helft van de methaanemissies, Brandt gevonden in 2016.

"De gasindustrie kan niet op geloofwaardige wijze beweren een verantwoordelijke speler te zijn op het gebied van wereldwijde duurzaamheid als ze door haar activiteiten aanzienlijke hoeveelheden methaan blijft uitstoten. ' zei Brandt.

In samenwerking met postdoctoraal onderzoeker Arvind Ravikumar, Brandt leidde onlangs de Mobile Monitoring Challenge - een wedstrijd om de meest betaalbare en nauwkeurige manieren te vinden om aardgaslekken op te sporen - samen met collega's van Stanford, Colorado State University en het Environmental Defense Fund.

Tijdens de wedstrijd van vorig jaar drones vlogen over, vrachtwagens denderden voorbij en helikopters zoefden door de lucht bij gecontroleerde testfaciliteiten in Fort Collins, Colorado, en Sacramento, Californië.

De resultaten van de wedstrijd worden naar verwachting binnenkort gepubliceerd, en wanneer ze zijn, onderzoekers van Stanford en daarbuiten zullen een nieuw hulpmiddel hebben om gevaarlijke aardgaslekken bij de putten en pijpleidingen en dicht bij huizen te vinden en te stoppen.