När det strömmar genom rörledningar från brunnar till spishällar, naturgas är benäget att läcka, hotar inte bara människors säkerhet och hälsa utan även planetens hälsa.

Under de senaste 10 åren, naturgasläckor och explosioner i amerikanska bostads- och kommersiella kvarter har dödat 73 människor, skadade 412 andra och orsakade mer än 500 miljoner dollar i egendomsskada. Gasläckor och andra utsläpp i hela industrin släpper ut en tredjedel av all mänskligt tillverkad metan, en växthusgas som är 36 gånger starkare än koldioxid. Forskare vid Stanford och på andra håll letar efter snabba och prisvärda sätt att upptäcka läckor genom hela naturgasförsörjningskedjan i ett försök att minska skador och rädda liv.

"Medan en stor del av metan i atmosfären kommer från jordbruk och boskap, naturgasläckor finns i hela gasdistributionssystemet, " sa Stanford professor i geofysik Mark Zoback, chef för Natural Gas Initiative, som finansierar mycket av arbetet på Stanford med att spåra och mildra läckor.

När man bränner för att producera el, naturgas släpper ut ungefär hälften av koldioxiden per kilowattimme som kol gör, samt mindre svavel- och kväveoxider, vilket gör det till ett frestande alternativ till kol.

Dock, U.S. Environmental Protection Agency uppskattade att olje- och gasindustrin släppte ut cirka 8 miljoner ton metan 2016 – motsvarande utsläpp från 43 miljoner bilar på ett år. En studie från 2014 av Adam Brandt, en docent i energiresursteknik vid Stanford, fann att sådana läckor kan upphäva vissa men inte alla av klimatfördelarna med att byta från kol till naturgas, som vissa experter, inklusive Zoback, har förespråkat.

"De flesta gasläckage är förknippade med ett relativt litet antal stora källor. Vi måste hitta och åtgärda de största läckorna om vi vill bygga en säkrare, billigare och mindre skadliga system, sa Zoback.

Konsumentsäkerhet och hälsa

När läckor inträffar nära stads- och bostadsområden kan de orsaka bränder och explosioner och utgöra några av de största hoten mot människors säkerhet, förutom klimateffekter. Bland dem som arbetar för att hitta dessa typer av läckor är Stanfords Rob Jackson och den privata vetenskapsmannen Robert Ackley, president för Gas Safety U.S., ett läckageövervakningsföretag i Massachusetts.

De två har kryssat genom stadsområden i en bil som ser ganska vanlig ut, förutom den märkliga antennen som sticker ut från dess tak. Okänd för åskådare, Jackson och Ackley stirrar på data på en skärm, väntar på att pinget ska varna dem om en gasläcka i närheten. De använder en laserbaserad metananalysator och bilens konstiga antenn, som mäter vindhastighet och riktning, att kartlägga läckor.

Denna typ av undersökning i Cincinnati fann att program för utbyte av rörledningar hade minskat gasläckor med upp till 90 procent. När han arbetade på Duke University 2011, Jackson och kollegor upptäckte 3, 000 läckor i Boston i samarbete med Boston University-forskare. Den kartläggningen ledde så småningom till politisk reform i Massachusetts, sa Jackson. Han utförde senare en liknande studie i Washington, D.C., och hittade dubbelt så många läckor som det fanns i Boston. Han och hans team arbetar nu med hemmet och bygger läckagedetekteringsmetoder för att dokumentera utsläpp från trottoarkanten.

"Alla läckor är potentiellt explosiva, " sa han. "Vi försöker hjälpa till att konstruera systemet så att det blir säkrare och mer effektivt."

Vår planets säkerhet

Även om läckor i bostäder utgör risker för människors säkerhet, läckage i varje del av naturgasindustrikedjan – brunnshuvuden, kompressorer, ventiler, pumps, mätare och röranslutningar – har allvarliga konsekvenser för klimatet.

Olje- och gasbolag vill hjälpa till att minska mängden förlorad gas på grund av relaterade kostnader och skulder. Globalt flyktigt metan kostar över 30 miljarder dollar i förlorade intäkter per år, enligt en studie från 2012. Och bara 5 procent av läckorna i produktions- och transportsystemet står för mer än hälften av metanutsläppen, Brandt hittade 2016.

"Gasindustrin kan inte trovärdigt göra anspråk på att vara en ansvarsfull aktör inom global hållbarhet om den fortsätter att släppa ut betydande mängder metan genom sin verksamhet, sa Brandt.

Arbetar med postdoktorn Arvind Ravikumar, Brandt ledde nyligen Mobile Monitoring Challenge – en tävling för att hitta de mest prisvärda och exakta sätten att upptäcka naturgasläckor – tillsammans med kollegor från Stanford, Colorado State University och Environmental Defense Fund.

Under tävlingen förra året, drönare susade över huvudet, lastbilar mullrade förbi och helikoptrar zoomade genom himlen vid kontrollerade testanläggningar i Fort Collins, Colorado, och Sacramento, Kalifornien.

Resultaten av tävlingen förväntas publiceras inom kort, och när de är, forskare vid Stanford och därefter kommer att ha ett nytt verktyg för att hitta och stoppa farliga naturgasläckor vid brunnar och rörledningar och nära hem.