Infrastrukturen för leverans av naturgas, som inkluderar rörledningar och ventiler och kompressorer, har många möjligheter att läcka metan, huvudkomponenten i naturgas. Kredit:Mark Dixon/flickr, CC BY
EPA presenterade den 29 augusti ett förslag om att upphäva regler för att begränsa metanutsläpp från olje- och gasindustrin. Kritiker sa att återställningen kommer att förvärra klimatförändringen och luftkvaliteten. Energibolagens reaktioner varierade, med vissa hävdar att gränserna är onödiga medan andra stödde de federala reglerna.
Colorado State Universitys energiforskare Anthony Marchese och Dan Zimmerle publicerade förra året en omfattande studie om omfattningen av metanutsläpp från olje- och gasindustrin. De förklarar källorna till metan från naturgas och vad denna återställning kan betyda.
1. När naturgas har utvunnits från marken, hur kommer metan och andra gaser in i atmosfären?
Den amerikanska naturgasinfrastrukturen inkluderar en miljon miles av rör och miljontals ventiler, beslag, tankar, kompressorer och andra komponenter som fungerar 24 timmar om dygnet, 7 dagar i veckan, att leverera naturgas till ditt hem. Naturgas kan färdas över 1, 000 mil från brunnen till slutanvändning. Under den långa resan, gas har många möjligheter att fly ut i atmosfären. Detta inkluderar oönskade läckor från felaktiga komponenter samt avsiktlig ventilering av gas från enheter som använder högtrycksgasen för att öppna och stänga ventiler.
Dessutom, de kompressorer som krävs för att öka trycket och pumpa gasen genom nätverket drivs av förbränningsmotorer som förbränner naturgas; avgaserna från dessa motorer innehåller oförbränd metan. Eftersom naturgasen som levereras till ditt hem är 85 % till 95 % metan, naturgasläckage är övervägande metan. Medan metan utgör det största hotet mot klimatet på grund av dess växthusgasstyrka, de andra kolvätena som finns i naturgasen kan försämra regional luftkvalitet och skada människors hälsa.
Naturgas från brunnar kan resa tusentals mil genom många typer av infrastruktur innan den når konsumenterna. Kredit:Energy Information Administration, CC BY
2. Varför har det varit svårt att avgöra omfattningen, eller kursen, av metanutsläpp?
Eftersom naturgasinfrastrukturen är så stor, det är inte möjligt att mäta varje läckage från varje felaktig ventil eller armatur. Verkligen, vi har inte ens exakta uppskattningar av det totala antalet ventiler och kopplingar. Det bästa sättet att uppskatta den totala mängden metanutsläpp från naturgasinfrastrukturen är att utföra så många mätningar som möjligt från så många olika typer av komponenter som möjligt. Anledningen till att man måste utföra hundratals eller till och med tusentals mätningar från varje typ av utrustning är så att du kan fånga de högemitterande källorna (de så kallade supersändarna), som är få till antalet men deras utsläpp är så höga att de kan stå för 50 % till 80 % av de totala utsläppen.
Genom att göra tusentals mätningar, tillsammans med att sammanställa våra bästa uppskattningar av inventeringen av alla typer av utrustning i den amerikanska naturgasinfrastrukturen, det är möjligt att uppskatta de totala utsläppen från all naturgasverksamhet i USA med rimlig grad av säkerhet, vilket vi för närvarande uppskattar till 2,3 %. Det är, 2,3 % av naturgasen som färdas genom rörledningar släpps ut i luften. Vi uppskattar att mängden naturgasutsläpp representerar en inkomstförlust på över 1 miljard USD per år för industrin, och det har samma växthusgaspåverkan som de årliga avgasutsläppen från 70 miljoner personbilar.
3. Vad skulle bestämmelserna från Obama-eran ha krävt att olje- och gasbolagen skulle göra?
Obama-era bestämmelser infördes 2016 för att fastställa utsläppsgränser för metan från en mängd olika källor inom olje- och gasindustrin. 2016 års regler bygger på tidigare regler som infördes 2012 för utsläpp av flyktiga organiska kolväten (VOC), som är icke-metankolvätegaser som produceras av olje- och gasverksamhet. De företag som hade installerat kontroller för VOC-utsläppskällor var inte skyldiga att installera några nya kontroller eftersom minskningen av VOC-utsläppen också minskar metanutsläppen.
Kredit:The Conversation
2016 års regel omfattade även ytterligare källor som inte tidigare omfattades 2012, inklusive hydrauliskt sprängda oljekällor, varav några kan innehålla en stor mängd gas tillsammans med olja; pneumatiska anordningar vid brunnsplatser och gasbearbetningsanläggningar; och kompressorer och pneumatiska styrenheter vid överförings- och lagringsanläggningar.
2016 års regel krävde att operatörer periodiskt upptäckte och reparerade metanläckor vid nya och modifierade anläggningar; äldre anläggningar som inte har ändrats väsentligt omfattas inte av regeln.
4. Hur avgör forskare om naturgas är bättre för klimatförändringen än att elda kol?
Metan är en mycket potent växthusgas, med mer än 80 gånger klimatuppvärmningseffekten av koldioxid under de första 20 åren efter att den släppts ut. Studier visar att om metan läckte ut med en hastighet på mer än 3 %, det skulle inte finnas några omedelbara klimatfördelar av att avveckla koleldade kraftverk till förmån för naturgaskraftverk. Den goda nyheten är att en läckagefrekvens på 2,3 % tyder på att naturgaskraftverk är något mer fördelaktiga för klimatet jämfört med koleldade kraftverk. Dock, resultaten av våra studier visade också att kraftverk skulle kunna visa större fördelar för klimatet om industrin minskade det totala metanläckaget till 1 %, vilket många av våra branschpartners tror är möjligt.
Dessutom, naturgaskraftverk kan ändra produktion snabbare än stora kolkraftverk, stödja integrationen av variabla förnybara källor, som vind och solenergi. Industri, och vissa miljögrupper ser naturgas som ett "brobränsle" som hjälper till med integrationen av förnybar energi i elsystem.
Kredit:The Conversation
Dock, det finns ytterligare en, tydlig skillnad mellan kol- och naturgaskraftverk. För kolverk, nästan all klimatpåverkan beror på förbränning av kol, medan för naturgas, klimatpåverkan är en kombination av förbränning och metanemissioner – både läckor och ventilation. Att ändra hur kol brinner är mycket svårt. Att minska naturgasläckage är en mycket verklig möjlighet.
5. Varför stödde vissa olje- och gasbolag de skärpta reglerna för metanutsläpp?
EPA uppskattar att de föreslagna nya ändringarna skulle spara olje- och gasindustrin $17 till $19 miljoner per år. Även om det här kan låta som mycket pengar, det bleknar i jämförelse med det ekonomiska värde som kan uppnås genom att minimera läckage. Vi uppskattar att en minskning av metanutsläppen från 2,3 % till 1 % skulle resultera i en årlig intäkt på över en halv miljard dollar per år, vilket är mer än 30 gånger den beräknade besparingen genom att rulla tillbaka regelverket. Många olje- och gasbolag inser detta faktum, och de inser också att det behövs regler för att säkerställa att alla företag håller samma standard.
Vår erfarenhet av nära samarbete med över 20 branschpartner har visat att industrin kan tillhandahålla ledarskap när det gäller att dela bästa operativa praxis, utveckla omfattande program för upptäckt och reparation av läckor, testa dessa nya tekniker och konstruktivt engagera sig i regleringsprocessen. Vår erfarenhet i Colorado, som har utvecklat några av landets strängaste regler för metanutsläpp, föreslår också starkt att statliga regleringar behövs för att säkerställa att bästa praxis blir standardpraxis.
I slutet, vi tror att Trump-administrationens ansträngningar att rulla tillbaka reglerna, utan hänsyn till deras effektivitet, inte bara kommer att förvärra klimatförändringarna utan också påverka hälsa och säkerhet för amerikanska medborgare och undergräva naturgasindustrins ansträngningar att producera och främja naturgas som ett rent fossilt bränsle - ett fossilt bränsle som integreras väl med förnybara källor.
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.