Обнаружение и устранение утечек природного газа быстро и экономично
При транспортировке по трубопроводам от скважин до потребителей природный газ склонен к утечкам, угрожающим не только безопасности и здоровью людей, но и здоровью планеты. Исследователи из Стэнфордского университета и других учреждений ищут быстрые и доступные способы обнаружения утечек по всей цепочке поставок природного газа, чтобы уменьшить ущерб и спасти жизни.
За последние 10 лет утечки и взрывы природного газа в жилых и коммерческих районах США унесли жизни 73 человек, травмировали 412 и причинили материальный ущерб на сумму более $500 млн. Утечки и другие выбросы в отрасли ответственны за треть всех антропогенных выбросов метана — парникового газа, чья способность удерживать тепло в 36 раз превышает таковую у CO₂. Хотя при сжигании для производства электроэнергии природный газ выделяет примерно вдвое меньше CO₂ на киловатт-час, чем уголь, утечки метана могут нивелировать часть климатических преимуществ такого перехода.
«Большая часть утечек газа связана с относительно небольшим числом крупных источников. Мы должны находить и устранять самые большие утечки, если хотим построить более безопасную, дешевую и менее вредную систему», — заявил профессор геофизики Стэнфорда и директор Инициативы по природному газу Марк Зобак. По оценкам Агентства по охране окружающей среды США (EPA), в 2016 году нефтегазовая отрасль выбросила около 8 млн метрических тонн метана — эквивалент годовых выбросов от 43 млн автомобилей.
Когда утечки происходят вблизи городских и жилых районов, они могут вызывать пожары и взрывы. Исследователи, такие как Роб Джексон из Стэнфорда и Роберт Экли из компании Gas Safety U.S., проводят мобильные обследования с помощью лазерных анализаторов метана и специальных антенн, измеряющих скорость и направление ветра. Подобные обследования показали, что программы замены трубопроводов в Цинциннати сократили утечки газа до 90%. Картографирование тысяч утечек в Бостоне и Вашингтоне уже привело к реформам политики в Массачусетсе.
В то время как бытовые утечки несут риски для безопасности людей, утечки на всех этапах промышленной цепочки — от устьев скважин до компрессоров и соединений труб — имеют серьезные последствия для климата. Исследование 2016 года под руководством адъюнкт-профессора Стэнфорда Адама Брандта показало, что всего 5% утечек в системе добычи и транспортировки ответственны за более чем половину выбросов метана. Глобальные потери метана обходятся более чем в $30 млрд упущенной выручки в год.
Для поиска наиболее доступных и точных методов обнаружения утечек Брандт и его коллеги из Стэнфорда, Университета штата Колорадо и Фонда защиты окружающей среды (Environmental Defense Fund) недавно провели конкурс Mobile Monitoring Challenge. На испытательных полигонах в Колорадо и Калифорнии в ходе соревнования использовались дроны, грузовики и вертолеты. Ожидается, что результаты конкурса будут опубликованы в ближайшее время, предоставив исследователям новый инструмент для поиска и устранения опасных утечек природного газа.