Мобильные технологии позволяют быстро обнаруживать утечки метана, показало исследование
В ходе конкурса Mobile Monitoring Challenge, первой независимой оценки передвижных детекторов утечек газа на буровых площадках, десять перспективных технологий, установленных на грузовиках, дронах и самолетах, соревновались в скорости и экономичности обнаружения утечек природного газа. Результаты конкурса, организованного Инициативой по природному газу Стэнфордского университета и Фондом защиты окружающей среды (Environmental Defense Fund), описаны в исследовании, опубликованном 10 сентября в журнале Elementa.
Хотя мероприятие называлось «челленджем», организаторы не ставили цели объявить победителя, так как технологии были сосредоточены на разных аспектах обнаружения утечек, таких как точное местоположение или размер. Все технологии, находящиеся в стадии разработки, в целом успешно справлялись с обнаружением утечек.
Утечки при добыче, переработке и транспортировке природного газа выбрасывают в атмосферу метан — его основной компонент. Метан является парниковым газом, чей потенциал глобального потепления в 36 раз выше, чем у CO₂. В 2016 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) выдвинуло инициативу по сокращению выбросов метана в газовой отрасли, что стимулировало разработку более быстрых и дешевых технологий обнаружения. Однако в конце прошлого месяца EPA объявило об отмене этих правил.
«Технологии в целом эффективны для обнаружения утечек и могут служить первой линией обороны», — заявил Адам Брандт, доцент кафедры инженерии энергоресурсов и старший автор исследования. «Операторам газовых систем часто требуется подтвердить утечки с помощью обычных систем оптической газовой визуализации, но эти мобильные технологии обычно очень быстро указывают, где искать».
Экипаж из двух человек с использованием стандартной системы визуализации может проверить от четырех до шести буровых площадок в день. Все мобильные технологии работают значительно быстрее, хотя их скорость сильно различается. Системы на самолетах быстрее, чем на грузовиках, а те, в свою очередь, быстрее дронов. Поскольку рабочее время составляет большую часть стоимости обнаружения, ускорение процесса позволяет нефтегазовым компаниям находить больше утечек при меньших затратах.
В конкурсе, прошедшем в прошлом году на контролируемых испытательных площадках в Колорадо и Калифорнии, участвовали девять компаний и одна университетская исследовательская группа. Все технологии эффективно обнаруживали утечки. Восемь из девяти правильно определяли утечки в 75% случаев. Пять систем обнаруживали 90% или более утечек, включая крошечные выбросы объемом один кубический фут газа в час.
Однако большинству систем необходимо улучшить способность определять размер утечек. Технологии также различались по точности локализации, что часто является осознанным конструктивным выбором. Например, дроновая система одного стартапа обнаружила 100% утечек без ложных срабатываний и точно определила вышедшее из строя оборудование (а не просто площадку) в 84% случаев. Но при оценке размера утечек ее точность составила лишь 36%.
«Недавнее решение EPA отменить правила по метану не только вредит окружающей среде, но и лишает нефтегазовые сообщества высокооплачиваемых местных рабочих мест, которые могли бы создать эти инновационные технологические компании. Отмена правил может затормозить развитие технологий», — отметил ведущий автор исследования Арвинд Равикумар.
Исследователи подчеркивают, что ни одна технология не может удовлетворить все требования по обнаружению и количественной оценке утечек во всей цепочке поставок газа. Ключ к широкому внедрению — соответствие сильных сторон каждой технологии (скорость, точность, стоимость) конкретной задаче. Некоторые системы предназначены для быстрого обнаружения крупных «супер-эмиттеров», на которые приходится более половины потерь метана. Даже без строгих правил газовые компании могли бы добровольно сокращать выбросы, так как недорогие детекторы в сочетании с точечным использованием систем визуализации могут окупиться за счет сокращения потерь продукта.