Природный газ состоит преимущественно из метана. Даже небольшие утечки из системы природного газа важны, потому что метан является мощным парниковым газом, примерно в 30 раз более сильным, чем углекислый газ.
Исследование «Утечка метана из систем природного газа Северной Америки», опубликованное в феврале. В 14 выпуске журнала Science обобщены различные результаты более чем 200 исследований, начиная от местных газоперерабатывающих заводов и заканчивая общими выбросами из США и Канады.
«Люди, которые проводят измерения метана, постоянно обнаруживают больше выбросов, чем мы ожидаем», — сказал ведущий автор нового анализа Адам Брандт, доцент кафедры энергетики в Стэнфордском университете. «Атмосферные испытания, проведенные по всей стране, показывают, что выбросы примерно на 50 процентов превышают оценки EPA», — сказал Брандт. "И это умеренная оценка."
Стандартный подход к оценке общих выбросов метана заключается в умножении количества метана, которое, как предполагается, выделяется из определенного типа источника, такого как утечки на заводах по переработке природного газа или отрыжка крупного рогатого скота, на количество источников этого типа в регионе или стране.
Затем продукты суммируются для оценки всех выбросов. EPA не включает природные источники метана, такие как водно-болотные угодья и геологические просачивания.
Национальная газовая инфраструктура имеет сочетание преднамеренных утечек, часто в целях безопасности, и непреднамеренных выбросов, таких как неисправные клапаны и трещины в трубопроводах. В США уровни выбросов отдельных компонентов газовой промышленности — от скважин до наконечников горелок — были установлены Агентством по охране окружающей среды в 1990-х годах.
С тех пор во многих исследованиях были проверены компоненты газовой промышленности, чтобы определить, точны ли показатели выбросов Агентства по охране окружающей среды, и большинство из них обнаружили, что показатели Агентства по охране окружающей среды слишком низкие. Новый анализ не пытается отнести процент избыточных выбросов к природному газу, нефти, углю, сельскому хозяйству, свалкам и т. Д., потому что уровни выбросов для большинства источников настолько неопределенны.
В нескольких других исследованиях использовались самолеты и вышки для измерения фактического содержания метана в воздухе, чтобы проверить общие расчетные выбросы. Новый анализ, проведенный исследователями из семи университетов, нескольких национальных лабораторий, федеральных правительственных органов и других организаций, показал, что эти атмосферные исследования, охватывающие очень большие территории, неизменно указывают на общий U.S. выбросы метана примерно на 25-75 процентов выше, чем оценка EPA.
Некоторая разница объясняется акцентом EPA на выбросах, вызванных деятельностью человека. EPA исключает природные источники метана, такие как геологические просачивания и заболоченные земли, которые неизбежно включают атмосферные пробы.
EPA также не включает некоторые выбросы, вызванные деятельностью человека, например, заброшенные нефтяные и газовые скважины, потому что количество связанного метана неизвестно.
Однако анализ также показывает, что некоторые недавние исследования, показывающие очень высокие выбросы метана в регионах со значительной инфраструктурой природного газа, не являются репрезентативными для всей газовой системы. «Если бы эти исследования были репрезентативными даже для 25 процентов газовой промышленности, то это объясняло бы почти весь избыток метана, отмеченный в исследованиях континентального масштаба», — сказал соавтор исследования Эрик Корт, профессор атмосферных наук. в Мичиганском университете. "Наблюдения показали, что это маловероятно."
Природный газ как заменитель топлива
Новый анализ показывает, что даже несмотря на то, что газовая система почти наверняка более негерметична, чем считалось ранее, выработка электроэнергии путем сжигания газа, а не угля, по-прежнему снижает общий парниковый эффект за 100 лет. При сжигании угля выделяется не только огромное количество углекислого газа, но и при добыче метана.
Возможно, что удивительно, но анализ показывает, что использование в грузовиках и автобусах природного газа вместо дизельного топлива, вероятно, делает мир теплее, потому что дизельные двигатели относительно чисты.
Чтобы природный газ мог превзойти дизельное топливо, газовая промышленность должна быть менее негерметичной, чем текущая оценка Агентства по охране окружающей среды, что новый анализ также считает весьма маловероятным.
"Заправка грузовиков и автобусов природным газом может улучшить качество местного воздуха и сократить импорт нефти, но вряд ли приведет к сокращению выбросов парниковых газов. Даже использование легковых автомобилей на природном газе вместо бензина, вероятно, находится на грани климата с точки зрения климата », — сказал Брандт.
Анализ показывает, что газовая промышленность должна устранять утечки, чтобы действительно выполнить обещание о меньшем вреде. К счастью для газовых компаний, несколько утечек в газовой системе, вероятно, составляют большую часть проблемы и могут быть устранены. В одном из предыдущих исследований было изучено около 75000 компонентов на перерабатывающих предприятиях. Было обнаружено около 1600 непреднамеренных утечек, но только 50 неисправных компонентов были причиной 60 процентов утечки газа.
«Сокращение легко предотвращаемых утечек метана из системы природного газа важно для внутренней энергетической безопасности», — сказал Роберт Харрис, исследователь метана из Фонда защиты окружающей среды и соавтор анализа. "Как американцы, никто из нас не должен довольствоваться тем, что бездействует и позволяет этому важному ресурсу тратиться впустую из-за неконтролируемых выбросов и ненужной вентиляции."
Одна из возможных причин недооценки утечек в газовой промышленности заключается в том, что уровни выбросов для скважин и перерабатывающих предприятий основывались на добровольном участии операторов. Одно исследование EPA попросило 30 газовых компаний сотрудничать, но только шесть разрешили EPA прибыть на место.
«Невозможно провести прямые измерения выбросов из источников без доступа к объекту», — сказал Гарвин Хит, старший научный сотрудник Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии и соавтор нового анализа. "Но систематическая ошибка самоотбора может быть причиной того, почему в кадастрах предлагаются уровни выбросов, которые систематически ниже, чем мы ощущаем в атмосфере."
Исследование финансировалось некоммерческой организацией Novim за счет гранта Фонда Синтии и Джорджа Митчелл. «Мы попросили Novim изучить 20-летние исследования метана, чтобы объяснить широкий разброс в существующих оценках», — сказала Марилу Хастингс, директор программы устойчивого развития в Фонде Синтии и Джорджа Митчелл. "Надеюсь, это поможет разрешить продолжающиеся дебаты по метану."
Другими соавторами научного исследования являются Фрэнсис О’Салливан из MIT Energy Initiative; Габриэль Петрон из Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) и Университета Колорадо; Сара М. Йордан из Университета Калгари; Питер Танс, NOAA; Дженнифер Уилкокс, Стэнфорд; Ави Гопштейн из U.S. Госдепартамент; Дуг Арент из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии и Объединенного института стратегического энергетического анализа; Стивен Вофси из Гарвардского университета; Нэнси Браун из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли; независимый консультант Ричард Брэдли; Гален Стаки и Дуглас Эрдли из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Взгляды, выраженные в исследовании, принадлежат авторам и не обязательно отражают точку зрения U.S.
Государственный департамент США или США.S. правительство.