Un nuevo estudio ofrece respuestas a preguntas que han desconcertado a los legisladores, investigadores y agencias reguladoras a través de décadas de investigación y ciencia en evolución:¿Cuánto metano total, un gas de efecto invernadero, está siendo emitido por las operaciones de gas natural en los EE. UU.? ¿Y por qué tener diferentes métodos de estimación? aplicado en varias cuencas de petróleo y gas de EE. UU., parecía no estar de acuerdo?

El estudio dirigido por la Universidad Estatal de Colorado, publicado el 29 de octubre en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , resultado de una gran, Campaña de campo multiinstitucional denominada Estudio de reconciliación de metano en la cuenca. Los investigadores encontraron que las liberaciones episódicas de metano que ocurren principalmente durante las operaciones de mantenimiento solo durante el día, en algunas instalaciones en un día determinado, puede explicar por qué las cuentas de las emisiones totales no se han acordado en análisis anteriores.

Con la asistencia invaluable de los socios de la industria, Los investigadores han avanzado significativamente en los métodos de cuantificación de emisiones a nivel de cuenca y han arrojado nueva luz sobre importantes procesos de emisiones.

"Nuestro estudio es el primero de su tipo, en su alcance y enfoque, "dijo Dan Zimmerle, autor principal del PNAS estudio, y un asociado de investigación senior en el CSU Energy Institute. "Utilizó mediciones simultáneas en tierra y aeronaves y datos de operaciones in situ, y como resultado reduce las incertidumbres de estudios anteriores ".

El Estudio de reconciliación de metano de la cuenca incluyó a científicos de CSU, Escuela de Minas de Colorado, Universidad de Colorado Boulder, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, y el Laboratorio Nacional de Energías Renovables. Otros socios científicos fueron la Universidad de Wyoming, Aerodino, AECOM, Aviación científica y GHD. La campaña de campo se llevó a cabo en 2015 en el juego de gas de esquisto de Fayetteville en la cuenca Arkoma de Arkansas.

Esfuerzo coordinado

La campaña involucró a más de 60 investigadores que realizaron mediciones coordinadas a nivel de instalaciones y dispositivos de fuentes clave de emisiones de gas natural. La campaña también incluyó una serie de sobrevuelos de aviones para recopilar mediciones durante el mismo período en que los investigadores estaban tomando mediciones en tierra. Los vuelos se realizaron cuando las condiciones meteorológicas permitieron estimaciones precisas de las emisiones regionales.

El equipo de investigación se propuso investigar la brecha persistente entre dos métodos ampliamente utilizados para estimar las emisiones de metano de las operaciones de gas natural. Estimaciones "ascendentes", como los que se utilizan en el Inventario de Emisiones y Fregaderos de Gases de Efecto Invernadero de EE. UU. de la EPA, se desarrollan midiendo las emisiones de una muestra representativa de dispositivos, ampliado por el número de dispositivos o eventos de emisión. A diferencia de, Las mediciones "de arriba hacia abajo" se pueden realizar a escala regional, como volar un avión en contra del viento y en contra del viento de un área de estudio para derivar las emisiones totales de metano que ingresa o sale de una cuenca.

En el pasado, la mayoría de aviones, Las estimaciones de emisiones a escala de cuenca han sido estadísticamente más altas que las estimaciones basadas en la contabilidad ascendente.

"La clave de nuestros esfuerzos fue tener a todos en el mismo campo, al mismo tiempo, "dijo Gabrielle Petron, un científico investigador de CIRES en CU Boulder y NOAA que fue el investigador principal del equipo de medición de arriba hacia abajo. "Al comparar las ventajas y desventajas de varios métodos de medición, pudimos pintar un mucho más completo, y creemos precisos, imagen del panorama de las emisiones de metano para la infraestructura de gas natural ".

Los artículos preliminares evalúan múltiples métodos

El documento PNAS utilizó un conjunto completo de resultados publicados en documentos preliminares que evalúan las emisiones de las instalaciones de gas natural, incluyendo almohadillas para pozos, estaciones de reunión, reuniendo oleoductos, y sectores de transmisión y distribución. Los equipos realizaron mediciones simultáneas utilizando múltiples métodos en plataformas de pozos y estaciones de compresores, las mayores fuentes de emisiones identificadas en la cuenca, que destacaron las fortalezas y debilidades de varios métodos en el sitio y en sotavento. Los sistemas de distribución de gas natural fueron solo una pequeña fracción de las emisiones totales de gas natural. El equipo también estimó las emisiones de metano de fuentes biogénicas, como la agricultura y los rellenos sanitarios.

La totalidad de esos esfuerzos de investigación culminaron en el documento PNAS dirigido por CSU que sintetizó todos los datos tomados por los equipos de investigación. Este artículo final comparó una estimación ascendente que contaba la ubicación y el momento de las emisiones, con una estimación de arriba hacia abajo desarrollada a través de la medición de aeronaves, un análisis que nunca se había hecho antes. Una de las ideas clave del estudio fue la importancia de comprender el momento en que se realizan las mediciones y las actividades de mantenimiento diurno. lo que probablemente explica la brecha persistente entre las estimaciones descendentes y ascendentes anteriores.

Períodos cortos de altas emisiones

Las actividades de mantenimiento de rutina ocurren durante el día y pueden causar períodos cortos de altas emisiones a la mitad del día. Una de estas actividades se llama "descarga manual de líquidos, "que elimina la acumulación de líquidos en un pozo de gas natural para restablecer los flujos de producción de gas. El proceso de descarga puede desviar temporalmente el flujo de gas natural del pozo a un respiradero atmosférico.

Estas actividades suelen suceder durante el día, aproximadamente al mismo tiempo, un avión de investigación estaría realizando mediciones. Esta variabilidad diurna de las emisiones de metano, los investigadores concluyeron, puede ayudar a explicar por qué las estimaciones de las mediciones de aeronaves han sido anteriormente más altas que las estimaciones basadas en inventarios ascendentes anuales.

En este estudio, por primera vez, los investigadores demostraron que la variación de este a oeste de las emisiones de metano en la cuenca, derivado de las mediciones de la aeronave, fueron reproducidos por alta resolución, modelo de emisiones ascendente desarrollado por el equipo de CSU.

Asociaciones industriales y financiación pública / privada

Trabajar con expertos técnicos de la industria le dio al equipo de estudio un invaluable acceso completo al sitio para realizar mediciones ascendentes y datos operativos resueltos por hora y espacio. Los datos mejoraron la comprensión de la magnitud y el momento de las emisiones, particularmente para eventos episódicos como operaciones de mantenimiento.

"Lo que hemos descubierto es que tenemos dos buenos métodos de medición. Si desea compararlos, debe tener en cuenta el momento y la ubicación de las emisiones, "dijo el autor principal de PNAS, Tim Vaughn, un científico investigador de CSU.

Se desconoce la aplicabilidad de estos resultados a otras cuencas de producción, los investigadores dicen, sin comprender el momento de las emisiones en esas otras cuencas.