為什麼甲烷排放對氣候變化至關重要

為什麼甲烷排放對氣候變化至關重要 作為一種強大的熱捕集氣體,甲烷從天然氣輸送基礎設施中釋放出來。 美聯社照片/布倫南林斯利

美國環保署於8月29公佈了一項提案 取消限制甲烷排放的法規 來自石油和天然氣行業。 批評者 表示回滾將加劇氣候變化和空氣質量。 反應來自 能源公司各不相同有些人認為限制是不必要的,而其他人則支持聯邦法規。

科羅拉多州立大學能源學者Anthony Marchese和Dan Zimmerle去年發表 對石油和天然氣行業甲烷排放程度的廣泛研究。 他們解釋了天然氣中甲烷的來源以及這種監管回滾可能意味著什麼。

1。 一旦天然氣從地下開采出來,甲烷和其他氣體如何進入大氣?

美國天然氣基礎設施包括一百萬英里的管道和數百萬個閥門,配件,儲罐,壓縮機和其他組件,每天運行24小時,每週7天,以向您的家庭提供天然氣。 天然氣可以從井到最終使用超過1,000英里。 在漫長的旅程中,天然氣有很多機會逃離大氣。 這包括故障組件的不必要洩漏以及 故意發洩 來自使用高壓氣體打開和關閉閥門的設備的氣體。

為什麼甲烷排放對氣候變化至關重要 天然氣輸送基礎設施,包括管道,閥門和壓縮機,有很多機會洩漏天然氣的主要成分 - 甲烷。 Mark Dixon / flickr, CC BY

此外,本 壓縮機 通過網絡增加壓力和泵送氣體所需的是由燃燒天然氣的內燃機提供動力; 這些發動機的排氣包括未燃燒的甲烷。 既然送到你家的天然氣是 85%至95%甲烷天然氣洩漏主要是甲烷。 雖然甲烷對氣候構成了最大的威脅,但由於它的存在 溫室氣體效力天然氣中存在的其他碳氫化合物會降低區域空氣質量,危害人體健康。

2。 為什麼難以確定甲烷排放的程度或速度?

由於天然氣基礎設施非常龐大,因此無法測量每個故障閥門或配件的每個洩漏。 實際上,我們甚至沒有準確估計閥門和配件的總數。 估算天然氣基礎設施甲烷排放總量的最佳方法是盡可能多地從盡可能多的不同類型的組件中進行測量。 人們必須從每種類型的設備執行數百甚至數千次測量的原因是,您可以捕獲高發射源(所謂的超級發射器),這些發射源數量少但排放量很高他們可以解釋 50%佔總排放量的80%.

為什麼甲烷排放對氣候變化至關重要 來自井的天然氣可以在到達消費者之前通過許多類型的基礎設施行進數千英里。 能源信息管理, CC BY

通過進行數千次測量,並彙總我們對美國天然氣基礎設施中所有類型設備庫存的最佳估算,可以合理程度地確定所有美國天然氣運營的總排放量,我們 目前估計為2.3%。 也就是說,通過管道傳播的2.3%天然氣被釋放到空氣中。 我們估計天然氣排放量意味著該行業每年的收入損失超過1億美元,並且它與70百萬輛乘用車的年尾氣排放相當,具有相當的溫室氣體影響。

3。 奧巴馬時代的法規要求石油和天然氣公司做什麼?

在2016中製定了奧巴馬時代的法規,以設定石油和天然氣行業各種來源的甲烷排放限值。 2016法規建立在2012之前的法規之上,用於排放揮發性有機碳氫化合物(VOC),這些是由石油和天然氣運營產生的非甲烷烴類氣體。 已經安裝了VOC排放源控制的公司不需要安裝任何新的控制裝置,因為減少VOC排放也會減少甲烷排放。

2016規則還包括以前未在2012中涵蓋的其他來源,包括水力壓裂油井,其中一些可能含有大量的氣體和油; 井場和天然氣加工廠的氣動裝置; 和傳輸和存儲設施的壓縮機和氣動控制器。

2016規則 要求操作人員定期檢測和修復新設施和改造設施的甲烷洩漏; 未經重大修改的舊設施不在規則範圍內。

4。 科學家如何確定天然氣是否比燃煤更適合氣候變化?

甲烷是一種高效的溫室氣體,比二氧化碳的氣候變暖影響超過80倍 發布後的第一個20年。 研究表明,如果甲烷以一定的速度洩漏 大於3%,退役的燃煤電廠不利於天然氣發電廠立即帶來氣候效益。 好消息是2.3%洩漏率表明,與燃煤發電廠相比,天然氣發電廠對氣候的影響略大一些。 然而,我們的研究結果還表明,如果工業將甲烷洩漏總量降低到1%,發電廠可以對氣候產生更大的益處,我們許多業內合作夥伴認為這是可以實現的。

此外,天然氣發電廠可以比大型燃煤電廠更快地改變產量,支持可變可再生能源的集成,例如風能和太陽能。 行業一些環保組織將天然氣視為“橋樑燃料”,有助於將可再生能源整合到電力系統中。

然而,煤炭和天然氣發電廠之間還有一個明顯的區別。 對於燃煤電廠而言,幾乎所有的氣候影響都是由於燃燒煤炭,而對於天然氣,氣候影響是燃燒和甲烷排放的結合 - 洩漏和排放。 改變煤炭燃燒的方式非常困難。 減少天然氣洩漏是非常現實的可能性。

5。 為什麼一些石油和天然氣公司支持更嚴格的甲烷排放法規?

美國環保署估計,擬議的新修訂將拯救石油和天然氣工業 每年$ 17到$ 19。 雖然這可能聽起來像很多錢,但與通過最小化洩漏獲得的經濟價值相比,它相形見絀。 我們估計,將甲烷排放量從2.3%減少到1%將導致每年超過5億美元的收入,這超過了通過回滾法規所估計節省的30倍。 許多石油和天然氣公司都認識到這一事實,他們也認識到需要製定法規以確保所有公司都遵守相同的標準。

我們與20行業合作夥伴密切合作的經驗表明,行業可以在分享最佳運營實踐,開發全面的洩漏檢測和維修計劃,試用這些新技術以及建設性地參與監管流程方面發揮領導作用。 我們的經驗 科羅拉多州該公司製定了一些國家最嚴格的甲烷排放法規,並強烈建議需要政府法規來確保最佳實踐成為標準做法。

最後,我們認為特朗普政府在不考慮其效力的情況下推翻法規的努力不僅會惡化氣候變化,還會影響美國公民的健康和安全,並削弱天然氣行業生產和促進自然的努力。天然氣作為一種清潔的化石燃料 - 一種與可再生資源完美結合的化石燃料。

關於作者

Anthony J. Marchese,學術和學生事務副院長,Walter Scott,Jr。工程學院; 發動機和能源轉換實驗室主任; 機械工程與能源研究所附屬系教授, 科羅拉多​​州立大學 和能源研究所高級研究員Dan Zimmerle 科羅拉多​​州立大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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