甲烷研究系列:16个研究

为了更好地了解美国天然气供应链中以及从何处逃脱了多少甲烷,EDF率先 广泛的研究系列 从2012年到2018年。它显示甲烷排放量比政府估算高60%。

为此,我们汇集了 140多名研究和行业专家[PDF] 来自40家机构和50家公司。

该系列分为16个不同的项目,这些项目的见识将有助于为减少甲烷排放的政策和机会提供信息。

生产研究

1.天然气生产场地排放

由德克萨斯大学奥斯汀分校领导的这项研究测量了天然气生产现场的甲烷排放量,其中包括一些从水力压裂井收集的首批测量值。

使用多种方法直接测量由9家合作的美国天然气公司运营的井场的甲烷排放量。研究发现,设备泄漏和气动设备产生的甲烷排放量比以前想象的要大。

该研究还发现,减少完井过程中排放物的技术可有效捕集先前排放到大气中的99%的甲烷,提供了EPA法规工作的基于数据的示例。

出版物:

2.生产现场的排放量-其他数据

这项研究通过收集来自与天然气生产相关的两个重要排放源的其他数据,扩展了得克萨斯大学第一项研究的结果:

  1. 当生产井时,液体卸料清除了水和其他阻碍气体流动的液体。
  2. 气动控制器,用于调节井场的常规功能。

UT为此努力与10家天然气公司进行了协调。该研究发现,两种来源的排放造成了生产部门甲烷排放的很大一部分。

出版物:

3.生产数据分析以调查趋势

几年来,EPA的研究与开发办公室收集了有关井生产现场甲烷排放的围栏数据。 EPA,休斯敦高级研究中心和EDF共同合作进一步分析了数据,以调查生产排放趋势。

该报告包括2010年至2013年在得克萨斯州Barnett页岩和Eagle Ford地区,科罗拉多州的丹佛-祖尔斯堡盆地以及怀俄明州Pinedale周围的Green River盆地上气田的210个生产现场的测量值。

对这些数据的统计分析表明,不可预测的事件(例如故障和维护)对排放率有很大影响。

出版物:

使用移动测量评估油气生产区的甲烷排放 (环境科学与技术,2014年11月)


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中游研究

4.收集和处理过程中的排放

科罗拉多州立大学的引擎和能量转换实验室致力于量化与天然气行业收集的基础设施和天然气处理设施相关的全国甲烷排放量。

研究人员与六家工业公司合作,并使用了示踪气体释放来量化该部门的甲烷排放。研究发现,收集活动产生的甲烷泄漏量是官方估计值的八倍。

这项研究的研究人员认为,泄漏检测和修复政策可以有效地减少这些来源的排放。

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5.运输和储存过程中的排放

科罗拉多州立大学,卡内基梅隆大学和Aerodyne Research的研究人员与七个行业合作伙伴合作,估计了天然气长距离运输和存储过程中甲烷的损失量。

初始测量文件使用顺风示踪气体方法与直接现场测量相结合,以报告站点之间的可变排放数据。

该文件证实,压缩机和设备泄漏是该行业甲烷排放的两个主要来源。研究人员还开发了一个模型,将其测量结果与EPA温室气体报告计划的数据相结合,以得出该行业细分的国家排放估算。

出版物:


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当地分布研究

6.交付期间的排放:多个城市

华盛顿州立大学大气研究实验室领导了一项全国性的田野研究,以更好地表征和理解与天然气输送相关的甲烷排放。

研究人员量化了各个地区的13家公用事业公司运营的设施和管道中的甲烷排放量。该数据将用于估算全国范围内配电系统的排放量。

该研究表明,本地天然气分配系统的甲烷排放量很大,尤其是在东北部地区,其分配基础设施较旧,但在减少这些系统的排放量方面正在取得进展,主要是通过公用事业的监管和投资。

出版物:

直接测量显示,美国本地天然气分销系统的甲烷排放量正在减少 (环境科学与技术,2015年3月)

7.市区排放:波士顿

哈佛大学,波士顿大学和杜克大学的科学家以及Aerodyne研究公司,大气与环境研究公司共同开发了一种创新的基于塔的定量技术,用于城市环境。

该研究发现,波士顿的甲烷排放量是库存数据显示的两倍以上,年平均损失率在2.1%至3.3%之间。

出版物:

马萨诸塞州波士顿市区的天然气基础设施和使用产生的甲烷排放 (美国国家科学院院刊,2015年1月)

8.市区排放量:印第安纳波利斯

为了进一步获得有关城市甲烷排放的区域性见识,作为更广泛的NIST项目的一部分,华盛顿州立大学与美国国家标准技术研究院,Aerodyne,GHD,普渡大学和宾夕法尼亚州立大学进行了合作,以测量印第安纳波利斯的甲烷排放。

该研究发现,天然气的最终使用源(例如煤气表,熔炉,锅炉和热水炉)以及垃圾填埋场是城市甲烷的很大一部分。 emissions.

出版物:

印第安纳州印第安纳波利斯的甲烷排放量的直接和间接测量和建模 (环境科学与技术,2016年8月)

9.用移动传感器绘制甲烷图

EDF使用移动式甲烷传感器,与Google合作,绘制了城市街道下管道的甲烷排放图。

在科罗拉多州立大学的研究人员的带领下,这种方法量化了本地配电系统中的甲烷泄漏,公用事业可以将其用于识别泄漏泄漏的管道并对其进行维修或更换,并优先处理这些泄漏,否则这些泄漏不会立即引起公共安全风险。了解更多 edf.org/methanemaps.

出版物:

基于车辆的快速识别城市天然气管道泄漏的位置和程度 (环境科学与技术,2017年3月)


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流域特定研究

10.丹佛-祖尔斯堡盆地的排放

美国国家海洋大气管理局和科罗拉多大学博尔德分校的研究人员使用飞机收集的数据测量了科罗拉多州最活跃的油气田的甲烷排放量,并比较了生产区上,下风向大气中碳氢化合物的浓度差异。

该研究估计的甲烷排放量比根据EPA数据得出的估计值高三倍。这项研究还发现,形成烟雾的挥发性有机化合物的含量是EPA估计值的两倍,而苯的含量是以前估计值的七倍。

出版物:

科罗拉多丹佛-祖尔斯堡盆地石油和天然气运营中甲烷和非甲烷碳氢化合物排放量的新视角 (地球物理研究杂志:大气,2014年5月)

11.德克萨斯州巴内特页岩的排放

EDF在2013年10月召集了12个不同的研究小组,以测量德克萨斯州Barnett页岩中的甲烷排放量。这项运动使用了各种飞机,车辆和地面测量来量化整个天然气供应链中排放的甲烷。

一项初步研究估计,该地区的甲烷排放量比EPA温室气体清单中的排放量估算值高50%,随后的研究估算出的排放量可能高出90%。

出版物:

巴尼特页岩地区的甲烷移动排放实验室 (环境科学与技术,2015年3月)

使用移动通量平面技术测量石油和天然气井垫的排放 (环境科学与技术,2015年3月)

使用模型飞机对压缩站的甲烷排放变化进行近场表征 (环境科学与技术,2015年5月)

使用多尺度测量来改善德克萨斯州巴尼特页岩地区石油和天然气运营中的甲烷排放估算 (环境科学与技术,2015年7月)

建立Barnett页岩地区的空间分解甲烷排放清单 (环境科学与技术,2015年7月)

迈向甲烷超级发射器的功能定义:在天然气生产现场的应用 (环境科学与技术,2015年7月)

Barnett页岩中的空中乙烷观测:乙烷通量的量化和甲烷排放的归因 (环境科学与技术,2015年7月)

天然气压缩机站和存储设施泄漏和损失审核产生的甲烷排放 (环境科学与技术,2015年7月)

巴尼特页岩盆地基于飞机的点源甲烷排放量测量 (环境科学与技术,2015年7月)

使用移动实验室表征Barnett页岩地区的逃逸甲烷排放 (环境科学与技术,2015年7月)

在Barnett页岩水力压裂地区将源分配示踪剂整合到甲烷排放的自底向上清单中 (环境科学与技术,2015年7月)

调和对石油和天然气甲烷排放量的不同估计 (美国国家科学院院刊,2015年12月)

天然气基础设施中的超级发射器是由异常的工艺条件引起的 (自然通讯,2017年1月)

12.巴尼特页岩油层:天桥研究

作为更广泛的项目(第11号)的一部分,NOAA,加州大学博德分校环境科学研究合作研究院和密歇根大学的科学家正在测量大气中的碳氢化合物浓度,以便量化和分配活性油中的区域甲烷排放量。包括基础设施在内的天然气盆地。

出版物:

基于飞机的巴尼特页岩地区甲烷排放总量估算 (环境科学与技术,2015年7月)


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其他研究

13.天然气燃料汽车的排放

西弗吉尼亚大学的替代燃料,发动机和排放中心与十家公司和研究组织合作,进行了一项研究,以直接测量天然气驱动的中型和重型车辆以及压缩天然气的运行产生的甲烷排放量天然气和液化天然气的加油和维护设施。

研究人员发现,与车辆相关的甲烷排放的最大来源来自排气管(30%)和曲轴箱(39%)。

加油站的排放量相对较低,约占运输部门排放量的12%。

出版物:

重型运输行业的轮对甲烷排放 (环境科学与技术,2016年12月)

14.试点项目

三个初始项目为某些研究奠定了基础。德克萨斯大学阿灵顿分校使用移动式甲烷传感技术收集了甲烷数据,该技术有助于进行第一个UT研究(第1号),协调运动(第11号和第12号)和甲烷作图。

哈佛大学,杜克大学和波士顿大学的研究人员对基于塔的传感系统进行了实验,以估算城市环境中的甲烷排放量。这项工作导致了更大的波士顿研究(第7号)。

科罗拉多大学-博尔德大学的科学家进行了研究,以确定甲烷和硫化氢的含量升高,从而为以后的飞越工作提供了见识(第10号和第11号)。

15.高排放源的流行

研究人员使用红外技术对全国七个地质盆地的8,000多个井垫进行了航空勘测,以表征“超级排放者”的流行情况。“超级排放者”是造成油气生产部门甲烷和VOC污染不成比例的源头。

该研究得出的结论是,超级发射器非常普遍且不可预测,但可以通过更好和更频繁的监视来轻松识别。

出版物:

空中勘测石油和天然气生产地点的碳氢化合物排放量增加 (环境科学与技术,2016年4月)

美国废弃油气井中煤层气和天然气甲烷的排放 (美国地球物理联合会—地球物理研究快报,2016年2月)

16.五年项目综合

EDF吸引了各个项目的利益相关者,以对所学知识进行综合理解。这项合作发现,美国的石油和天然气甲烷排放量比官方估计的数字高出60%,强调了解决这一污染的关键需求。

出版物:

来自美国天然气供应链的最新地面甲烷排放量测量结果的综合 (Science Direct,2017年4月)

评估美国石油和天然气供应链中的甲烷排放量 (2018年6月)

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