为什么甲烷排放对气候变化至关重要

为什么甲烷排放对气候变化至关重要 作为一种强大的热捕集气体,甲烷从天然气输送基础设施中释放出来。 美联社照片/布伦南林斯利

美国环保署于8月29公布了一项提案 取消限制甲烷排放的法规 来自石油和天然气行业。 批评 表示回滚将加剧气候变化和空气质量。 反应来自 能源公司各不相同有些人认为限制是不必要的,而其他人则支持联邦法规。

科罗拉多州立大学能源学者Anthony Marchese和Dan Zimmerle去年发表 对石油和天然气行业甲烷排放程度的广泛研究。 他们解释了天然气中甲烷的来源以及这种监管回滚可能意味着什么。

1。 一旦天然气从地下开采出来,甲烷和其他气体如何进入大气?

美国天然气基础设施包括一百万英里的管道和数百万个阀门,配件,储罐,压缩机和其他组件,每天运行24小时,每周7天,以向您的家庭提供天然气。 天然气可以从井到最终使用超过1,000英里。 在漫长的旅程中,天然气有很多机会逃离大气。 这包括故障组件的不必要泄漏以及 故意发泄 来自使用高压气体打开和关闭阀门的设备的气体。

为什么甲烷排放对气候变化至关重要 天然气输送基础设施,包括管道,阀门和压缩机,有很多机会泄漏天然气的主要成分 - 甲烷。 Mark Dixon / flickr, CC BY

此外,该 压缩机 通过网络增加压力和泵送气体所需的是由燃烧天然气的内燃机提供动力; 这些发动机的排气包括未燃烧的甲烷。 既然送到你家的天然气是 85%至95%甲烷天然气泄漏主要是甲烷。 虽然甲烷对气候构成了最大的威胁,但由于它的存在 温室气体效力天然气中存在的其他碳氢化合物会降低区域空气质量,危害人体健康。

2。 为什么难以确定甲烷排放的程度或速度?

由于天然气基础设施非常庞大,因此无法测量每个故障阀门或配件的每个泄漏。 实际上,我们甚至没有准确估计阀门和配件的总数。 估算天然气基础设施甲烷排放总量的最佳方法是尽可能多地从尽可能多的不同类型的组件中进行测量。 人们必须从每种类型的设备执行数百甚至数千次测量的原因是,您可以捕获高发射源(所谓的超级发射器),这些发射源数量少但排放量很高他们可以解释 50%占总排放量的80%.

为什么甲烷排放对气候变化至关重要 来自井的天然气可以在到达消费者之前通过许多类型的基础设施行进数千英里。 能源信息管理, CC BY

通过进行数千次测量,并汇总我们对美国天然气基础设施中所有类型设备库存的最佳估算,可以合理程度地确定所有美国天然气运营的总排放量,我们 目前估计为2.3%。 也就是说,通过管道传播的2.3%天然气被释放到空气中。 我们估计天然气排放量意味着该行业每年的收入损失超过1亿美元,并且它与70百万辆乘用车的年尾气排放相当,具有相当的温室气体影响。

3。 奥巴马时代的法规要求石油和天然气公司做什么?

在2016中制定了奥巴马时代的法规,以设定石油和天然气行业各种来源的甲烷排放限值。 2016法规建立在2012之前的法规之上,用于排放挥发性有机碳氢化合物(VOC),这些是由石油和天然气运营产生的非甲烷烃类气体。 已经安装了VOC排放源控制的公司不需要安装任何新的控制装置,因为减少VOC排放也会减少甲烷排放。

2016规则还包括以前未在2012中涵盖的其他来源,包括水力压裂油井,其中一些可能含有大量的气体和油; 井场和天然气加工厂的气动装置; 和传输和存储设施的压缩机和气动控制器。

2016规则 要求操作人员定期检测和修复新设施和改造设施的甲烷泄漏; 未经重大修改的旧设施不在规则范围内。

4。 科学家如何确定天然气是否比燃煤更适合气候变化?

甲烷是一种高效的温室气体,比二氧化碳的气候变暖影响超过80倍 发布后的第一个20年。 研究表明,如果甲烷以一定的速度泄漏 大于3%,退役的燃煤电厂不利于天然气发电厂立即带来气候效益。 好消息是2.3%泄漏率表明,与燃煤发电厂相比,天然气发电厂对气候的影响略大一些。 然而,我们的研究结果还表明,如果工业将甲烷泄漏总量降低到1%,发电厂可以对气候产生更大的益处,我们许多业内合作伙伴认为这是可以实现的。

此外,天然气发电厂可以比大型燃煤电厂更快地改变产量,支持可变可再生能源的集成,例如风能和太阳能。 行业一些环保组织将天然气视为“桥梁燃料”,有助于将可再生能源整合到电力系统中。

然而,煤炭和天然气发电厂之间还有一个明显的区别。 对于燃煤电厂而言,几乎所有的气候影响都是由于燃烧煤炭,而对于天然气,气候影响是燃烧和甲烷排放的结合 - 泄漏和排放。 改变煤炭燃烧的方式非常困难。 减少天然气泄漏是非常现实的可能性。

5。 为什么一些石油和天然气公司支持更严格的甲烷排放法规?

美国环保署估计,拟议的新修订将拯救石油和天然气工业 每年$ 17到$ 19。 虽然这可能听起来像很多钱,但与通过最小化泄漏获得的经济价值相比,它相形见绌。 我们估计,将甲烷排放量从2.3%减少到1%将导致每年超过5亿美元的收入,这超过了通过回滚法规所估计节省的30倍。 许多石油和天然气公司都认识到这一事实,他们也认识到需要制定法规以确保所有公司都遵守相同的标准。

我们与20行业合作伙伴密切合作的经验表明,行业可以在分享最佳运营实践,开发全面的泄漏检测和维修计划,试用这些新技术以及建设性地参与监管流程方面发挥领导作用。 我们的经验 科罗拉多州该公司制定了一些国家最严格的甲烷排放法规,并强烈建议需要政府法规来确保最佳实践成为标准做法。

最后,我们认为特朗普政府在不考虑其效力的情况下推翻法规的努力不仅会恶化气候变化,还会影响美国公民的健康和安全,并削弱天然气行业生产和促进自然的努力。天然气作为一种清洁的化石燃料 - 一种与可再生资源完美结合的化石燃料。

关于作者

Anthony J. Marchese,学术和学生事务副院长,Walter Scott,Jr。工程学院; 发动机和能源转换实验室主任; 机械工程与能源研究所附属系教授, 科罗拉多州立大学 和能源研究所高级研究员Dan Zimmerle 科罗拉多州立大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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