Szórógáz -kibocsátás - Fugitive gas emissions
Diffúz gázkibocsátás vannak kibocsátása gázzal (jellegzetesen a földgáz , amely metánt ) a légkörbe , vagy a felszín alatti eredő olaj és gáz , vagy szénbányászat aktivitást. 2016 -ban ezek a kibocsátások a szén -dioxid egyenértékű hatásukra átszámítva a globális üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának 5,8% -át tették ki .
A legtöbb szökevénykibocsátás a geokémiailag instabil cement miatti rosszul lezárt kútburkolatok miatt a kút integritásának elvesztéséből adódik . Ez lehetővé teszi, hogy a gáz a kúton keresztül (a felszíni burkolat szellőző áramlása néven) vagy a szomszédos geológiai képződmények mentén történő oldalirányú migráción keresztül távozzon ( gázvándorlás néven). A nem hagyományos olaj- és gázkutak metánszivárgásainak körülbelül 1-3% -át a tömítések hiánya és a kútfúrások romló cementje okozza. Egyes szivárgások a berendezések szivárgásából, a szándékos nyomáskioldási gyakorlatból vagy a szokásos szállítási, tárolási és forgalmazási tevékenységek során bekövetkező véletlen kiömlésből is erednek.
A kibocsátások mérhetők földi vagy légi technikákkal. A Kanadában , az olaj- és gázipar úgy gondolják, hogy a legnagyobb forrása a az üvegházhatást okozó gázok és metán kibocsátás és mintegy 40% -a kanadai kibocsátások származnak Alberta . A kibocsátásokat nagyrészt a vállalatok saját maguk jelentik be. Az Alberta Energy Regulator adatbázist vezet Alberta -ban a menekülő gázkibocsátást kibocsátó kutakról, a British Columbia Oil and Gas Commission pedig a British Columbia szivárgó kutak adatbázisát . A kutak vizsgálatát a fúrás idején csak 2010 -ben írták elő Brit -Kolumbiában, azóta az új kutak 19% -a számolt be szivárgási problémákról. Ez a szám alacsony becslés lehet, amint azt a David Suzuki Alapítvány által végzett terepmunka is sugallja . Egyes tanulmányok kimutatták, hogy a kutak 6-30% -a szenved gázszivárgástól.
Kanada és Alberta terveket dolgoz ki a kibocsátás csökkentésére irányuló politikákra, amelyek segíthetnek az éghajlatváltozás elleni küzdelemben . A kibocsátások csökkentésével kapcsolatos költségek nagyon helyfüggőek, és nagymértékben változhatnak. A metánnak nagyobb globális felmelegedési hatása van, mint a szén -dioxidnak , mivel a sugárzási ereje 120, 86 és 34 -szerese a szén -dioxidénak, ha figyelembe vesszük az 1, 20 és 100 éves időkeretet (beleértve az éghajlati szén -dioxid visszajelzést is) Ezenkívül a szén -dioxid koncentrációjának növekedéséhez vezet a vízgőz által történő oxidáció révén .
A kibocsátások forrásai
A szétszórt gázok kibocsátása a szénhidrogén -feltárás , például a földgáz vagy a kőolaj feltárása során keletkezhet .
Gyakran a metánforrások is etánforrások , lehetővé téve a metánkibocsátás levezetését az etán -kibocsátás és a légkörben lévő etán/metán arány alapján. Ez a módszer becslést adott a 2008-ban évi 20 Tg-ról 2014-re évi 35 Tg-ra megnövekedett metánkibocsátásra. A metánkibocsátás nagy részét csak néhány "szuperkibocsátó" tudja hozzájárulni. Észak-Amerikában 2009 és 2014 között az éves etán-kibocsátás növekedési üteme 3-5%volt. Feltételezések szerint a légköri etán 62% -a a földgáz előállításával és szállításával kapcsolatos szivárgásokból származik. Azt is felvetették, hogy az Európában mért etánkibocsátást befolyásolják az észak -amerikai hidraulikus repesztési és palagáz -termelési műveletek. Egyes kutatók azt feltételezik, hogy a szivárgási problémák nagyobb valószínűséggel fordulnak elő a nem hagyományos, hidraulikusan törött kutakban, mint a hagyományos kutakban.
A National Inventory Report szerint Kanadában a metánkibocsátás körülbelül 40% -a Albertán belül fordul elő. Az albertai antropogén metánkibocsátás 71% -át az olaj- és gázszektor állítja elő. Becslések szerint Alberta kútjainak 5% -a földgázszivárgással vagy szellőzéssel jár. Becslések szerint a Brit Kolumbiában fúrt kutak 11% -a, vagy 24599 -ből 2739 kút jelentett szivárgási problémákat. Egyes tanulmányok becslései szerint az összes kutak 6-30% -a gázszivárgásban szenved.
Jól specifikus és feldolgozási források
A források lehetnek törött vagy szivárgó kútburkok (akár elhagyott kutaknál, akár nem használt, de nem megfelelően elhagyott kutaknál) vagy oldalirányú migráció a felszín alatti geológiai képződményeken keresztül, mielőtt a talajvízbe vagy a légkörbe kerülnek. A törött vagy szivárgó kútburkok gyakran geokémiailag instabil vagy törékeny cement eredménye. Egy kutató 7 fő utat javasol a gázok migrációjára és a burkolat felszíni légáramlására: (1) a cement és a szomszédos kőzetképződés között, (2) a burkolat és az azt körülvevő cement között, (3) a burkolat és a cementdugó között, (4) közvetlenül a cementdugón, (5) a burkolat és a szomszédos kőzetképződés közötti cementen, (6) a cementen keresztül a cement burkolati oldalától a cement gyűrűs oldaláig tartó összekötő üregek között, és (7) a nyírón keresztül a burkolat vagy a kútfurat.
A szivárgást és a migrációt hidraulikus repedés okozhatja, bár sok esetben a törés módja olyan, hogy a gáz nem tud vándorolni a kút burkolatán. Egyes tanulmányok azt mutatják, hogy a vízszintes kutak hidraulikus törése nem befolyásolja annak valószínűségét, hogy a kút gázvándorlást szenved. Becslések szerint a fosszilis tüzelőanyag-kút élettartama során keletkező metán-kibocsátások körülbelül 0,6-7,7% -a a kút helyén vagy a feldolgozás során végzett tevékenységek során keletkezik.
Csővezeték és elosztási források
A szénhidrogén -termékek forgalmazása szövődményes kibocsátáshoz vezethet, amelyet a csövek vagy tárolóedények tömítéseinek szivárgása, a nem megfelelő tárolási gyakorlat vagy szállítási balesetek okozhatnak. Bizonyos szivárgások szándékosak lehetnek a nyomásmentesítő biztonsági szelepek esetében. Egyes kibocsátások a berendezés nem szándékos szivárgásából származhatnak, például karimákból vagy szelepekből. Becslések szerint a metán kibocsátásának körülbelül 0,07-10% -a szállítás, tárolás és forgalmazás során keletkezik.
Észlelési módszerek
A menekülő gázkibocsátások kimutatására számos módszert alkalmaznak. Gyakran méréseket végeznek a kútfőkön vagy azok közelében (talajgázminták, örvénykovariáns tornyok, üvegházhatású gázelemző készülékhez csatlakoztatott dinamikus fluxuskamrák használatával), de lehetőség van a kibocsátások mérésére is repülőgép segítségével , speciális műszerekkel a fedélzeten . A British Columbia északkeleti részén végzett repülőgép -felmérés azt mutatta, hogy a környék aktív kútjainak körülbelül 47% -ából származnak kibocsátások. Ugyanez a tanulmány azt sugallja, hogy a tényleges metán -kibocsátás jóval magasabb lehet, mint amit az ipar jelent, vagy a kormány becsli. Kisméretű mérési projektekhez infravörös kamera szivárgásvizsgálatok, kútbefecskendező nyomkövetők és talajgáz- mintavétel használható. Ezek általában túl munkaigényesek ahhoz, hogy hasznosak legyenek a nagy olaj- és gázipari vállalatok számára, és gyakran légi felméréseket alkalmaznak helyette. Egyéb forrás azonosítási módszerek az ipar által felhasznált közé tartoznak a szén izotóp analízis gáz minták, a zaj naplózza a termelési burkolat, és neutron naplók a rátétes fúrólyuk. A légköri mérések mind a levegőben, mind a földön történő mintavétel során gyakran korlátozottak a mintasűrűségben a térbeli korlátok vagy a mintavétel időtartamának korlátozása miatt.
Egyik módja tulajdonított metán egy adott forrásból vesz folyamatos mérése a stabil szén- izotópos mérések légköri metán (δ 13 CH 4 ) a csóva antropogén metán források segítségével egy mobil analitikai rendszerben. Mivel a földgáz különböző típusai és érettségi szintje eltérő δ 13 CH 4 aláírással rendelkezik, ezek a mérések felhasználhatók a metánkibocsátás eredetének meghatározására. A földgázzal kapcsolatos tevékenységek metáncsóvákat bocsátanak ki -41,7 és -49,7 ± 0,7 ‰ között δ 13 CH 4 aláírással.
A légkörben, regionális léptékben, gyakran levegőben végzett mérésekkel mért magas metán -kibocsátási arányok nem feltétlenül képviselik a földgázrendszerekből származó tipikus szivárgási arányokat.
A kibocsátások jelentése és szabályozása
A menekülő gázkibocsátás bejelentését szabályozó politikák eltérőek, és gyakran a vállalatok önjelentésére helyezik a hangsúlyt. Az üvegházhatást okozó gázok (ÜHG) kibocsátásának sikeres szabályozásához szükséges feltétel a kibocsátások monitorozásának és számszerűsítésének képessége az előírások hatálybalépése előtt és után.
1993 óta az Egyesült Államok olaj- és gáziparának önkéntes intézkedései vannak a metánkibocsátást csökkentő új technológiák elfogadása érdekében, valamint elkötelezettek a legjobb gazdálkodási gyakorlatok alkalmazása mellett a metáncsökkentés szektor szintű elérése érdekében. Albertában az Alberta Energy Regulator adatbázist tart fenn a tartományban lévő kutak önállóan jelentett gázvándorlási és burkolati szellőzőáramlásairól.
A British Columbia szivárgásáról szóló jelentést csak 1995 -ben kezdték el, amikor el kellett hagyni a kutak szivárgásvizsgálatát. A kutak fúrásakor végzett vizsgálatot Brit -Kolumbiában 2010 -ig nem kellett elvégezni. A Brit -Kolumbiában 2010 óta fúrt 4017 kút közül 19%, azaz 761 kút jelentett szivárgási problémákat. A David Suzuki Alapítvány által végzett terepmunka során azonban olyan szivárgó kutakat fedeztek fel, amelyek nem szerepeltek a British Columbia Oil and Gas Commission (BCOGC) adatbázisában, ami azt jelenti, hogy a szivárgó kutak száma a bejelentettnél nagyobb lehet. A BCOGC szerint a felszíni burkolat szellőző áramlása a fő oka a szivárgásnak a kutakban 90,2%-on, majd a gázvándorlás 7,1%-on. A British Columbia -ban jelenleg szivárgó 1493 kút metánszivárgási aránya alapján a napi 7070 m 3 szivárgási arányt ( évente 2,5 millió m 3 ) becsülik, bár ez a szám alulbecsülhető, amint azt az elvégzett terepmunka is bizonyítja A David Suzuki Alapítvány.
A szivárgás alulról felfelé irányuló készletei magukban foglalják a különböző kibocsátási források, például berendezések, kutak vagy csövek átlagos szivárgási arányának meghatározását, és ennek extrapolálását a szivárgásra, amely becslések szerint az adott vállalat teljes hozzájárulása. Ezek a módszerek általában alábecsülik a metán kibocsátási arányát, függetlenül a készlet méretétől.
A menekülő gázkibocsátásból eredő problémák kezelése
Van néhány megoldás ezekre a problémákra. Legtöbbjük politikát, vagy vállalati, szabályozói vagy kormányzati (vagy mindhárom) szintű változtatást igényel. A politikák magukban foglalhatják a kibocsátáskorlátozásokat, a betáplált tarifa programokat és a piaci alapú megoldásokat, például az adókat vagy a forgalmazható engedélyeket.
Kanada olyan politikákat fogadott el, amelyek azt tervezik, hogy 2025 -ig 40–45% -kal csökkentik az olaj- és gázszektor kibocsátásait a 2012 -es szint alatt. Az Alberta -kormány tervei szerint 2025 -ig 45% -kal csökkenti az olaj- és gázipari műveletekből származó metán -kibocsátást.
A diffúz gázkibocsátások csökkentése segíthet lassítani az éghajlatváltozást, mivel a metán sugárzó ereje 25 -szöröse a szén -dioxidénak, ha 100 éves időtartamot veszünk figyelembe. A kibocsátás után a metánt a vízgőz is oxidálja, és növeli a szén -dioxid koncentrációt, ami további éghajlati hatásokhoz vezet.
A diffúz gázkibocsátás csökkentésének költségei
A diffúz gázkibocsátás csökkentését célzó politikák végrehajtásával kapcsolatos költségek nagymértékben eltérnek a termelési és elosztási területek földrajzától , geológiájától és hidrológiájától függően. Gyakran előfordul, hogy a diffúz gázkibocsátás csökkentésének költségei az egyes vállalatokat terhelik technológiai fejlesztések formájában. Ez azt jelenti, hogy gyakran eltérések mutatkoznak a különböző méretű vállalatok között, hogy milyen drasztikusan engedhetik meg maguknak pénzügyileg, hogy csökkentsék metánkibocsátásukat.
A diffúz gázkibocsátások kezelése és orvoslása
A felszíni burkolat szellőzőáramai és a gázvándorlások által érintett szivárgó kutak esetében a beavatkozási folyamat magában foglalhatja a beavatkozási terület perforálását , friss víz szivattyúzását, majd hígtrágya bevezetését a kútba, valamint a beavatkozási intervallum javító betonozását olyan módszerekkel, mint a bradenhead préselés, cementprés, vagy keringési préselés.