Как бы ни были важны выбросы метана, создающего парниковый эффект, в разговоре о климате, недавно принявшем активное участие в недавней конференции COP26 в Глазго, у исследователей очень мало долгосрочных данных о выбросах из скважин и другой нефтегазовой инфраструктуры. Это затрудняет ответы на вопросы об источниках и масштабах выбросов, а также о ежегодных тенденциях во всем производственном регионе.
Ответы начинают поступать из бассейна Уинта в штате Юта, где находится, возможно, самый длинный участок непрерывного мониторинга метана в нефтегазодобывающем регионе. С 2015 года исследователи отслеживают выбросы из нефтяных и газовых скважин и сообщают, что за это время выбросы в регионе сократились вдвое.
Но дальнейший анализ утечек показывает, что у нефтегазовой отрасли есть способы остановить утечки метана, которые влияют на климат и здоровье человека и могут привести к расходам на экономику Юты.
«Наша работа в бассейне Уинта показывает, что выбросы метана могут меняться в течение нескольких лет, - говорит профессор Джон Лин из Университета Юты, факультет атмосферных наук, - и важно провести долгосрочную перспективы и контролировать эти выбросы в течение нескольких лет."
«Земля имеет только одну атмосферу, - говорит доцент Сет Лайман, директор Исследовательского центра Бингама в кампусе Uintah Basin Университета штата Юта, - и выбросы в одной области могут влиять на качество воздуха и климат во всем мире.. Нефтяные и газовые объекты неравномерно распределены по штату или по всему миру, но воздействие ископаемого топлива на климат не зависит от места выбросов».
Исследование опубликовано в Scientific Reports и финансируется Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) и по субконтракту с Университетом Аризоны.
Мониторинг в бассейне реки Уинта
Метан является мощным парниковым газом, его потенциал глобального потепления примерно в 85 раз выше, чем у углекислого газа за первые 20 лет его пребывания в атмосфере. Метан обладает огромным потенциалом для поглощения инфракрасной энергии, которую он затем перенаправляет обратно на поверхность Земли, тем самым улавливая тепло и нагревая планету.
Метан - это «газовая» часть добычи нефти и газа. Поскольку трудно обеспечить герметичность каждого компонента процесса добычи газа, метан может просачиваться из скважин, трубопроводов - где угодно.
Он также может вступать в реакцию в атмосфере с образованием озона, и здесь в историю вступают Лин и его коллеги из Университета штата Юта, Университета штата Юта и Университета Западного Техаса A&M. В начале 2010-х исследователи изучали высокие уровни загрязнения озоном в зимнее время в бассейне реки Уинта. Одно исследование включало полет авиационного датчика над бассейном, где находится около 10 000 нефтяных и газовых скважин. Измерения с борта самолета хороши, но это всего лишь снимок момента времени.
«Я хотел сравнить оценки наземных наблюдений с оценками, полученными с самолетов, и посмотреть, как меняются выбросы за несколько лет», - говорит Лин.
В 2015 году при финансовой поддержке NOAA команда установила в бассейне первый из трех датчиков. Это было удачное время - после нескольких лет бума добычи нефти и газа цены на нефть начали колебаться и упали к 2020-м годам, что повлияло на производство в регионе и дало исследователям представление о том, как связаны экономические силы и выбросы метана.
Как и почему выбросы сократились
В период с 2015 по 2020 год, по наблюдениям исследователей, выбросы метана в бассейне реки Уинта сократились примерно вдвое. Добыча природного газа также упала примерно вдвое по сравнению с пиковым значением, поскольку цены на ископаемое топливо рухнули после 2014 года. Этот первоначальный результат является хорошей новостью: меньшее количество метана в воздухе полезно для климата и здоровья человека.
Но исследователи также отметили, что количество метана, все еще утекающего из оставшихся скважин в 2020 году, составляло от шести до восьми процентов добытого природного газа, примерно столько же, сколько было в 2015 году.
«Это означает, что скорость утечки остается постоянной, хотя и высокой, даже при снижении добычи природного газа», - говорит Лин. Этот результат был неожиданным, поскольку предыдущие исследования предполагали, что из скважин с более низкой производительностью будет происходить утечка большего количества метана. «Это может объяснить высокий уровень утечки в целом в бассейне Уинта, поскольку средняя скважина Уинта дает меньше газа по сравнению со многими другими скважинами в США», - говорит он. «Тем не менее, было удивительно, что скорость утечки не увеличилась, поскольку скважины Уинты снизили добычу».
Исследователи исключили регулирование как способствующее снижению выбросов, поскольку правила Агентства по охране окружающей среды в последние несколько лет применялись только к новым скважинам. Опросы некоторых компаний в бассейне реки Уинта действительно показали, что одна компания добровольно приняла меры по обнаружению и устранению утечек, но масштабы таких добровольных действий неизвестны.
Во что нам обходятся утечки метана
Итак, если выбросы метана уменьшились с падением добычи газа, означает ли это, что выбросы могут возрасти, если добыча восстановится? Возможно, говорит Лин, но добавляет, что в последние годы технологии обнаружения утечек и ремонта совершенствуются, поэтому выбросы метана могут даже уменьшиться в будущем по мере роста производства.
«Это будет зависеть от решений, принимаемых отдельными компаниями, а также от изменений, которые произошли или могут произойти в сфере регулирования», - говорит Лайман.
Подобно тому, как экономические факторы повлияли на добычу нефти и газа и выбросы метана в последние годы, продолжающиеся утечки могут привести к собственным расходам, особенно для экономики штата Юта. Лайман говорит, что большая часть сырой нефти, перерабатываемой на нефтеперерабатывающих заводах Юты, поступает из бассейна Уинта. Помимо последствий для климата, утечка метана - это потеря энергии (от трех до пяти процентов всей энергии, производимой в бассейне, по оценкам исследования), что увеличивает затраты для компаний.
Кроме того, утечка метана влияет на качество воздуха в бассейне Уинта. «Помимо очевидного (и более важного) воздействия на здоровье жителей бассейна, проблемы с качеством воздуха приводят к усилению регулирования разработки месторождений нефти и газа, что увеличивает затраты, и эти затраты перекладываются на потребителей», - говорит Лайман.
Надеюсь, это исследование вдохновит другие нефтегазовые регионы США и всего мира на проведение собственного непрерывного мониторинга, - говорит Эрик Кросман, доцент Западно-Техасского университета A&M. «Нам нужно детальное понимание того, как меняются выбросы метана, - говорит он, - и наблюдения, подобные тем, которые мы проводили в бассейне реки Уинта, помогут заполнить эти пробелы».