西弗吉尼亚大学研究人员获得550万美元用于检查石油和天然气场所的甲烷排放

在接下来的三年里，西弗吉尼亚大学替代燃料、发动机和排放中心的研究人员将努力深入了解甲烷和其他气体泄漏发生的地点和原因，以及它们对当地空气质量和全球气候的影响。

在能源部 550 万美元资金的支持下，该项目由本杰明·M·斯塔特勒工程与矿产资源学院副教授Derek Johnson领导，将重点关注甲烷排放——一种使地球变暖的温室气体——来自西弗吉尼亚州、宾夕法尼亚州和俄亥俄州的液体储罐。

被称为 STEAM TANKS 的 Marcellus 储罐排放评估，以通过科学获得新知识，该研究将测量从位于提取地点“上游”和“中游”的液体储罐排放的甲烷和其他挥发性有机化合物以及有害空气污染物在石油和天然气通往精炼和加工设施的途中的各个地点。

“甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体，”约翰逊说，并补充说甲烷在大气中吸收热量的能力也是二氧化碳的 28 倍。在过去的 200 年里，大气中的甲烷浓度增加了一倍以上，天然气和石油系统是仅次于农业部门的第二大甲烷排放源。

天然气主要由甲烷组成，在生产、加工、运输和储存天然气和原油时，甲烷排放可能会泄漏到空气中，抵消了天然气的一些低碳效益。

约翰逊特别指出液体储罐是“复杂系统”。储罐可以排放到大气或排放控制装置。他解释说，当它们被排空或填充时，以及当它们日复一日地“呼吸”时，由于储罐温度和压力随时间的自然变化，它们可能会失去气体。使用控制装置的储罐可能有泄漏的密封件、通风口或小偷舱口，会产生排放物。

“甲烷和其他挥发性有机化合物的储罐排放和泄漏率变化很大，因此我们需要更好地了解它们的活动。然后我们可以改进预测排放的模型，并最终开发出缓解排放的解决方案，”约翰逊说。

“我们将与现场运营商合作，记录可能导致甲烷排放的因素：温度和压力、产量和吞吐量、液相和气相的内部化学成分，以及打开或损坏的阀门、铰链或密封件等因素。 ”

一旦 CAFEE 完成了石油和天然气储罐的初始区域清单，该团队将部署各种工具和技术，从用于空气采样的移动实验室到用于准确预测甲烷和其他排放物随时间变化的先进机器学习方法。除了从选定的关键储罐获取一年的排放测量数据外，研究人员还将在至少 100 个地点进行短期排放监测，每个地点可能有多个储罐。

大多数将是与较新的非常规天然气生产业务相关的地点，但至少有 30 个地点专注于常规业务。收集的数据将回答诸如当前预测工具和排放因子是否准确或具有代表性等问题。

在获得多个地点的条件和排放数据后，约翰逊和他的同事将开始更新数十年前用于预测排放的软件模型，并开始开发用于报告泄漏的新工具。

团队中的 WVU 研究人员是Gregory Thompson，副教授;斯科特·韦恩，副教授;Madelyn Ball，助理教授;Hailin Li，教授和Nigel Clark，名誉教授和 Transport Energy Strategies 现任顾问。

“西弗吉尼亚大学将利用合作伙伴 Aerodyne Research 在羽流采样方面的专业知识，”约翰逊说。“我们的团队目前正在与三个行业领导者合作，并从更大的阿巴拉契亚盆地寻找更多的行业参与者。”

实用性是重中之重，因此除了确保被评估的传感器对行业实施具有成本效益外，CAFEE 还将对他们的发现如何影响社区的工作和培训机会进行本地分析。如果研究表明需要为储罐配备仪器，Johnson 预测行业可能需要投资扩大劳动力——例如第三方排放审计或报告公司，或新的维护和维修技术人员。

“减少甲烷排放很重要——这可能是帮助遏制气候变化的最快方法之一，”他说。“但没有太多研究直接量化与上游和中游油气罐相关的甲烷排放量。举个未知数的例子，直到最近还没有人考虑一种类型的储罐，即“采出水”储罐，就甲烷排放量而言，尽管我们已经证明这些储罐的排放量可能是重大的。”

约翰逊说，他相信该项目有可能产生对国家和全球实践和技术产生影响的发现。

“这项研究对于加深对甲烷和其他气体罐排放的了解至关重要，这样行业就可以制定最佳实践或部署技术来减少这些排放。”

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