Πρόσφατες εναέριες και δορυφορικές έρευνες δείχνουν ότι πολύ περισσότερο μεθάνιο, ένα ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου, απελευθερώνεται από τους χώρους υγειονομικής ταφής και τις επιχειρήσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου σε όλο τον κόσμο από ό,τι είχαν καταλάβει οι κυβερνήσεις. Αυτό είναι ένα πρόβλημα για το κλίμα και την ανθρώπινη υγεία. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η κυβέρνηση των ΗΠΑ έχει επίσης αυστηροποιήσει τους κανονισμούς για τις διαρροές μεθανίου και τη σπατάλη εξαέρωση, πιο πρόσφατα από πηγάδια πετρελαίου και φυσικού αερίου σε δημόσιες εκτάσεις.
Τα καλά νέα είναι ότι πολλές από αυτές τις διαρροές μπορούν να διορθωθούν – εάν ανακαλυφθούν γρήγορα.
Ο Riley Duren, ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα και πρώην μηχανικός και επιστήμονας της NASA, ηγείται του Carbon Mapper, ενός μη κερδοσκοπικού οργανισμού που σχεδιάζει έναν αστερισμό δορυφόρων παρακολούθησης μεθανίου. Ο πρώτος του δορυφόρος, μια συνεργασία με το Jet Propulsion Laboratory της NASA και την εταιρεία απεικόνισης Earth Planet Labs, θα εκτοξευθεί το 2024.
Ο Duren εξήγησε πώς οι νέοι δορυφόροι μεταμορφώνουν την ικανότητα των εταιρειών και των κυβερνήσεων να βρίσκουν και να σταματούν τις διαρροές μεθανίου και να αποφεύγουν τη σπατάλη ενός πολύτιμου προϊόντος.
Γιατί είναι τόσο ανησυχητικές οι εκπομπές μεθανίου;
Το μεθάνιο είναι ο δεύτερος πιο κοινός ρύπος του θερμοκηπίου μετά το διοξείδιο του άνθρακα. Δεν μένει στην ατμόσφαιρα για τόσο πολύ – μόνο μια δεκαετία περίπου σε σύγκριση με αιώνες για το διοξείδιο του άνθρακα – αλλά έχει μεγάλο αποτέλεσμα.
Η ικανότητα του μεθανίου να θερμαίνει τον πλανήτη είναι σχεδόν 30 φορές μεγαλύτερη από το διοξείδιο του άνθρακα σε 100 χρόνια και περισσότερο από 80 φορές μεγαλύτερη σε 20 χρόνια. Μπορείτε να σκεφτείτε το μεθάνιο ως μια πολύ αποτελεσματική κουβέρτα, που παγιδεύει τη θερμότητα στην ατμόσφαιρα και θερμαίνει τον πλανήτη.
Αυτό που ανησυχεί πολλές κοινότητες είναι ότι το μεθάνιο είναι επίσης ένα πρόβλημα υγείας. Είναι πρόδρομος του όζοντος, το οποίο μπορεί να επιδεινώσει το άσθμα, τη βρογχίτιδα και άλλα πνευμονικά προβλήματα. Και σε ορισμένες περιπτώσεις, οι εκπομπές μεθανίου συνοδεύονται από άλλους επιβλαβείς ρύπους όπως το βενζόλιο, ένα καρκινογόνο.
Σε πολλά κοιτάσματα πετρελαίου και φυσικού αερίου, λιγότερο από το 80% του αερίου που βγαίνει από το έδαφος από ένα πηγάδι είναι μεθάνιο – το υπόλοιπο μπορεί να είναι επικίνδυνοι ατμοσφαιρικοί ρύποι που δεν θέλετε κοντά στο σπίτι ή το σχολείο σας. Αλλά μέχρι πρόσφατα, υπήρχε πολύ μικρή άμεση παρακολούθηση για την εύρεση και διακοπή διαρροών.
Γιατί είναι απαραίτητοι οι δορυφόροι για την ανίχνευση διαρροών μεθανίου;
Στη φυσική του μορφή, το μεθάνιο είναι αόρατο και άοσμο. Πιθανότατα δεν θα ξέρατε ότι υπήρχε ένα τεράστιο νέφος μεθανίου δίπλα εάν δεν είχατε ειδικά όργανα για να το ανιχνεύσετε.
Παραδοσιακά, οι εταιρείες καταγράφουν τις εκπομπές τους μεθανίου χρησιμοποιώντας μια μέθοδο του 19ου αιώνα που ονομάζεται απογραφή. Τα αποθέματα υπολογίζουν τις εκπομπές με βάση την αναφερόμενη παραγωγή σε πηγάδια πετρελαίου και φυσικού αερίου ή την ποσότητα απορριμμάτων που καταλήγουν σε χώρο υγειονομικής ταφής, όπου τα οργανικά απόβλητα παράγουν μεθάνιο όταν αποσυντίθενται. Αυτή η λογιστική που βασίζεται σε υποθέσεις αφήνει πολλά περιθώρια για λάθη. Για παράδειγμα, δεν λαμβάνονται υπόψη άγνωστες διαρροές ή επίμονοι αεραγωγοί.
Μέχρι πρόσφατα, η τελευταία λέξη της τεχνολογίας για τον εντοπισμό διαρροών σε εργασίες πετρελαίου και φυσικού αερίου ήταν να επισκέπτεται ένας τεχνικός ένα πηγάδι με φορητή κάμερα υπερύθρων ή αναλυτή αερίου περίπου κάθε 90 ημέρες. Ωστόσο, μια μεγάλη διαρροή μπορεί να απελευθερώσει μεγάλες ποσότητες αερίου σε μια περίοδο αρκετών ημερών και εβδομάδων ή να συμβεί σε δυσπρόσιτα σημεία, πράγμα που σημαίνει ότι πολλοί από αυτούς τους λεγόμενους υπερεκπομπούς δεν ανιχνεύονται.
Ωστόσο, με δορυφόρους τηλεπισκόπησης και αεροσκάφη, μεγάλες περιοχές μπορούν να ερευνηθούν γρήγορα και τακτικά. Μερικοί από τους νεότερους δορυφόρους, συμπεριλαμβανομένων αυτών που εκτοξεύουμε μέσω του Carbon Mapper Coalition, μπορούν να κάνουν ζουμ σε μεμονωμένες τοποθεσίες σε υψηλή ανάλυση, επιτρέποντάς μας να εντοπίσουμε τους υπερεκπομπούς μεθανίου στη συγκεκριμένη εξέδρα πετρελαίου, σταθμό συμπίεσης ή τμήμα χωματερής.
Για ένα παράδειγμα της δύναμης της τηλεπισκόπησης, δείτε το πρόσφατο άρθρο μας στο περιοδικό Science. Εξετάσαμε το 20% των ανοιχτών χωματερών στις ΗΠΑ που χρησιμοποιούν αεροσκάφη και διαπιστώσαμε ότι οι εκπομπές ήταν, κατά μέσο όρο, 40% υψηλότερες από τις εκπομπές που αναφέρθηκαν στην ομοσπονδιακή κυβέρνηση χρησιμοποιώντας λογιστική βασισμένη σε υποθέσεις.
Εάν οι επιστήμονες μπορούν να παρακολουθούν περιοχές συχνά και συνεχώς από δορυφόρους, μπορούν να επισημάνουν τη δραστηριότητα υπερεκπομπών και να ειδοποιήσουν γρήγορα τους χειριστές, ώστε να μπορούν να βρουν το πρόβλημα όσο εξακολουθεί να παρουσιάζεται και να διορθώσουν τυχόν διαρροές.
Πώς ανιχνεύουν οι δορυφόροι το μεθάνιο από το διάστημα;
Οι περισσότεροι δορυφόροι που μπορούν να ανιχνεύσουν μεθάνιο χρησιμοποιούν κάποια μορφή φασματοσκοπίας.
Μια τυπική κάμερα βλέπει τον κόσμο σε τρία χρώματα – κόκκινο, πράσινο και μπλε. Τα φασματόμετρα απεικόνισης που χρησιμοποιούμε αναπτύχθηκαν από το Jet Propulsion Laboratory της NASA και βλέπουν τον κόσμο σε σχεδόν 500 χρώματα, συμπεριλαμβανομένων των μηκών κύματος πέρα από το ορατό φάσμα έως το υπέρυθρο φάσμα, το οποίο είναι απαραίτητο για την ανίχνευση και τη μέτρηση αερίων του θερμοκηπίου.
Τα αέρια του θερμοκηπίου όπως το μεθάνιο και το διοξείδιο του άνθρακα απορροφούν θερμότητα στο εύρος μήκους κύματος του υπέρυθρου – το καθένα με μοναδικά δακτυλικά αποτυπώματα. Η τεχνολογία μας αναλύει το ηλιακό φως που ανακλάται από την επιφάνεια της Γης για να ανιχνεύσει τα υπέρυθρα δακτυλικά αποτυπώματα του μεθανίου και του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.
Αυτές οι υπογραφές είναι διαφορετικές από όλα τα άλλα αέρια, επιτρέποντάς μας να χαρτογραφήσουμε τα νέφη μεθανίου και διοξειδίου του άνθρακα για να προσδιορίσουμε την προέλευση των μεμονωμένων υπερεκπομπών. Μόλις μετρήσουμε την ποσότητα αερίου σε ένα δεδομένο νέφος χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία, μπορούμε να υπολογίσουμε έναν ρυθμό εκπομπής χρησιμοποιώντας τα δεδομένα ταχύτητας ανέμου.
Τι μπορούν να κάνουν οι νέοι δορυφόροι που θέλει να εκτοξεύσει το Carbon Mapper που δεν μπορούν να κάνουν άλλοι;
Κάθε δορυφόρος έχει διαφορετικές και συχνά συμπληρωματικές δυνατότητες. Το MethaneSat, το οποίο μόλις κυκλοφόρησε το Ταμείο Περιβαλλοντικής Άμυνας τον Μάρτιο του 2024, είναι σαν ένας ευρυγώνιος φακός που θα παρέχει μια πολύ ακριβή και πλήρη εικόνα των εκπομπών μεθανίου σε μεγάλα τοπία. Οι δορυφόροι μας Carbon Mapper Coalition θα συμπληρώσουν το MethaneSAT λειτουργώντας σαν μια συλλογή τηλεφακών – μπορούμε να κάνουμε μεγέθυνση για να εντοπίσουμε μεμονωμένους εκπομπούς μεθανίου, όπως ακριβώς κάνουμε μεγέθυνση σε ένα πουλί που φωλιάζει σε ένα δέντρο.
Σε συνεργασία με τους συνεργάτες μας στο Planet Labs και τη NASA, σχεδιάζουμε να εκτοξεύσουμε τον πρώτο δορυφόρο του Carbon Mapper Coalition το 2024 με στόχο να επεκτείνουμε τον αστερισμό τα επόμενα χρόνια για να παρέχουμε τελικά καθημερινή παρακολούθηση μεθανίου σε περιοχές υψηλής προτεραιότητας για να καταστεί δυνατή η συνολική κόσμος. Υπολογίζεται ότι περίπου το 90% των εκπομπών μεθανίου προέρχεται από την παραγωγή και χρήση ορυκτών καυσίμων από μόλις το 10% της επιφάνειας της Γης. Γι’ αυτό σκοπεύουμε να επικεντρώσουμε τους δορυφόρους του Συνασπισμού Carbon Mapper σε λεκάνες παραγωγής πετρελαίου, φυσικού αερίου και άνθρακα. μεγάλες αστικές περιοχές με διυλιστήρια, εγκαταστάσεις λυμάτων και χωματερές· και μεγάλες αγροτικές περιοχές.
Πώς χρησιμοποιούνται τα δεδομένα παρακολούθησης;
Με βάση την εμπειρία που έχουμε αποκτήσει από την κοινή χρήση των δεδομένων των αεροσκαφών μας με φορείς εκμετάλλευσης εγκαταστάσεων και ρυθμιστικές αρχές, αναμένουμε ότι πολλά από τα μελλοντικά δορυφορικά μας δεδομένα θα χρησιμοποιηθούν για την καθοδήγηση των προσπαθειών ανίχνευσης διαρροών και επισκευής.
Πολλές εταιρείες πετρελαίου και φυσικού αερίου, χειριστές χωματερών και ορισμένες μεγάλες φάρμες με χωνευτήρες μεθανίου είναι πρόθυμοι να βρουν διαρροές, επειδή σε αυτές τις περιπτώσεις το μεθάνιο είναι πολύτιμο και μπορεί να συλληφθεί και να χρησιμοποιηθεί. Έτσι, εκτός από τις επιπτώσεις στο κλίμα και στην υγεία, οι διαρροές μεθανίου ισοδυναμούν με διαρροή κερδών στην ατμόσφαιρα.
Με τη συνήθη δορυφορική παρακολούθηση, μπορούμε να ειδοποιήσουμε γρήγορα τους ιδιοκτήτες και τους χειριστές των εγκαταστάσεων, ώστε να μπορούν να διαγνώσουν και να διορθώσουν τυχόν προβλήματα, και μπορούμε να συνεχίσουμε να παρακολουθούμε τοποθεσίες για να διασφαλίσουμε ότι οι διαρροές εξακολουθούν να αντιμετωπίζονται.
Τα δεδομένα μας μπορούν επίσης να βοηθήσουν στην προειδοποίηση των γύρω κοινοτήτων για κινδύνους, στην εκπαίδευση του κοινού και στην καθοδήγηση των προσπαθειών επιβολής, όταν οι εταιρείες δεν διορθώνουν οικειοθελώς τις διαρροές τους. Μετρώντας τις τάσεις σε συμβάντα υψηλών εκπομπών μεθανίου με την πάροδο του χρόνου και σε όλες τις λεκάνες απορροής, μπορούμε επίσης να συμβάλουμε στις εκτιμήσεις για το εάν οι παρεμβάσεις έχουν τον επιδιωκόμενο αντίκτυπό τους.
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύτηκε από το The Conversation, έναν μη κερδοσκοπικό, ανεξάρτητο ειδησεογραφικό οργανισμό που σας φέρνει γεγονότα και αξιόπιστες αναλύσεις για να σας βοηθήσει να κατανοήσετε τον περίπλοκο κόσμο μας. Το έγραψε ο: Riley Duren, Πανεπιστήμιο της Αριζόνα
Διαβάστε περισσότερα:
Ο Riley Duren είναι διευθύνων σύμβουλος του μη κερδοσκοπικού οργανισμού Carbon Mapper. Το Carbon Mapper λαμβάνει χρηματοδότηση από μια σειρά φιλανθρωπικών οργανώσεων καθώς και επιχορηγήσεις από την Εθνική Υπηρεσία Αεροναυτικής και Διαστήματος και την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των ΗΠΑ.