Medición del alcance de las fugas de gas de esquisto en Texas

Medición del alcance de las fugas de gas de esquisto en Texas

Medición del alcance de las fugas de gas de esquisto en Texas

El proceso de fracturación hidráulica (o “fracking”) de esquistos para extraer petróleo y gas natural ha hecho bajar los precios y ha reemplazado parte del carbón con gas natural de combustión más limpia en los Estados Unidos. Sin embargo, parte del metano que extraemos también se escapa de los pozos de petróleo y gas y va directamente a la atmósfera, donde es un potente gas de efecto invernadero.

Esta fuga es dañina para el clima, un recurso desperdiciado y una pérdida de ingresos para los productores de gas natural, por lo que los investigadores están trabajando arduamente para determinar cuánto se está filtrando. Si se desprende una cantidad suficiente, el gas natural puede incluso perder su ventaja de emisiones de carbono sobre el carbón, a pesar de su naturaleza de combustión más limpia.

Se han estudiado muchos depósitos de gas natural diferentes utilizando diferentes métodos. Algunas estimaciones son «de arriba hacia abajo», utilizando mediciones de aeronaves que circulan en campos de pozos para estimar la cantidad que sale de los pozos y tuberías. Otras estimaciones son «de abajo hacia arriba», tomando medidas de campo en sitios individuales y ampliándolas al número total de sitios. Las técnicas de arriba hacia abajo a menudo dan estimaciones más grandes y las tasas de fuga pueden variar significativamente de un campo de gas a otro. Es complicado.

En el otoño de 2013, un gran grupo de investigadores colaboró ​​en un esfuerzo único para volcar el fregadero de la cocina en la producción de gas en el área de Dallas-Fort Worth (de Barnett Shale). Muchas técnicas, algunas de arriba hacia abajo, otras de abajo hacia arriba, se utilizaron simultáneamente de forma independiente para complementarse entre sí. El resultado fue una pila de artículos publicados juntos en la revista ciencia y tecnologia ambiental detallando todos los aspectos de las filtraciones de Barnett.

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Desigualdad final

Un punto importante se ha vuelto cada vez más claro a través de este tipo de investigación: la mayoría de las fugas de metano de estos campos de gas a menudo provienen de una pequeña minoría de fuentes puntuales. Aquí también era cierto. Un grupo tomó muestras de 186 sitios donde se encontraban equipos de pozos o tuberías. Solo el cinco por ciento de ellos representaron más de la mitad de las fugas totales de metano. Sin embargo, en el 30% de los sitios, sus instrumentos no detectaron fugas.

Hay al menos dos formas obvias de obtener uno de estos «superemisores»: un flujo moderado de gas a través del sitio se filtra por completo o un porcentaje mucho menor de fugas del equipo que alberga un volumen de gas mucho mayor. fluir. Esta diferencia es importante si realmente quieres hacer algo sobre esta fuga. Donde se escapa la mayor parte del flujo, a menudo simplemente hay un problema con el equipo, tal vez una válvula atascada abierta, que podría corregirse.

Otro documento presentó una definición funcional de «supertransmisor» diseñada para resaltar fallas evitables en los equipos. Separaron los sitios de muestra en cuatro grupos según la cantidad de gas que pasaba a través de ellos. Cualquier sitio por encima del percentil 85 de fugas (basado en la fuga parcial en lugar de la cantidad absoluta) en cada grupo se marcó como superemisor. Si está buscando hardware roto, esta es su lista de sospechosos.

Incluso dentro de esta lista, lo peor de lo peor se fue por caminos separados. Entre el percentil 95 y el pico, las tasas de fuga podrían pasar de alrededor del 10 % de pérdida a casi el 100 %.

Los investigadores calcularon que si pudiera reducir todos estos superemisores a la tasa de fuga promedio de sitios similares, la cantidad total de metano perdido en la atmósfera podría reducirse en 73 por ciento.

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Dame un número

Algunas de las primeras estimaciones de fugas basadas en aviones para campos de gas más pequeños en los Estados Unidos arrojaron cantidades impactantes de fugas, que van desde alrededor del 4% de la producción hasta el 20%, mucho más que la estimación nacional de la EPA de alrededor del 1,5%. Sin embargo, un estudio reciente de campos de gas mucho más grandes calculó tasas de fuga cercanas al 1%.

Entonces, ¿cómo se compara la región de Barnett Shale, que aporta alrededor del 8% de la producción de gas natural en los Estados Unidos? Otro estudio de arriba hacia abajo basado en aviones estimó fugas entre 1,3 y 1,9 por ciento. Un estudio de abajo hacia arriba que cotejó las mediciones de campo lo situó en 1,2%. Estos números son lo suficientemente bajos como para garantizar que la quema de gas natural en las centrales eléctricas tenga un impacto climático menor que la quema de carbón.

Si bien esto se compara bien con la estimación nacional de la EPA, en realidad es mucho más grande que lo indicado por varios inventarios utilizados para rastrear las emisiones locales de gases de efecto invernadero, incluidos los de la EPA. Entonces, si bien no es un gran número, es más grande de lo esperado.

Un detalle interesante del trabajo de abajo hacia arriba es que la mayor diferencia en los inventarios no fue la fuga de los pozos de gas en sí. Estas fueron fugas de “estaciones de recolección” que comprimen el gas de los pozos y lo bombean hacia las tuberías principales que lo transportan. Estas estaciones representaron la friolera de 40 por ciento de la fuga total. Y nuevamente, algunas estaciones de recolección particularmente con fugas contribuyeron con una parte descomunal.

Estos estudios continúan enriqueciendo nuestra comprensión de cuánto gas natural se filtra, dónde se filtra y por qué. Armados con esta información, los funcionarios pueden diseñar buenas políticas (y la industria puede tomar medidas efectivas) que tapan las filtraciones más atroces. En este caso, la minimización del impacto ambiental debería incluso coincidir con la maximización de los beneficios.

ciencia y tecnologia ambiental2015. DOI: 10.1021/acs.est.5b00099, 10.1021/acs.est.5b00133,10.1021/acs.est.5b00217,10.1021/es506359c (Acerca de los DOI).

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