WVUの研究者は石油・ガス施設でのメタン排出を調査するために550万ドルを受け取る

May 25, 2023

排出量の流れと活動を記録するために、WVU の学生研究者は天然ガス生産現場の貯水タンクに機器を取り付けます。 米国エネルギー省からの資金提供により、WVU 代替燃料・エンジン・排出センターのプロジェクトとして、今後 3 年間にわたり 3 つの州の施設でのメタン排出モニタリングが支援されます。 （提出された写真）

ウェストバージニア大学代替燃料・エンジン・排出センターの研究者らは今後3年間で、メタンやその他のガスの漏洩がどこでなぜ起こるのか、またそれが地域の大気質や地球規模の気候に及ぼす影響についてしっかりと理解しようと努める予定だ。

米国エネルギー省の資金550万ドルの支援を受けて、ベンジャミン・M・スタットラー工学・鉱物資源学部准教授デレク・ジョンソンが主導するこのプロジェクトは、地球温暖化をもたらす温室効果ガスであるメタンの排出に焦点を当てる。ウェストバージニア州、ペンシルベニア州、オハイオ州にまたがる液体貯蔵タンク。

「スチームタンク」と呼ばれるこの研究は、科学による新たな知識を獲得するためのマーセラスにおける貯蔵タンク排出評価であり、抽出現場の「上流」および「中流」に位置する液体貯蔵タンクから排出されるメタンおよびその他の揮発性有機化合物および有害な大気汚染物質を測定する予定である。石油とガスが精製および処理施設に向かう途中のルートに沿ったさまざまな場所で。

ジョンソン氏は、「メタンは米国で二酸化炭素に次いで2番目に多く排出されている温室効果ガスだ」と述べ、メタンは大気中の熱を閉じ込める力が二酸化炭素の28倍も強いと付け加えた。 大気中のメタン濃度は過去 200 年間で 2 倍以上に増加しており、ガスおよび石油システムは米国の農業部門に次ぐ 2 番目に大きなメタン排出源となっています。

天然ガスは主にメタンで構成されており、ガスと原油の両方が生産、加工、輸送、保管される際に、メタンの排出が大気中に漏れて、天然ガスの低炭素化の利点の一部が相殺される可能性があります。

ジョンソン氏は、特に液体貯蔵タンクを「複雑なシステム」として指摘した。 タンクは大気または排出制御装置に通気される場合があります。 同氏は、タンクの温度や圧力の時間の経過に伴う自然な変化により、タンクが空になったり充填されたりするとき、そして日々単に「呼吸」しているときにガスを失う可能性があると説明した。 また、制御装置を使用するタンクには、排気ガスを発生させる漏れのあるシール、通気口、または盗難ハッチがある可能性があります。

「タンクの排出量と漏洩率は、メタンやその他の揮発性有機化合物によって非常に変動しやすいため、それらの活動をより深く理解する必要があります。そうすれば、排出量を予測するためのモデルを改善し、最終的には排出量を軽減するソリューションを開発できるようになります」とジョンソン氏は述べた。

「私たちはサイト運営者と協力して、温度と圧力、生産量と処理量、液相と蒸気相の内部化学組成、バルブ、ヒンジ、シールなどの開いたまたは損傷した要因など、メタン排出に寄与する可能性のある要因を文書化します。 」

CAFEE が石油とガスの貯蔵タンクの地域の初期在庫を完了したら、チームは大気をサンプリングするための移動式実験室から、メタンやその他の排出量を長期にわたって正確に予測するための高度な機械学習手法に至るまで、さまざまなツールとテクノロジーを導入する予定です。 研究者らは、選択した主要なタンクから1年間の排出量測定値を取得することに加えて、各サイトに複数の貯蔵タンクがある可能性がある少なくとも100のサイトで短期排出量モニタリングを実施する予定だ。

そのほとんどは、新しい非従来型ガス生産事業に関連する拠点となるが、少なくとも 30 拠点は従来型事業に重点を置いている。 収集されたデータは、現在の予測ツールと排出係数が正確であるか、または代表的なものであるかなどの質問に答えます。

ジョンソン氏らは、複数の施設の状態と排出量に関するデータを取得した後、排出量を予測するための数十年前のソフトウェアモデルの更新を開始し、漏洩を報告するための新しいツールの開発を開始する予定である。

WVU の研究者チームにはグレゴリー・トンプソン准教授がいる。 スコット・ウェイン准教授。 マデリン・ボール、助教授。 ヘイリン・リー教授とナイジェル・クラーク名誉教授、現在運輸エネルギー戦略社コンサルタント。

「WVUはプルームサンプリングにおいてパートナーであるエアロダイン・リサーチの専門知識を活用する」とジョンソン氏は語った。 「私たちのチームは現在、業界リーダー3社と提携しており、アパラチア盆地全域から追加の業界参加者を求めています。」

実用性が最優先であるため、評価対象のセンサーが産業界にとって導入コスト効率が高いことを確認することに加えて、CAFEE は、その結果が地域社会での仕事や訓練の機会にどのような影響を与える可能性があるかについての現地分析を実施します。 研究で貯蔵タンクに機器を装備する必要性が示された場合、産業界は労働力の拡大、例えば第三者の排出ガス監査や報告会社、あるいは新しいメンテナンスや修理技術者などに投資する必要があるかもしれない、とジョンソン氏は予測した。

「メタン排出量の削減は重要であり、おそらくそれが気候変動を抑制する最も早い方法の一つだ」と同氏は述べた。 「しかし、上流および中流の石油およびガスタンクに関連するメタン排出量を直接定量化した研究はあまりありません。どれだけ不明であるかの例として、最近まで誰もタンクの一種である「生産水」貯蔵タンクを検討していませんでした。たとえそのような種類のタンクからの排出量が相当量である可能性があることを我々が示したとしても、メタン排出量全体としては。」

ジョンソン氏は、このプロジェクトには国内および世界の慣行や技術に影響を与える発見を生み出す可能性があると信じていると述べた。

「この研究は、メタンやその他のガスのタンク排出について理解を深め、産業界が排出量を削減するためのベストプラクティスを開発したり、技術を導入したりできるようにする上で極めて重要です。」

-WVU-

mm/03/28/23

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