天然气生产释放的甲烷比估计的要多:为什么这很重要
被困在北极冰层中的甲烷。
天然气取代煤这有助于应对气候变化，因为燃烧它会产生更少的碳排放。但生产和运输天然气会释放甲烷，这种温室气体也会导致气候变化。甲烷问题有多大？
在过去的五年里，我们的研究团队在科罗拉多州立大学取得了成千上万的甲烷排放测量在700多个设施生产，收集，处理，传输和存储天然气供应链的各个环节。
这段经历让我们对天然气甲烷排放的主要来源以及行业在检测和减少(如果不是消除)甲烷排放方面面临的挑战有了独特的看法。
我们的工作，连同其他许多研究项目，最近被纳入一项发表在《科学》杂志上的新研究科学．这一全面的快照表明，石油和天然气作业产生的甲烷排放量远远高于EPA目前的估计。
甲烷有什么问题
量化甲烷泄漏量的一种方法是，用每年排放的甲烷量除以每年从天然气和油井中抽出的甲烷总量。的环保署目前估计甲烷泄漏率为1.4%．也就是说，从地下储藏库提取的每立方英尺天然气中，有1.4%会流失到大气中。
这项研究综合了由环境保护基金会(EDF)协调的16项为期5年的系列研究的结果，这些研究涉及来自40多个机构和50家天然气公司的140多名研究人员。
这项工作汇集了来自大学、智库和油气行业的学者，尽可能对美国所有石油和天然气作业排放的甲烷总量做出最准确的估计。它整合了大量来自地面和空中测量的最新研究数据。
总的来说，根据这项新研究的结果，美国石油和天然气行业每年泄漏1300万吨甲烷，这意味着甲烷泄漏率为2.3%。我们的新估计与环保署目前的估计相差60%，这可能会对气候产生深远的影响。
法国电力公司早期的一项研究研究表明，如果甲烷泄漏率超过3%，将不会从淘汰燃煤电厂转而支持天然气电厂的做法中立即带来气候效益。
这意味着，尽管天然气泄漏率只有2.3%，但天然气在美国电力中所占的比例不断上升，正在减缓气候变化的步伐。然而，这些气候效益可能要大得多。
此外，甲烷泄漏率为2.3%，天然气除了发电以外的许多其他用途都对气候有害。例如,法国电力公司(EDF)发现,如果用天然气取代大多数卡车使用的柴油或大多数汽车使用的汽油，那么泄漏率将低于1.4%，才会对气候产生任何直接的好处。
更重要的是，一些科学家认为泄漏率甚至可能更高而不是这个新的估计。
是什么原因造成这些渗漏?
也许在你点燃厨房煤气炉的燃烧器之前，你从未考虑过天然气的长距离旅行。
但是，除了目前在美国运营的50万口天然气井之外，还有200万英里长的管道和数百万个阀门、配件、储罐、压缩机和其他部件，每天24小时、每周7天运转，将天然气运送到您的家中。
当你做一堆煎饼时燃烧的天然气通过这个复杂的网络，可能已经行进了1000英里甚至更多。在这一过程中，有很多机会让其中一些泄露到大气中。
天然气泄漏可能是由设备故障引起的意外事故，但也有许多天然气被故意释放，以执行打开和关闭阀门等工艺操作。此外，数以万计的压缩机通过燃烧天然气的发动机提供动力，从而增加压力并将天然气输送到网络中，它们的排气中含有一些未燃烧的天然气。天然气泄漏可能是由设备故障引起的意外事故，但也有许多天然气被故意释放，以执行打开和关闭阀门等工艺操作。
由于送到你家的天然气中85%到95%是甲烷，所以天然气泄漏的主要是甲烷。虽然甲烷对气候构成最大的威胁，因为它的温室气体的效力，天然气含有其他碳氢化合物，可以降低地区空气质量对人体健康有害．
盘点与飞机监视
的美国环保署温室气体清单是通过我们这样的专家称之为“自下而上”的方法来实现的。它需要统计全国所有的天然气设备——从家用煤气表到井台——并估计每一类设备的年平均排放速率，然后全部相加。
这种方法面临两个挑战。首先，这些类别中的许多都没有准确的设备记录。其次，当组件操作不当或故障时，排放会急剧上升，这使得很难为每个源制定一个准确且有意义的年排放量。
“自上而下”的方法通常需要飞机作为替代。他们测量了大型地理区域上风向和下风向的甲烷浓度。但这种方法有其自身的缺点。
首先，它捕获了所有的甲烷排放，而不仅仅是与天然气作业相关的排放——包括垃圾填埋场、奶牛甚至你后院腐烂的树叶产生的甲烷。其次，这些一次性快照可能会因飞机在捕捉甲烷数据时发生的情况而失真。
从历史上看，自上而下的方法估计排放量大约是两次自下而上的估计．一些地区自上而下的甲烷泄漏率估计高达8%，而一些自下而上的估计低至1%。
最近的工作包括《科学》的研究在内，他们进行了协调的活动，在这些活动中，地面和飞机同时进行测量，同时仔细地模拟排放事件。
有用的小玩意和合理的政策
在2013年10月一个阳光明媚的早晨，我们的研究团队来到了德克萨斯州的一个天然气收集压缩站。使用价值8万美元的红外摄像机，我们立即发现了一个巨大的无色无味的甲烷泄漏，操作员看不见这个泄漏，并迅速隔离并解决了问题。
随后，我们亲眼目睹了甲烷排放量下降了十倍——设施泄漏率从9.8%下降到0.7%。
当然，在科罗拉多州威尔德县有4万口油气井的情况下，为所有的天然气工人配备8万美元的摄像头，或者雇佣司机每天监控每个井台，在经济上是不可行的。
但新技术可以带来改变。我们科罗拉多州立大学的团队正在与能源部合作评估能快速检测甲烷排放的装置．其中一些设备今天就可以部署包括可以远程监控的廉价传感器。
然而，技术本身并不能解决这个问题。我们认为，要降低美国的甲烷泄漏率，需要工业界和政府之间的合作努力。根据我们在科罗拉多州的经验，那里制定了一些全国最严格的甲烷排放法规，我们发现，在强有力的法规下，最佳做法已经成为标准做法。
我们认为，特朗普政府的努力回滚的规定无论它们是否发挥作用，它们不仅会对气候产生深远影响，还会危及所有美国人的健康和安全，同时削弱天然气行业为减少其产生的污染所做的努力。
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