Лаборатория EEMDL в США разрабатывает модель выбросов метана, интегрирующую многоуровневые измерения

Репортаж от Wedoany，Лаборатория моделирования выбросов и данных в энергетике (EEMDL), созданная в сотрудничестве Техасского университета в Остине (University of Texas at Austin), Университета штата Колорадо (Colorado State University) и Колорадской горной школы (Colorado School of Mines), занимается разработкой прозрачных моделей и общедоступных наборов данных для поддержки более точного учета парниковых газов в глобальной цепочке поставок нефти и газа. Лаборатория входит в Центр анализа энергетики и окружающей среды (CEESA) Техасского университета в Остине, который объединяет преподавателей, постдоков, студентов и сотрудников, занимающихся исследованиями в области выбросов метана, водородной энергетики, удаления углерода и низкоуглеродных энергетических путей. EEMDL является одним из основных проектов этого центра.

Равикумар отмечает, что одной из ключевых проблем в исследованиях метана является разрыв между измеренными выбросами и официальными инвентаризационными оценками. Это расхождение связано с тем, что традиционные инвентаризации основаны на устаревших коэффициентах выбросов и с трудом улавливают крупные, прерывистые события суперэмиттеров. Технологии измерения метана быстро развиваются: непрерывные мониторы, дроны, автомобили, самолеты и спутники генерируют огромные объемы данных наблюдений. Задача сместилась с нехватки данных на интерпретацию этих измерений.

Метан имеет решающее значение для заинтересованных сторон в промышленности и климатической сфере, поскольку он тесно связан с коммерцией, регулированием, операционной деятельностью и доступностью энергии. Для американских экспортеров сжиженного природного газа (СПГ) требования европейских клиентов к низкоуглеродным цепочкам поставок делают показатели по метану напрямую связанными с доступом на рынок. Если будут введены стандарты интенсивности выбросов метана для импорта СПГ, давление по сокращению выбросов распространится на производителей на upstream, операторов трубопроводов и всю цепочку поставок природного газа. Сокращение выбросов метана позволяет сохранить ценный природный газ в энергетической системе и остается одной из наиболее экономически эффективных и осуществимых стратегий сокращения выбросов парниковых газов в текущем нефтегазовом секторе.

Что касается методов измерения, разделение на подходы «сверху вниз» и «снизу вверх» не является абсолютным. Измерения «снизу вверх» предоставляют информацию, специфичную для источника, позволяя идентифицировать выбросы от отдельных компонентов или оборудования, но обычно требуют много времени и имеют ограниченный охват. Измерения «сверху вниз» позволяют быстрее охватить большие территории, но дают меньше деталей о конкретных источниках выбросов. Равикумар подчеркивает, что измерение метана следует рассматривать как многоуровневую систему, охватывающую наблюдения на уровне источника, площадки, объекта и региона. Интеграция данных со спутников, самолетов, дронов, наземных систем и непрерывных мониторов позволяет получить более полное понимание выбросов метана.

Достоверная инвентаризация метана, основанная на измерениях, должна научно обоснованно интегрировать операционные данные, инвентаризации, специфичные для источников, или коэффициенты выбросов, а также результаты измерений с использованием различных технологий. Для добровольных отчетных рамок, таких как Партнерство по метану в нефтегазовом секторе (Oil and Gas Methane Partnership), компаниям необходимо сочетать данные измерений и инвентаризации, специфичные для источников, для улучшения отчетности по выбросам метана. Инвентаризации на уровне оператора, актива или объекта должны интерпретировать результаты измерений в сочетании с операционными знаниями и информацией на уровне источника.

Одной из наиболее примечательных текущих работ EEMDL является интеграция данных измерений метана с операционной информацией. В сотрудничестве с операторами разрабатываются согласованные методы, объединяющие измерения, операционные знания и данные, специфичные для источников, в наиболее полезные инвентаризации на различных пространственных масштабах. Этот метод не отдает предпочтение какой-либо одной технологии измерения, а фокусируется на понимании информации, предоставляемой каждой технологией, и на том, как использовать ее для улучшения инвентаризаций выбросов. Объединяя ученых-метрологов, аналитиков данных, разработчиков инвентаризаций и операторов, EEMDL собирает множество доказательств в единую связную картину выбросов метана.

В конкретной практике, при разработке инвентаризации выбросов метана от резервуаров без контроля, только авиационные измерения не могут определить частоту или продолжительность выбросов. EEMDL объединяет результаты авиационных измерений с инженерными расчетами, данными непрерывного мониторинга и контекстной информацией от операторов. Непрерывные мониторы помогают охарактеризовать частоту и продолжительность событий флеш-испарения, а авиационные измерения предоставляют информацию о скорости выбросов. Интеграция этих потоков данных позволяет сформировать более точную инвентаризацию выбросов от резервуаров.

Равикумар прогнозирует, что успех будет означать объединение спутниковых данных, авиационных измерений, непрерывных мониторов, операционных данных и инвентаризаций в единую платформу метановой аналитики, помогающую заинтересованным сторонам понимать выбросы на различных пространственно-временных масштабах. Это позволит перейти от реактивного сокращения выбросов метана к прогностическому и проактивному. Искусственный интеллект и машинное обучение могут помочь прогнозировать, когда и где произойдут выбросы, обеспечивая раннее предупреждение и предиктивное обслуживание. В ближайшие пять лет сокращение выбросов метана становится центральным элементом будущего природного газа. Политика может сместиться от командно-контрольных правил к более гибким, основанным на результатах, рамкам, позволяя с помощью лучших измерений и анализа достигать более экономически эффективных целей по сокращению выбросов.