A Push To Reduce Leaks Of Methane - en espanol
En Fracking Delantero, un Empuje para Reducir las Fugas de Metano
por
Roger Real Drouin
Los científicos, los ingenieros, y los reguladores gubernamentales están cada vez más atención a la solución de uno de los principales problemas ambientales asociados con la fractura hidráulica para el gas natural y el petróleo - fugas significativas de metano, un potente gas de efecto invernadero.
Bridas sueltas. Tanques de almacenamiento con fugas. Válvulas de condensador atrapados abierto. Compresores obsoletos. Sistemas neumáticos ineficiente. Tuberías corroídas.
Cuarenta tipos separados de equipo son conocidos por ser fuentes potenciales de emisiones de metano durante la producción y procesamiento de gas natural y petróleo por fracturación hidráulica o fracking, de formaciones de esquisto subterráneas. A medida que el auge de fracking continúa sin cesar en los EE.UU., los científicos, los ingenieros y expertos gubernamentales se están centrando cada vez más en la compleja tarea de la identificación de las fuentes de estas fugas de metano y la elaboración de métodos para detenerlos.
"Hay muchas, muchas, muchas fuentes posibles fugas", dijo Adam Brandt, profesor de la Universidad de Stanford de la ingeniería de los recursos energéticos que compiló las recientes estimaciones de las emisiones de metano de la industria de petróleo y gas . "Al igual que un coche, hay una variedad de formas en que puede romper."
Incluso entre los funcionarios de la industria, hay acuerdo en que conseguir el control de las emisiones de metano es una cuestión importante. En el fondo se trata de un problema de ingeniería y soluciones de gobierno, la industria y el mundo académico están empezando a tomar forma.
Los analistas dicen que luchando contra el problema debe realizarse en dos frentes estrechamente relacionados: regulaciones más estrictas a nivel estatal y federal, y un compromiso de la industria para hacer la gran inversión necesaria para contener las fugas.
El mes pasado, el gobierno de Obama anunció un plan para reducir las emisiones de metano a partir de una serie de fuentes, incluyendo los rellenos sanitarios, el ganado y la industria del petróleo y el gas. La Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. (EPA) se ha comprometido a identificar enfoques para reducir los llamados "prófugos" las emisiones de metano a partir de la extracción de petróleo y gas para este otoño y para emitir nuevas reglas para el año 2016 como el mandato del Presidente Obama en el cargo llega a su fin. Aproximadamente nueve por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero de los Estados Unidos provienen de metano.
"La estrategia es un buen plan de acción", dijo Vignesh Gowrishankar, un científico del Consejo de Defensa de Recursos Naturales. "Pero aún queda mucho por hacer. Lo más importante es asegurarse de que la EPA implementa los estándares más fuertes que van después de metano directamente e incluyen los equipos existentes en el campo porque eso es lo que se está escapando."
Colorado, un importante productor de petróleo y gas, en febrero se convirtió en el primer estado en imponer regulaciones que requieren los productores para encontrar y corregir las fugas de metano.
Y a medida que aumentan las preocupaciones del público sobre las consecuencias ambientales del boom fracking, incluso estados como Texas están estudiando la posibilidad de adoptar regulaciones más estrictas de metano.
La industria ha vivido con fugas de metano, a pesar del valor de la captura y el tiempo la venta del metano, debido a los costos involucrados en la detención de las emisiones fugitivas. Arreglar el problema requeriría un enfoque integral que involucre no sólo la detección de fugas de metano, sino también la institución de una gran cantidad de ingeniería y soluciones mecánicas a lo largo de toda la cadena de producción y elaboración, desde la boca del pozo a las tuberías.
La reducción de las emisiones fugitivas de metano se puede clasificar en soluciones fáciles, como apretar bridas de la tubería, a otros más difíciles, tales como la sustitución de las válvulas en las estaciones de compresión que constantemente bombean gas bajo una presión intensa, dijo Bryan Willson, director del programa del Departamento de Energía de EE.UU. Proyectos de Investigación Avanzada Agencia de Energía (ARPA-E).
Hay menos incentivos para la industria - en particular las empresas más pequeñas, con restricciones de efectivo - para hacer correcciones que requieren más personal, tiempo y dinero , proporcionando un retorno de la inversión inferior. Algunas de las correcciones, como las "unidades de recuperación de vapor" que impiden el gas se volatilice desde los tanques de almacenamiento, vienen con una etiqueta de precio de $ 100.000 cada uno, dijo Gowrishankar.
Un estudio encontró tanques de almacenamiento a ser una fuente importante de compuestos orgánicos volátiles y las emisiones de metano en la región de Barnett Shale en Texas.
Una pregunta clave es si los EE.UU. se puede lograr una reducción significativa de las emisiones de metano como el auge fracking continúa expandiéndose y equipos más antiguos se vuelve más propensa a los problemas.
Con cerca de 500.000 pozos de gas fracturados hidráulicamente solos y cientos de miles de kilómetros de tuberías, sólo averiguar el alcance del problema, y mucho menos la fijación de todas las fugas, es un desafío de enormes proporciones, según los expertos.
Calcular exactamente cuánto metano se escapa durante el fracking y el procesamiento de petróleo y gas es extremadamente difícil. Las estimaciones de las emisiones de metano varían desde un 1,5 por ciento a 9 por ciento.
Conseguir una mayor conciencia de la magnitud del problema es de vital importancia; Aunque el metano sólo permanece en la atmósfera durante 10 a 20 años - en lugar de cientos de años en el caso del dióxido de carbono - los estudios recientes muestran que el metano es 34 veces más potente como gas de efecto invernadero como el CO2.
El no poder detener las fugas de metano generalizados de la industria del petróleo y gas mundial en las próximas décadas podría agravar significativamente el calentamiento global, dicen muchos expertos.
Con un esperado aumento de 56 por ciento durante los próximos 25 años en la producción de gas natural EE.UU. por sí solo - la mayoría de las cuales se espera que provienen de fracking - el problema de las fugas de metano se va a poner peor "a menos que hagamos la inversión" en-bajas emisiones tecnología, dijo Michael Obeiter, asociado senior en el clima y el programa de energía en el Instituto de Recursos Mundiales.
En Febrero, Brandt y 15 co-autores publicaron un artículo en Science , basado en una revisión de más de 200 estudios anteriores, llegando a la conclusión de que las fugas de metano de los sitios de perforación eran 50 por ciento más alto que lo estimado previamente por la EPA. "Una variedad de pruebas" apunta a emisiones superiores a 1,5 por ciento, dijo Brandt.
Los grupos ecologistas como el Instituto de Recursos Mundiales , el Fondo de Defensa del Medio Ambiente y el Consejo de Defensa de Recursos Naturales dicen que una combinación de la regulación y las nuevas tecnologías en la detección y la ingeniería de control de emisiones podría empujar a la industria para abordar el problema de las fugas.
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Crédito de la foto: Iniciativa de Energía del MIT. Fugas de metano se producen en todas las etapas de producción de gas natural, procesamiento y transporte.
Las emisiones de metano de la extracción de petróleo y gas se dividen en dos áreas problemáticas diferentes. El primero es el equipo antiguo que emite mucho más metano que en la tecnología más reciente, bajo nivel de emisiones.
El segundo es una cadena de fugas en el sistema, muchos de los cuales puede ser difícil de detectar. "Si podemos desarrollar una manera de encontrar estas fugas a bajo precio, con frecuencia y de forma automatizada," la mayoría de las fugas pueden ser detectado y corregido, dijo Brandt.
Obeiter enumera dos importantes actualizaciones de los equipos que ya se han mostrado prometedores en el campo, pero no han sido ampliamente adoptadas por la industria.
El primero es el uso de los sistemas de bombeo neumático en pozos nuevos y existentes durante "los líquidos de descarga", que son las operaciones que el agua clara y otros líquidos del sistema. La segunda es la sustitución de alta sangrar dispositivos neumáticos existentes con equivalentes bajos hasta los bordes a lo largo de los sistemas de gas natural.
Algunas empresas, como Encana - un productor de gas natural que tiene 4.000 pozos de gas en Colorado - están la adaptación de equipos obsoletos propensos a la fuga, y la instalación de tecnología para capturar las fugas en boca de pozo.
La compañía comenzó a reemplazar los dispositivos neumáticos de alto sangrado existentes antes de la conversión se encargó de las nuevas regulaciones de Colorado, dijo Doug Hock, vocero de la compañía. Hock llama a las nuevas normas en Colorado "dura pero razonable" y dice que ellos proveen a la industria en el estado con la certeza regulatoria en el futuro.
Pero incluso si todos los estados de Colorado y refleja todas las compañías de petróleo y gas tomó medidas tales como Encana está tomando, una cantidad significativa de metano todavía estaría goteando - y en gran parte sin ser detectados, dice Mark Zondlo, profesor de ingeniería en la Universidad de Princeton.
Eso es porque muchas fugas de metano son causadas por factores más erráticos y episódicos, tales como una válvula o escotilla tanque de almacenamiento de repente atrapado abierto. De ahí la necesidad de "mediciones continuas" en busca de fugas de metano a través de grandes áreas, dijo Zondlo.
En la actualidad, hay una gran cantidad de "adivinar" por parte de la industria y los investigadores en cuanto a dónde y con qué frecuencia la mayoría de las fugas están sucediendo, dice Zondlo.
Representantes de la industria dicen que la tasa de fugas de metano es en la parte baja de las estimaciones, alrededor de un 1,5 por ciento, colocando en segundo lugar detrás de la industria de las emisiones atribuidas a la ganadería, dijo Katie Brown, portavoz de Energía en Profundidad , un programa de la Asociación Independiente del Petróleo de América.
Para lograr beneficios climáticos a partir de gas natural, los grupos ambientalistas estiman que la tasa de fugas durante la perforación de gas debe permanecer por debajo de 1 por ciento. "El corte de las tasas de fuga de metano de los sistemas de gas natural a menos del 1 por ciento de la producción total se aseguraría de que los impactos climáticos de gas natural son más bajos que el carbón o el gasóleo por encima de cualquier horizonte temporal", dijo Obeiter.
Pero Sandra Steingraber, ambientalista y erudito en residencia en la Universidad de Ithaca, compara persiguiendo fugas de metano y la adaptación de equipos viejos para "poner filtros en los cigarrillos."
Ella dijo que incluso la reducción de las fugas de metano en un 30 a 40 por ciento va a ser demasiado poco y demasiado tarde para ayudar a frenar el cambio climático, sobre todo porque la industria se expande.
En la actualidad, muchas empresas están utilizando las herramientas de detección de fugas de metano, tales como cámaras infrarrojas, que son muy laborioso y no encuentran muchas fugas. Lo que se necesita, dicen Obeiter y otros expertos, es un método de toda la industria para monitorear y reparar las fugas de metano en todo el sistema de producción y elaboración.
Zondlo recientemente desarrolló un sensor de metano montado en un avión a control remoto integrado en la Universidad de Texas en Dallas. En octubre, se utilizó la aeronave para cuantificar las tasas de emisión de plataformas de los pozos y una estación de compresión en la región de Barnett Shale. Zondlo se ha asociado con otros grupos que operan aviones no tripulados sobre zonas de fractura hidráulica para detectar fugas.
Robert B. Jackson, experto ecologista y la energía en la Universidad de Duke, también ha estado probando aviones no tripulados para detectar las emisiones fugitivas de metano. El principal inconveniente, dice, es la carga útil. "Llevar una gran cámara o sensor de metano, un avión no tripulado podría ser capaz de permanecer en el aire durante 30 minutos", dice Jackson. "Es difícil para seleccionar una jugada de pizarra con esa clase de tiempo."
Los ingenieros están tratando de desarrollar sensores más ligeros que permitan drones para permanecer en el aire por más tiempo. "Soy muy optimista a largo plazo sobre el uso de aviones no tripulados para medir las fugas", dijo Jackson. "¿Ya hemos llegado en este momento? No."
En el campo de gas natural Pinedale anticlinal en Wyoming, Shane Murphy y Robert Campo de la Universidad de Wyoming recientemente equipado una furgoneta Mercedes Sprinter con un espectrómetro de masas y otros instrumentos científicos de alta potencia para medir compuestos orgánicos volátiles y metano.
Cuando se combina con la instrumentación meteorológica y un sofisticado software, estas tecnologías pueden detectar burbujas de metano y cuantificar las tasas de emisión de fuentes específicas - todo desde dentro de la furgoneta. Los registros del equipo las lecturas cada medio segundo, lo que permite que sea utilizado en el movimiento. "Este enfoque puede cubrir mucho terreno," dijo Field.
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