科技追蹤甲烷泄漏 - 彭博社

插圖：瑪麗亞·奇米什基揚為彭博綠色

在全球變暖的鬥爭中，甲烷多年來一直被忽視，因為活動人士和科學家們一直專注於減少二氧化碳排放。但這種無色無味的氣體在釋放到大氣中後的頭兩個十年內比二氧化碳更強大大約80倍，在近年來已躍升至每個人的氣候待辦事項的首位。

拜登總統正在考慮將甲烷列為重要減排目標，他準備公佈一項雄心勃勃的承諾，削減所有温室氣體。中國在三月宣佈的五年計劃中首次承諾控制這種氣體。聯合國和歐洲委員會計劃在今年晚些時候公開推出他們的國際甲烷排放觀測站，以加速全球解決這一問題的努力。

本月早些時候，美國國家海洋和大氣管理局表示，去年全球大氣中甲烷濃度的增加創下歷史新高，這一點變得明顯——與疫情導致的碳排放下降形成鮮明對比。

限制甲烷的最有效方法之一是阻止能源公司釋放它。這是天然氣的主要成分，生產商有很多動機來儘自己的一份力——來自設備故障的泄漏既是浪費的產品，也是潛在的聲譽損害來源。

對於一些石油公司來説，當排放是生產過程的副產品時，可能就沒有那麼迫切地控制它們。

然而，停止這些排放的主要挑戰始於首先識別它們。

幸運的是，自從操作員在管道上噴灑肥皂或在設備上覆蓋防水布以檢查泄漏的日子以來，檢測設備已經取得了長足進步。微波大小的衞星和配備傳感器的汽車是許多創新之一，承諾了一個新的氣候透明時代。

太空

衞星多年來一直在探測大型甲烷羽流，但直到最近，圖像僅僅是在一個廣闊區域上分佈的斑點。突破出現在2017年10月，當時歐洲空間局發射了“哨兵-5先驅者”。這一努力使得能夠幫助識別最大泄漏的更精細的圖像成為可能。歐空局還免費分發其數據，促進了一批分析輸出的初創公司。

目前衞星能力存在一些空白，比如雲層存在或設施位於海上時。然而，更多進展正在途中，承諾提供更加精細的數據。

哨兵-5先驅者

*製造商：*空中客車公司

插圖：瑪麗亞·奇米什基揚為彭博環保繪製歐空局的衞星每天繞地球運行16次，觀測甲烷、二氧化氮和二氧化硫的大氣濃度。哨兵-5P的觀測結果被用來識別去年五月漂浮在佛羅里達上空的一個巨大甲烷羽流，引發了美國環境保護局的調查。該項目每天產生約1太字節的數據，並免費提供。

檢測能力大約2600公里（1600英里）的視野；每5.5km x 7km像素15億分之一

成本2.4億歐元（2.83億美元）

艾麗絲和雨果

製造商GHGSat公司

插圖：瑪麗亞·奇米什基揚為彭博綠色繪製以公司科學家的孩子們命名，這對雙胞胎設備每15天繞地球一次，生成可以精確定位泄漏源頭的細粒圖像，精度可達75英尺。2019年，艾麗絲在土庫曼斯坦的能源基礎設施中發現了一個大規模的甲烷噴泉。在GHGSat通過外交渠道發出警報後，泄漏得以堵塞。雨果在2月觀察到的其他泄漏可能仍在進行中，但確認很困難，因為天氣多雲，GHGSat創始人斯蒂芬·傑爾曼表示。能夠準確定位來自單個井、管道、煤礦甚至垃圾填埋場的泄漏，可以為各種最終用户帶來意外收穫。例如，投資者可以使用GHGSat數據評估運營商是否遵守環保規定並正確管理原材料。

檢測能力大約12平方公里的視野；每25m x 25m像素18億分之一

成本“數百萬”美元每顆衞星，傑爾曼説

甲烷衞星

製造商甲烷衞星有限責任公司，環境保護基金的子公司

插圖：瑪麗亞·奇米什基揚為彭博環保繪製2022年10月的發射將是首個提供全球石油和天然氣生產泄漏率的任務。這些數據將使投資者和政府能夠隨時間跟蹤和比較各種來源的排放量。 EDF已經與哈佛大學和史密森天體物理觀測台合作，以幾乎實時地分析和呈現數據，以促使快速採取行動來遏制泄漏。其目標是到2025年將煤炭和天然氣行業的甲烷排放削減45%。

檢測能力至少有200公里的視野；從100米 x 400米的區域探測到至少2 ppb

成本8800萬美元

空氣

政府機構和獨立研究人員使用飛機和無人機比衞星更精確地搜索泄漏。一些石油和天然氣生產商正在使用它們來增加調查的頻率，否則這些調查將需要大量時間才能手動驅趕和檢查或使用車載設備。儘管空中設備可能比固定設備更能準確地定位泄漏，但它們也有限制——監視不能持續進行，因此在飛越之間泄漏有機會滋生。

Shell-Avitas 無人機和人工智能開發計劃

製造商Avitas，貝克休斯公司的一家企業

插圖：瑪麗亞·奇米什基揚為彭博環保繪製無人機搭載的紅外攝像頭拍攝甲烷羽流的圖像，然後由人工智能分析以識別問題區域。今年1月，Avitas通知了其重要客户之一皇家荷蘭殼牌公司，稱其在Permian盆地中央生產設施的高海拔儲罐頂部的艙口可能存在泄漏。這類區域很難評估，但在這種情況下，殼牌公司能夠立即部署維護團隊進行調查和修復泄漏。

檢測能力 可以在15分鐘內勘測500英畝，潛在地每天訪問30到50個地點；可以捕捉2標準立方英尺每小時的小漏氣

成本50,000美元至200,000美元，取決於有效載荷

空中可見-紅外成像光譜儀-下一代，簡稱Aviris-NG

製造商 NASA噴氣推進實驗室

插圖：瑪麗亞·奇米什基揚為彭博綠色繪製像King Air B200這樣的飛機將NASA的下一代光譜儀運往各種地點，從油田和天然氣田到農田。作為2018年結束的加州甲烷調查的一部分，該飛機發現了550多處泄漏，並確定其中只有10%導致了調查中大部分排放。同一系統還用於調查格陵蘭的陸地冰水平以及加利福尼亞索諾瑪葡萄園野火煙霧對其的影響。

檢測能力在3公里高度飛行時的1.8公里視野；每個3米 x 3米像素為9 ppb

成本 超過500萬美元

陸地

現場設備非常適合發現一些最小的泄漏，甚至可以發現單個故障閥門或微小管道穿孔。他們發現的細節突顯了從太空、空中和陸地獲取逃逸甲烷信息的重要性。能源公司和公用事業公司是這些設備的主要用户之一。但是，來自這種監視的數據披露可能有所不同，特別是由於報告規則的變化可能使一些運營商保持信息私密。一些環保團體成功地使用手持設備掃描了油氣場地，但是他們監視這些地點的能力可能會受到對他們進入私人財產的限制。

Picarro車載傳感器

由 Picarro 公司製造

插圖：瑪麗亞·奇米什基揚為彭博綠色該系統使用一種稱為腔環消諧光譜技術來檢測甲烷的存在。Picarro然後利用大氣模型和風速測量來幫助確定泄漏的來源。探測器安裝在車輛上，然後沿着管道分佈網絡行駛。像加利福尼亞的太平洋煤氣和電力公司這樣的公用事業公司正在使用Picarro的技術來識別並停止其分佈網絡上的泄漏。這種方法最初是作為公用事業公司遵守安全法規的一種方式，但後來擴展到量化逃逸排放。

檢測範圍最遠可達150米；每小時小至半立方英尺

成本根據使用的設備和分佈網絡大小而變化；每個井場的測量成本可能在幾十美元到幾百美元之間

Canary-X

由 Project Canary 公司製造

插圖：瑪麗亞·奇米什基揚為彭博綠色這些太陽能設備安裝在井場周圍，形成一個網絡，結合當地風速和氣壓分析，可以檢測並定位過量甲烷的來源。每個設備使用蜂窩網絡和雲服務器向操作員傳輸泄漏的即時警報。到目前為止，它們已經安裝在科羅拉多和賓夕法尼亞的井場。美國最大的天然氣生產商EQT將在其阿巴拉契亞地區的兩個井場上試用Canaries。使用Canaries的操作員可以獲得TrustWell排名，這是一個衡量符合環境標準的行業指標。

檢測能力每秒掃描一次；在12米內檢測到典型陸上上游泄漏的99％，在100米內檢測到85％的泄漏，最低可達250 ppb

成本每台設備每月$387

FLIR GF620和QL320

製造商FLIR Systems Inc.

插圖：瑪麗亞·奇米什基揚為彭博綠色製作GF620是一款光學氣體成像相機，能夠在紅外光譜中檢測氣體化合物。QL320是一款定量光學氣體成像平板電腦，可以記錄和量化相機檢測到的泄漏。兩者均為手持式，使管道操作員和服務人員能夠將它們攜帶到偏遠或危險的地點，並能夠在幾秒鐘內準確定位泄漏速率。德國南部的Bayernoil煉油廠複合體使用FLIR的成像系統來檢測氣體排放，特別是來自其管道系統的排放。

檢測能力超過30米；每小時少於1克

成本GF620相機，約$100,000；QL320平板電腦，$25,000

檢測犬

由K9 Pipe Inspections LLC

插圖：瑪麗亞·奇米什基揚為彭博綠色製作馬裏努阿犬、荷蘭牧羊犬和德國牧羊犬的團隊與其人類處理者一起進入田野，主要在Permian盆地和Bakken頁岩鑽井區域，以嗅探注入管道的專有示蹤氣味劑。去年初德克薩斯州的一條新管道未能通過靜水壓測試，數字檢測設備未能找到問題後，K9單位發現了兩處微小泄漏。這些狗可以在風雨中、夜間工作，並且在傳統儀器不夠敏感時非常有用。它們能夠找到埋藏管道的微小泄漏，從而節省公司挖掘大面積以評估設備的成本。

檢測能力團隊通常每天覆蓋約8到12英里，可以探測到埋深達12英尺的管道泄漏；探測到1 ppb 的微小泄漏

成本至少需要$15,000 來全面訓練一隻狗，還需玩具和零食