科技追踪甲烷泄漏 - 彭博社

插图：玛丽亚·奇米什基扬为彭博绿色

在全球变暖的斗争中，甲烷多年来一直被忽视，因为活动人士和科学家们一直专注于减少二氧化碳排放。但这种无色无味的气体在释放到大气中后的头两个十年内比二氧化碳更强大大约80倍，在近年来已跃升至每个人的气候待办事项的首位。

拜登总统正在考虑将甲烷列为重要减排目标，他准备公布一项雄心勃勃的承诺，削减所有温室气体。中国在三月宣布的五年计划中首次承诺控制这种气体。联合国和欧洲委员会计划在今年晚些时候公开推出他们的国际甲烷排放观测站，以加速全球解决这一问题的努力。

本月早些时候，美国国家海洋和大气管理局表示，去年全球大气中甲烷浓度的增加创下历史新高，这一点变得明显——与疫情导致的碳排放下降形成鲜明对比。

限制甲烷的最有效方法之一是阻止能源公司释放它。这是天然气的主要成分，生产商有很多动机来尽自己的一份力——来自设备故障的泄漏既是浪费的产品，也是潜在的声誉损害来源。

对于一些石油公司来说，当排放是生产过程的副产品时，可能就没有那么迫切地控制它们。

然而，停止这些排放的主要挑战始于首先识别它们。

幸运的是，自从操作员在管道上喷洒肥皂或在设备上覆盖防水布以检查泄漏的日子以来，检测设备已经取得了长足进步。微波大小的卫星和配备传感器的汽车是许多创新之一，承诺了一个新的气候透明时代。

太空

卫星多年来一直在探测大型甲烷羽流，但直到最近，图像仅仅是在一个广阔区域上分布的斑点。突破出现在2017年10月，当时欧洲空间局发射了“哨兵-5先驱者”。这一努力使得能够帮助识别最大泄漏的更精细的图像成为可能。欧空局还免费分发其数据，促进了一批分析输出的初创公司。

目前卫星能力存在一些空白，比如云层存在或设施位于海上时。然而，更多进展正在途中，承诺提供更加精细的数据。

哨兵-5先驱者

*制造商：*空中客车公司

插图：玛丽亚·奇米什基扬为彭博环保绘制欧空局的卫星每天绕地球运行16次，观测甲烷、二氧化氮和二氧化硫的大气浓度。哨兵-5P的观测结果被用来识别去年五月漂浮在佛罗里达上空的一个巨大甲烷羽流，引发了美国环境保护局的调查。该项目每天产生约1太字节的数据，并免费提供。

检测能力大约2600公里（1600英里）的视野；每5.5km x 7km像素15亿分之一

成本2.4亿欧元（2.83亿美元）

艾丽丝和雨果

制造商GHGSat公司

插图：玛丽亚·奇米什基扬为彭博绿色绘制以公司科学家的孩子们命名，这对双胞胎设备每15天绕地球一次，生成可以精确定位泄漏源头的细粒图像，精度可达75英尺。2019年，艾丽丝在土库曼斯坦的能源基础设施中发现了一个大规模的甲烷喷泉。在GHGSat通过外交渠道发出警报后，泄漏得以堵塞。雨果在2月观察到的其他泄漏可能仍在进行中，但确认很困难，因为天气多云，GHGSat创始人斯蒂芬·杰尔曼表示。能够准确定位来自单个井、管道、煤矿甚至垃圾填埋场的泄漏，可以为各种最终用户带来意外收获。例如，投资者可以使用GHGSat数据评估运营商是否遵守环保规定并正确管理原材料。

检测能力大约12平方公里的视野；每25m x 25m像素18亿分之一

成本“数百万”美元每颗卫星，杰尔曼说

甲烷卫星

制造商甲烷卫星有限责任公司，环境保护基金的子公司

插图：玛丽亚·奇米什基扬为彭博环保绘制2022年10月的发射将是首个提供全球石油和天然气生产泄漏率的任务。这些数据将使投资者和政府能够随时间跟踪和比较各种来源的排放量。 EDF已经与哈佛大学和史密森天体物理观测台合作，以几乎实时地分析和呈现数据，以促使快速采取行动来遏制泄漏。其目标是到2025年将煤炭和天然气行业的甲烷排放削减45%。

检测能力至少有200公里的视野；从100米 x 400米的区域探测到至少2 ppb

成本8800万美元

空气

政府机构和独立研究人员使用飞机和无人机比卫星更精确地搜索泄漏。一些石油和天然气生产商正在使用它们来增加调查的频率，否则这些调查将需要大量时间才能手动驱赶和检查或使用车载设备。尽管空中设备可能比固定设备更能准确地定位泄漏，但它们也有限制——监视不能持续进行，因此在飞越之间泄漏有机会滋生。

Shell-Avitas 无人机和人工智能开发计划

制造商Avitas，贝克休斯公司的一家企业

插图：玛丽亚·奇米什基扬为彭博环保绘制无人机搭载的红外摄像头拍摄甲烷羽流的图像，然后由人工智能分析以识别问题区域。今年1月，Avitas通知了其重要客户之一皇家荷兰壳牌公司，称其在Permian盆地中央生产设施的高海拔储罐顶部的舱口可能存在泄漏。这类区域很难评估，但在这种情况下，壳牌公司能够立即部署维护团队进行调查和修复泄漏。

检测能力 可以在15分钟内勘测500英亩，潜在地每天访问30到50个地点；可以捕捉2标准立方英尺每小时的小漏气

成本50,000美元至200,000美元，取决于有效载荷

空中可见-红外成像光谱仪-下一代，简称Aviris-NG

制造商 NASA喷气推进实验室

插图：玛丽亚·奇米什基扬为彭博绿色绘制像King Air B200这样的飞机将NASA的下一代光谱仪运往各种地点，从油田和天然气田到农田。作为2018年结束的加州甲烷调查的一部分，该飞机发现了550多处泄漏，并确定其中只有10%导致了调查中大部分排放。同一系统还用于调查格陵兰的陆地冰水平以及加利福尼亚索诺玛葡萄园野火烟雾对其的影响。

检测能力在3公里高度飞行时的1.8公里视野；每个3米 x 3米像素为9 ppb

成本 超过500万美元

陆地

现场设备非常适合发现一些最小的泄漏，甚至可以发现单个故障阀门或微小管道穿孔。他们发现的细节突显了从太空、空中和陆地获取逃逸甲烷信息的重要性。能源公司和公用事业公司是这些设备的主要用户之一。但是，来自这种监视的数据披露可能有所不同，特别是由于报告规则的变化可能使一些运营商保持信息私密。一些环保团体成功地使用手持设备扫描了油气场地，但是他们监视这些地点的能力可能会受到对他们进入私人财产的限制。

Picarro车载传感器

由 Picarro 公司制造

插图：玛丽亚·奇米什基扬为彭博绿色该系统使用一种称为腔环消谐光谱技术来检测甲烷的存在。Picarro然后利用大气模型和风速测量来帮助确定泄漏的来源。探测器安装在车辆上，然后沿着管道分布网络行驶。像加利福尼亚的太平洋煤气和电力公司这样的公用事业公司正在使用Picarro的技术来识别并停止其分布网络上的泄漏。这种方法最初是作为公用事业公司遵守安全法规的一种方式，但后来扩展到量化逃逸排放。

检测范围最远可达150米；每小时小至半立方英尺

成本根据使用的设备和分布网络大小而变化；每个井场的测量成本可能在几十美元到几百美元之间

Canary-X

由 Project Canary 公司制造

插图：玛丽亚·奇米什基扬为彭博绿色这些太阳能设备安装在井场周围，形成一个网络，结合当地风速和气压分析，可以检测并定位过量甲烷的来源。每个设备使用蜂窝网络和云服务器向操作员传输泄漏的即时警报。到目前为止，它们已经安装在科罗拉多和宾夕法尼亚的井场。美国最大的天然气生产商EQT将在其阿巴拉契亚地区的两个井场上试用Canaries。使用Canaries的操作员可以获得TrustWell排名，这是一个衡量符合环境标准的行业指标。

检测能力每秒扫描一次；在12米内检测到典型陆上上游泄漏的99％，在100米内检测到85％的泄漏，最低可达250 ppb

成本每台设备每月$387

FLIR GF620和QL320

制造商FLIR Systems Inc.

插图：玛丽亚·奇米什基扬为彭博绿色制作GF620是一款光学气体成像相机，能够在红外光谱中检测气体化合物。QL320是一款定量光学气体成像平板电脑，可以记录和量化相机检测到的泄漏。两者均为手持式，使管道操作员和服务人员能够将它们携带到偏远或危险的地点，并能够在几秒钟内准确定位泄漏速率。德国南部的Bayernoil炼油厂复合体使用FLIR的成像系统来检测气体排放，特别是来自其管道系统的排放。

检测能力超过30米；每小时少于1克

成本GF620相机，约$100,000；QL320平板电脑，$25,000

检测犬

由K9 Pipe Inspections LLC

插图：玛丽亚·奇米什基扬为彭博绿色制作马里努阿犬、荷兰牧羊犬和德国牧羊犬的团队与其人类处理者一起进入田野，主要在Permian盆地和Bakken页岩钻井区域，以嗅探注入管道的专有示踪气味剂。去年初德克萨斯州的一条新管道未能通过静水压测试，数字检测设备未能找到问题后，K9单位发现了两处微小泄漏。这些狗可以在风雨中、夜间工作，并且在传统仪器不够敏感时非常有用。它们能够找到埋藏管道的微小泄漏，从而节省公司挖掘大面积以评估设备的成本。

检测能力团队通常每天覆盖约8到12英里，可以探测到埋深达12英尺的管道泄漏；探测到1 ppb 的微小泄漏

成本至少需要$15,000 来全面训练一只狗，还需玩具和零食