油气开采排放大，小部分油气井才是排放主力军

　　开采天然气的油气井经常会泄漏大量甲烷到空气中。普林斯顿大学的一个研究小组发现，在最大的天然气产区之一，大部分泄漏来自一小部分油气井，油气井泄漏控制迫在眉睫。
　　＂超大排放＂井的泄漏
　　由普林斯顿大学土木与环境工程副教授Mark Zondlo领导的研究人员花了两年时间对宾夕法尼亚州马塞勒斯页岩（美国能源部评估认为该地区蕴藏的天然气资源可供全美使用10年以上）的排放进行了抽样调查。作者在发表于《环境科学与技术》期刊上的研究报告中称，10％的油气井泄漏占据了天然气排放总量的77%。这相当于增加了50万辆汽车（约占美国汽车市场的2％）的温室气体排放。
　　Zondlo表示这一发现可能有助于减轻对环境的影响，因为修复相对较少数量的这些＂超大排放＂井可以大幅减少排放量。他指出识别泄漏的油气井有时可能相对容易，有时会比较困难，其中一部分原因在于油气井的排放会随着时间改变。
　　研究人员表示很多操作都会导致泄漏发生，包括有意打开阀门泄压，或者是无意中忘记关闭阀门。过去有研究小范围抽样调查了德克萨斯州和西弗吉尼亚州的油气井，并得出了关于＂超大排放＂井的类似结论，但不具有代表性。这项新研究首次调查了美国最具生产力的页岩气产地，并且调查范围所涵盖的油气井样本最多。
　　宾夕法尼亚州的油气井抽样调查分布图。黄色表示抽样点，绿色表示活跃的非常规油气井，紫红色表示不活跃的非常规油气井。
　　泄漏测量方法
　　天然气主要由甲烷组成，甲烷是增温潜力最强的温室气体之一，其捕捉热量的能力是二氧化碳的30倍，能大大激化温室效应。天然气是美国能源的重要组成部分，提供全美约35％的电力生产，以及每年约6,000万家庭的供暖。即使在最有效的开采操作中，也会出现一些泄漏。
　　目前，天然气公司通常使用红外气体成像仪查找泄漏，但这种仪器不够灵敏，除非将仪器放在泄漏位置的顶部，否则无法捕捉到大部分泄漏情况。红外气体成像仪既不能做大范围调查泄漏情况的工具，也不能提供有关甲烷泄漏的定量数据。
　　尽管＂超大排放＂井的排放量可能会随时间变化，这一变化可能是因为某一次大量泄漏或者持续存在的泄漏问题，成为测量难点。但Zondlo表示研究小组使用的测量方法可以捕捉到随着时间变化而变化的排放量。
　　Zondlo和团队在移动实验室使用激光测量空气中甲烷的浓度，他们发射精确波长的光来观察空气中的气体能够吸收多少光，并计算出相关油气井的排放量。
　　实验中用于采集空气污染数据的设备。
　　Zondlo说，这些研究结果为最终限制天然气开采中的碳排放提供途径。如果能够更好地理解某些井比其他井泄漏更多气体的原因和方式，将会找到＂减排的实际有效方法＂。
　　解决泄漏问题的经济效益
　　根据Zondlo的估计，使用激光测量设备最初可能会增加监控成本，但天然气公司将通过收回丢失的产品来回笼大部分资金。如果配备得当，加上常见的风速风向仪，开采时的服务车辆可以有效监测排放情况。由于实验室采用的设备成本高昂，不适合在生产中大规模使用，Zondlo正在研究更加低成本的解决方案。
　　斯坦福大学能源资源工程专业副教授Adam Brandt表示，该研究表明，查找和修复这些少数＂超大排放＂井是一种经济有效的方法，可以大幅度减少天然气开采产生的温室气体排放。
　　曾参与甲烷排放评估工作的环境保护基金科学家David Lyon说：＂这项研究的结果再次强调了宾夕法尼亚州现有非常规天然气井甲烷泄漏减排的紧迫性和重要性，这些泄漏不仅代表了7,000万美元的天然气资源浪费，而且它们的危害相当于9个燃煤发电厂的短期气候影响。＂
　　未来，研究人员将进一步探索这些＂超大排放＂井是如何排放的，希望通过寻找它们的共性找到减排策略，真正将先进技术用之于民，造福社会。
　　引用：
　　Dana R. Caulton et al. Importance of Superemitter Natural Gas Well Pads in the Marcellus Shale, Environmental Science & Technology (2019). DOI: 10.1021/acs.est.8b06965
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