„Digital Methane Challenge“
Die Universität von Texas (UT) in Austin hat laut E&E News und einer Medienmitteilung der UT in Zusammenarbeit mit Exxon Mobil und anderen Unternehmen (der Environmental Defense Fund, das Gas Technology Institute GTI und die Pioneer Natural Resources Company) ein Projekt zur Überwachung von Methanemissionen im ölreichen Perm-Becken (Senke im Grenzgebiet zwischen Texas und New Mexico aus bis zu 250 Millionen Jahre altem Sedimentgestein, in dem im Laufe der Erdgeschichte besonders viele Ölvorkommen entstanden sind) durch ein kontinuierlich arbeitendes Netzwerk von Sensoren an.
Exxon Mobil-Kerosintanker – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify
Die Vereinigten Staaten sind inzwischen der weltweit größte Erdgasproduzent und ein wichtiger Exporteur. Methan, der Hauptbestandteil von Erdgas, spielt jedoch eine Rolle als Treibhausgas bei der Klimaerwärmung. Die neue Partnerschaft soll einen neuartigen Ansatz zur Messung von Methanemissionen aus Öl- und Gasproduktionsstätten demonstrieren und dabei fortschrittliche Technologien einsetzen, um die Freisetzung in die Atmosphäre zu minimieren.
Im Rahmen der Zusammenarbeit, die den Namen Projekt Astra trägt, soll ein Sensornetzwerk aufgebaut werden, das Fortschritte bei der Methan-Erfassung, dem Datenaustausch und der Datenanalyse nutzt, um eine nahezu kontinuierliche Überwachung zu ermöglichen. Eine mögliche Anwendung des Sensornetzwerks besteht darin, Produzenten und Aufsichtsbehörden zu ermöglichen, signifikante Methanfreisetzungen zu finden und zu fixieren, die den Kosten der gegenwärtigen Überwachungstechnologien entsprechen oder darunter liegen, von denen viele die Emissionen nur auf jährlicher oder halbjährlicher Basis messen.
„Projekt Astra ist eine ehrgeizige und innovative Zusammenarbeit zur Entwicklung einer umfassenden, kontinuierlichen Überwachung von Methanemissionen, eine potenzielle neue Fähigkeit, die mit industrieweiter Beteiligung erreicht werden kann“, sagte Staale Gjervik, Senior Vice President für nichtkonventionelle Öl- und Gasförderung bei ExxonMobil. „ExxonMobil setzt sich für die Entwicklung von Technologien und Partnerschaften ein, die kosteneffiziente Lösungen zur Reduzierung von Methanemissionen vorantreiben“, sagte Staale Gjervik, Senior Vice President of Unkonventional bei ExxonMobil.
Im Rahmen von Project Astra sollen Sensoren installiert werden, die stündlich Daten liefern, serläutert David Allen, wissenschaftlicher Projektleiter und Professor für chemische Verfahrenstechnik an der UT. Während einige isolierte Standorte bereits eine kontinuierliche Überwachung durchfühten, solle das Netzwerk die Emissionen in einer breiten öl- und gasproduzierenden Region kontinuierlich überwachen, so Allen, und es werde Emissionsinformationen über einzelne Standorte liefern.
„Dieses Projekt hat unglaubliches Potenzial und wird den Unternehmen neue Wege eröffnen, um Methanemissionen aus den mehr als 1 Million bestehenden Öl- und Gasquellen in den Vereinigten Staaten zu finden und zu reduzieren“, sagte Allen in einer Erklärung.
Das Netzwerk von Sensoren zur Überwachung von Emissionen in einer Öl- und Gasförderregion („das erste seiner Art“) könnte schon bald die Art und Weise revolutionieren, wie Methanlecks gefunden werden. Die erste Phase der Netzwerkentwicklung, in der eine breite Palette von Methan-Sensortechnologien getestet und ihre Fähigkeit zum autonomen Betrieb beurteilt werden soll, wird in der Region des Perm-Beckens in Westtexas durchgeführt. Das gesamte Netzwerk wird in virtueller Realität entworfen, wobei eine Simulation der Öl- und Gasförderung im Großraum Westtexas verwendet wird.
Die Simulation, die an der UT Austin erstellt wird, wird Minute für Minute die Konzentrationen von Methan und anderen Erdgaskomponenten modellieren, die im Normalbetrieb und bei unbeabsichtigten Emissionen in der Atmosphäre zu erwarten wären. Diese simulierte Atmosphäre, die bis Ende 2020 abgeschlossen sein soll, wird dazu verwendet werden, die Arten und Standorte von Methansensoren zu identifizieren, die für die Datenerfassung am effektivsten wären. Sie wird auch dazu verwendet werden, Methoden zur Analyse der Sensordaten auszuwerten, um unbeabsichtigte Emissionen zu lokalisieren.
Das Projektteam wird den simulierten Datensatz als Grundlage für eine „Digital Methane Challenge“ veröffentlichen – eine Initiative, die vom Energieinstitut der UT Austin finanziert wird und zum Ziel hat, Innovationen bei der Gestaltung von Netzwerken zu katalysieren. Wenn ein erfolgreiches Design in der simulierten Atmosphäre demonstriert wird, wird das Netzwerkerfassungskonzept im Perm-Becken getestet.
Die Ergebnisse und Analysen des Projekts, die in von Fachkollegen begutachteten Zeitschriften veröffentlicht und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden, könnten als Leitfaden dafür dienen, wie Unternehmen, Bundesstaaten und die Bundesregierung in Zukunft Methanemissionen messen, überwachen und verwalten.
„Die Reduzierung von Methanemissionen ist ein ernstes Thema, das viel schnellere und aggressivere Maßnahmen der Industrie erfordert. Kontinuierliche Detektion könnte für die gesamte Industrie ein entscheidender Faktor bei der Beseitigung von Methanemissionen sein – und für politische Entscheidungsträger, die über die Daten verfügen müssen, um diese Reduzierungen zu verifizieren“, sagte Matt Watson, Energy Vice President beim Environmental Defense Fund.
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