虽然全球都在为减少碳排放而努力,但是不断增长的油气需求又在推动二叠纪盆地的页岩气开采。这里的甲烷排放严峻,又有哪些管控困境?美联社的调查揭开了被长期掩盖的事实。

得克萨斯州二叠纪盆地中分布着一台台采油机。十亿年前,这里是浅海的底部。

利用直升机监管排放

从2022年8月1日开始,美国EPA(环境保护署)在新墨西哥州和得克萨斯州的二叠纪盆地地区利用直升机上配备的红外摄像机对油气作业进行调查,来识别大型甲烷排放源和VOCs过量排放。这项工作重点是识别潜在的超级排放源,并将持续到8月15日。

  • “二叠纪盆地占菠菜担保平台国家石油供应的40%,多年来产生了大量危险的VOCs和甲烷,导致气候变化和空气质量降低,”位于得克萨斯州达拉斯的美国EPA第6区管理员Earthea Nance博士说,“直升机对于确定哪些设施为这些排放负主要责任、确定哪些地方最迫切需要减排至关重要。”

通过使用直升机监管,EPA可以大面积评估并调查二叠纪盆地中的数千个油气作业点。当红外摄像机在飞行期间检测到碳氢化合物排放时,直升机上的技术人员将记录时间、GPS信息和有关排放源的其他信息。EPA将使用此信息来确定过量排放的装置,并对装置所属的企业启动后续执法行动。

一头奶牛在美国新墨西哥州二叠纪盆地中穿过时,使用红外摄像机拍摄到背景中有燃烧甲烷和其他碳氢化合物产生的热羽。

EPA将使用多种工具来解决通过直升机发现的违规行为,包括行政执法措施和移交司法部。行政执法措施包括重大处罚、防止未来违规的纠正措施以及监管措施(用于验证纠正措施已解决排放问题)。

碳地图的数据

碳地图是美国的一家非营利组织,其使命是传递和指导数字公共产品的应用,来促进及时采取行动,减轻人类对地球气候和生态系统的影响,该机构还是美国宇航局喷气推进实验室和学术研究人员的合作伙伴。

在甲烷追踪当中,碳地图使用的NASA AVIRIS不是普通相机,而是一种机载红外光谱仪,可以测量光的波长,用于检测和量化大气中甲烷的独特化学足迹。碳地图在飞机上携带这台设备,测量空气中甲烷的质量和羽流的长度。而且,碳地图还将现场的风速纳入估算每小时排放速率和多次探测取平均值的考量范畴。负责带领碳地图调查的亚利桑那大学研究科学家Riley Duren说,这种估算方法在排放监测系统中得到了完善和普遍的实践,并已在多个同行评审研究中使用。

2021年10月,美联社记者根据碳地图的记录,获取了533个超级排放源的坐标,并与州钻探许可证、空气质量许可证、管道图、土地记录和其他公共文件进行比对,寻找最有可能承担排放责任的公司,其中有至少164个排放站点隶属于10家不同公司。

Mako压缩机站

  • 在533个超级排放源中,以西得克萨斯天然气公司子公司的Mako压缩机站为例,这一站点每小时向大气排放约870kg甲烷,相当于7辆油罐车容量的石油每天燃烧产生的碳排放。然而这一站点的超大排放并不违法,甚至没有受到监管。Riley Duren表示,他们发现某些站点每年排放量都很大,而不仅仅是几个月或者几个季度。

虽然EPA最近对新的油气装置可以排放多少甲烷进行了限制,但关于负责大部分排放的数十万个旧站点的拟议法规仍在审查中。目前联邦法规限制的是有毒空气污染物,如硫化氢、二氧化硫和苯,它们通常伴随甲烷排放。在缺乏监管的情况下,这些排放巨大的油气生产单位如果想要实现减排,只能依靠他们的自觉性。

关注持续排放

众所周知,甲烷排放很难追踪,因为它们是间歇性排放的。一口废弃的油井可能会时不时飘出甲烷,而不是天天有排放。

2021年10月美联社记者使用红外相机拍摄了被碳地图组织标记为持久性超级排放源的20多个地点,并记录了大量从管道压缩机、储罐区、火炬排气筒和其他生产装置中排放出甲烷的视频。碳地图数据和美联社的相机工作显示,排放最严重的几家企业在稳定地向大气层排放甲烷。

除了西得克萨斯天然气公司的Mako站点外,美联社还观察到约24km外的Sale Ranch油田的WTG压缩机站储罐中有大量甲烷排放。碳地图组织估计,该地点的甲烷平均排放量约为410kg/h。

美联社发现,总部位于休斯敦的天然气储存、加工和分销公司Targa Resources是距离30个高排放站点最近的运营商,这些站点每小时排放3,000kg甲烷,排放来自管道、油井、储罐和压缩机站,贯穿该公司在得克萨斯州的广阔业务足迹。面对美联社的一系列相关问题,Targa没有回应。

在众多超级排放源中,有21个是在总部位于休斯敦北部的管道公司Navitas Midstream装置中发现的,此后这些站点被出售给Enterprise Products Partners。据估计,属于Navitas的设备每小时排放的甲烷共计3,525kg。

浪费产品

运营商排放甲烷的反常在于,他们在浪费自己努力开采的产品,因为甲烷气并不是废弃物,而是全世界都在钻探、加工和销售的目标产品。

由于众多企业使用水力压裂法从二叠纪盆地开采的天然气太多,以至于该地区不断扩大的管道网络没有足够的能力来收集和运输这些甲烷。因此,虽然在墨西哥湾沿岸的新码头已经有高达数十亿美元的投资,用于将过多的天然气运往海外市场,但天然气仍然经常被直接焚烧处理。

对此,企业表示他们都在采取措施,以获取更好的减排效果。

Enterprise Products Partners

Enterprise Products Partners发言人Rick Rainey表示:“菠菜担保平台正在整合收购的资产,并致力于确保它们安全、负责任地运营。”不过他没有透露有关公司将采取哪些措施来减少甲烷排放的具体问题。

西得克萨斯天然气公司

西得克萨斯天然气公司在一份声明中表示,该公司经常使用气体检测设备进行自我监管,在过去6个月内,该公司“修复或升级”了美联社询问的超级排放源,包括Mako站点。该公司正在“积极解决”另一个站点的问题,不过他们拒绝提供有关改进的细节和时间。

Sale Ranch油田

Sale Ranch油田的WTG压缩机站则表示,经过检查没有发现泄漏。

多年不作为

2016年5月,美国前总统奥巴马宣布了一项气候行动计划,其中包括新的联邦规则,要求油气行业到2025年将甲烷排放量减少40%。后来美国前总统特朗普在这些政策生效之前就将它们取消了。等到美国总统拜登上任时,第一天他就命令EPA制定新规则,用于减少油气行业的甲烷排放,国会也恢复了奥巴马时代对新建油气设施甲烷排放的一些限制。尽管如此,还有数十万解决现有站点排放的拟议规则仍在审查中。

  • EPA负责固定源排放管理的副助理署长Tomás Carbonell告诉美联社,减少甲烷排放是当务之急。“减少油气部门的大气排放问题是政府和EPA的首要任务,”Carbonell说。他还指出,甲烷“正在给全国各地社区每天都看到的极端气候现象推波助澜,包括热浪、山火以及海平面上升。”

未知的数量

为了追踪甲烷排放,美国政府记录了排放到大气中的甲烷清单。政策制定者和科学家使用这些数据来帮助计算未来几十年地球将变暖多少。

然而美联社发现,政府数据库通常无法解释在二叠纪盆地观察到的真实排放率。EPA要求每年碳排放超过25,000吨的公司向其发送报告,二叠纪盆地中只有几十个站点表示它们超过了EPA的排放阈值。美联社分析了碳地图数据,发现有140多个超级排放源有可能超过报告上的数字。

西得克萨斯天然气公司

以Mako站点为例,碳地图估计Mako站点在四次测量中平均每小时排放870kg甲烷,全年数据将是联邦报告门槛的7.6倍。2020年是可获得数据的最近一年,运营Mako站点的西得克萨斯天然气公司子公司报告称,其所有增压和收集操作产生的甲烷排放量仅为碳地图记录的十二分之一。

Devon Energy

Devon Energy报告称,在二叠纪盆地一年的运营中排放了相当于42,000吨二氧化碳的甲烷。美联社使用检测到的排放进行分析,表明他们可能会在短短46天内就排放这么多。对此Devon Energy的一位发言人表示,该公司致力于减少甲烷排放并对其进展保持透明。该公司已加入联合国石油和天然气公司的合作伙伴关系,并将报告甲烷管控情况。

Lucid Energy Group

如果在Lucid Energy Group观察到的排放量继续有增无减,该公司将在短短三个月内超过其向EPA报告的排放量。在给美联社的一份声明中,Lucid Energy Group表示它拥有“一流的”泄漏检测程序,其工厂的所有排放“通常都是不含甲烷的”。该公司还质疑碳地图测量其甲烷排放率背后的科学性,声称“没有相机图像可以提供污染物的准确浓度。”

Vaquero Permian Gathering

Vaquero Permian Gathering的报告称,公司整体排放的甲烷相当于19,000吨二氧化碳。相反的是,美联社发现仅Vaquero场地就以每年53,000吨的速度排放甲烷。该公司一位发言人表示无可奉告。

虽然美国的《清洁空气法案》要求公司准确报告温室气体排放量,但EPA无法向美联社提供一个污染者因未报告或少报而被罚款或被指控的例子。

得克萨斯州的执法不力

如果说联邦政府的甲烷控制脚步落后,那么得克萨斯州则是袖手旁观。Tim Doty现在为包括环保组织在内的客户提供私人顾问服务,他于2018年从TCEQ(得克萨斯环境质量委员会)退休,他透露该机构的领导层对监测、记录或解决大气排放物几乎没有兴趣,甚至对来自油气环节的硫化氢、二氧化硫和苯等有毒化学物质也没有兴趣。

  • Tim Doty曾担任得克萨斯州移动空气质量项目的高级经理,他表示,自从2000年得克萨斯州州长Rick Perry上任管理以来,该机构就不再鼓励工作人员对油气行业执行空气质量违规处罚措施。作为化石燃料行业的拥护者,Rick Perry曾担任过三届得克萨斯州州长,创下历史新高。并在之后成为美国前总统特朗普的能源部长,现在他是美国最大的石油和天然气管道公司之一Energy Transfer的合伙人和董事会成员。
  • Tim Doty还说,得克萨斯州环境机构拥有能够检测到油气装置气体污染物泄漏的摄像头,自从大约10年前他和其他工作人员开始记录到巨大的甲烷排放之后,他们被告知要把摄像头锁起来。Tim Doty当时负责培训工作人员使用这些摄像头,虽然摄像头有20台之多,但没有工作人员主动带到现场使用,他还回忆道:“而且TCEQ仍然没有真正认识到甲烷(是一个问题)。你不能在该机构内真正公开谈论气候变化。”

TCEQ的2021年报告似乎证实了Tim Doty的批评。这一年TCEQ面对全州报告的5,362起“超标排放事件”中,约84%的案例没有发布调查结果,并且仅在19起案例中要求公司采取纠正措施。虽然TCEQ每年对违反空气、水或废弃物标准的罚款超过1,000万美元,但对大多数石油和天然气公司来说,不到4,000美元的罚款中位数仅仅相当于零头。

被收购的Navitas Midstream在2021年因其得克萨斯州工厂的火炬和阀门故障被罚款46,000美元。无独有偶,Targa Resources也因为一氧化碳和一氧化二氮排放而面临100,000美元的罚款。这两家公司不仅都没有因为排放甲烷而被起诉,而且它们都否认了该州的排放指控,并通过帮助学区购买新巴士来抵消经济处罚。

在附近新墨西哥州,监管机构采取了截然不同的方法。2021年,民主党州长Michelle Lujan Grisham政府颁布的新法规中,将甲烷作为一种被浪费的工业资源而不是温室气体进行管控,一旦甲烷排放到大气中就会造成该州的税收损失。新法规要求生产商报告他们的天然气产量并跟踪损失,禁止将天然气送火炬焚烧或直接排放到大气,每次燃烧气体时,生产商都必须提供解释。

两种相反的趋势

即使各国寻求减少碳足迹,全球对天然气的需求也在继续增长。自俄乌冲突开始以来,美国对欧洲的天然气运输量就增加了两倍。

在2021年11月的一次国际气候峰会上,美国签署了一项全球甲烷承诺,到2030年将甲烷排放量减少30%,有100多个国家同意该目标。为此美国油气行业必须以远超目前所见的速度进行减排,他们也表示自己正在努力。

  • “从商业角度来看,能够捕获更多的甲烷排放是有意义的,”行业贸易组织API(美国石油学会)政策、经济和监管事务高级副总裁Frank Macchiarola说,“这是菠菜担保平台最终想要推向市场的产品。从环境的角度来看,它显然也很有意义。”

气候科学家和环保主义者警告说,该行业的努力还远远不足以避免对人类造成可怕后果。

  • “今天全球变暖的25%是由甲烷造成的,如果菠菜担保平台不大幅减少这些排放,菠菜担保平台就无法将未来的变暖限制在2℃以内,”EDF(环境保护基金会)的高级气候科学家Ilissa Ocko说,“菠菜担保平台拥有将甲烷减少一半的工具,菠菜担保平台做得越快,菠菜担保平台的气候和社区就会越好。”

随着碳排放的管控进程不断加快,油气行业还有很多工作需要展开。而今天缺乏监管的轻松排放,可能成为未来甲烷减排的绊脚石。

引用

1. http://phys.org/news/2022-08-epa-flights-methane-permian-basin.html

2. http://phys.org/news/2022-07-hidden-menace-massive-methane-leaks.html

3. http://www.epa.gov/newsreleases/epa-announces-flyovers-permian-basin-new-mexico-and-texas

4. http://carbonmapper.org/

5. http://carbonmapper.org/our-mission/science/