油气生产环节的甲烷排放量非常巨大|如何追踪大气中甲烷排放？全新模型来帮忙！油气生产环节的甲烷排放量非

油气生产环节的甲烷排放量非常巨大，使用水力压裂进行油气开采作业时排放到大气中的甲烷究竟有多少？2018年斯坦福大学研究生JeffRutherford开始攻读博士学位，这是当时行业聚焦的热点话题。 JeffRutherford为此开发出新模型，希望可以更精确地对这一排放进行追踪。

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一架无人机在美国科罗拉多州检测甲烷。
甲烷排放计算的差异
根据美国官方数据，油气生产环节的甲烷排放占全国温室气体排放的3%；在国际层面，这一数字为5% 。然而这一数字具有不确定性，为明确排放的具体情况，美国EPA（环保署）负责追踪该气体的排放情况，以便寻找合适的减排政策，对企业进行管控。
为帮助进行核算， EPA使用一种计算模型，该模型采用“自下而上”的方法计算井口、储罐、管道和其他排放源产生的甲烷排放量，公布每个组件的平均年排放量，并进行求和。他们称之为“清单” 。
然而除EPA之外的其它组织采用“自上而下”的方法，这些组织使用卫星成像或大气测量来计算实际的甲烷总排放量，并和EPA的计算结果进行对比，发现EPA的数值不足一半。

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SEAS（哈佛大学约翰保尔森工程和应用科学学院）研究了2010-2015年之间的油气行业甲烷排放量，发现EPA低估了石油和天然气生产的甲烷排放量。
为探索这两种计算结果存在巨大差异的原因， JeffRutherford和他的顾问兼能源资源工程教授AdamBrandt共同合作，开发了一种新模型，希望可以弥合两种计算方法之间的差距。他们的研究成果于2021年8月5日发表在《自然通讯》上。
AdamBrandt还是斯坦福大学天然气倡议计划的负责人，他说：“如果我们用于做出重要气候相关决策时，所依据的排放模型不正确，那将是一个大问题。 ”
更准确的数据
与EPA一样， AdamBrandt和JeffRutherford采用“自下而上”的方法，不同的是，他们使用了最新数据，并且数据精确到组分，因此他们可以更准确地列出甲烷真实排放量。 JeffRutherford和AdamBrandt直接采样收集了油气行业中甲烷泄漏率最高的各个组件（井口和储罐的连接件、阀门、采样口等）信息，并将这些数据应用在模型中进行计算。
“虽然我们使用的方法与EPA的非常相似，但我们使用的数据完全不同， ”JeffRutherford说， “EPA的清单和他们的模型实际上非常好，甚至可以说是最好的。我花了两年的时间挖掘数据以便理解并尝试建立属于我自己的模型。 ”
新模型的计算结果非常接近采用“自上而下”的那些组织的结果，前者处于后者的误差范围内，两者同样表明了EPA当前的估算值很低。
JeffRutherford说，这些排放差异主要来源之一是液体储罐。一些排放是不可避免的，例如“闪蒸” ，即储罐压力降低时的甲烷逸出。 “这就像开一瓶啤酒， ”卢瑟福这样类推， “只要有足够高的压力，它就是液体，但如果你释放压力，气体就会迅速逸出。 ”除此之外，相当大的一部分甲烷排放是由于人为的错误操作造成的，例如技术人员忘记关闭采样口或分离设备，就会导致泄漏。两者的结合导致储罐排放量非常高，而储罐排放只是众多因素中的一个。

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JeffRutherford研究发现储罐排放的差异最大。
AdamBrandt说，他们新的甲烷排放清单的结果说明两个重点。首先是意识层面的问题，它突出了当前用于制定重要环境决策的模型存在关键缺陷，并表明应对此采取补救或监管的特定措施。其次，他们的目标不是替换现有模型，而是提供一个有用的基线工具，以此为基础优化模型，使未来的排放清单更加准确。