Pesquisadores da WVU recebem US$ 5,5 milhões para examinar as emissões de metano em locais de petróleo e gás

May 25, 2023

Para registrar o fluxo e a atividade das emissões, os alunos pesquisadores da WVU anexam instrumentos a tanques de armazenamento de água em um local de produção de gás natural. O financiamento do Departamento de Energia dos EUA apoiará o monitoramento de emissões de metano em locais em três estados nos próximos três anos, um projeto do WVU Center for Alternative Fuels, Engines and Emissions. (foto enviada)

Nos próximos três anos, pesquisadores do Centro de Combustíveis, Motores e Emissões Alternativos da Universidade de West Virginia tentarão obter uma compreensão robusta de onde e por que ocorrem vazamentos de metano e outros gases e seus efeitos na qualidade do ar local e no clima global.

Com o apoio de US$ 5,5 milhões do Departamento de Energia dos EUA, o projeto, liderado por Derek Johnson, professor associado da Faculdade de Engenharia e Recursos Minerais Benjamin M. Statler, se concentrará nas emissões de metano - um gás de efeito estufa que aquece o planeta - de tanques de armazenamento de líquidos em West Virginia, Pensilvânia e Ohio.

Apelidado de STEAM TANKS, Storage Tank Emissions Assessments in the Marcellus to Adquire New Knowledge with Science, o estudo medirá o metano e outros compostos orgânicos voláteis e poluentes atmosféricos perigosos emitidos por tanques de armazenamento de líquidos localizados "a montante" nos locais de extração, bem como "midstream" em vários locais ao longo das rotas que o petróleo e o gás percorrem a caminho das instalações de refino e processamento.

"O metano é o segundo gás de efeito estufa mais emitido nos EUA depois do dióxido de carbono", disse Johnson, acrescentando que o metano também é 28 vezes mais potente que o dióxido de carbono na retenção de calor na atmosfera. As concentrações atmosféricas de metano mais do que dobraram nos últimos 200 anos, com os sistemas de gás e petróleo constituindo a segunda maior fonte de emissões de metano nos Estados Unidos depois do setor agrícola.

O gás natural é composto principalmente de metano e, quando tanto o gás quanto o petróleo bruto são produzidos, processados, transportados e armazenados, as emissões de metano podem vazar para o ar, compensando alguns dos benefícios de baixo carbono do gás natural.

Johnson apontou os tanques de armazenamento de líquidos em particular como "sistemas complexos". Os tanques podem ser ventilados para a atmosfera ou para dispositivos de controle de emissões. Eles podem perder gases quando são drenados ou cheios, explicou ele, e quando simplesmente "respiram" dia após dia, devido a mudanças naturais ao longo do tempo na temperatura e pressão do tanque. E os tanques que usam dispositivos de controle podem ter vazamentos nas vedações, respiradouros ou escotilhas que produzem emissões.

"As emissões dos tanques e as taxas de vazamento têm sido altamente variáveis ​​para o metano e outros compostos orgânicos voláteis, então precisamos entender melhor sua atividade. Então podemos melhorar os modelos para prever as emissões e, finalmente, desenvolver soluções para mitigá-las", disse Johnson.

“Trabalharemos com os operadores do local para documentar os fatores que podem contribuir para as emissões de metano: temperaturas e pressões, produção e rendimento, composição química interna das fases líquida e vapor, bem como fatores como válvulas, dobradiças ou vedações abertas ou danificadas. "

Depois que o CAFEE concluir um inventário regional inicial de tanques de armazenamento de petróleo e gás, a equipe implantará ferramentas e tecnologias que variam de laboratórios móveis para amostragem do ar a métodos avançados de aprendizado de máquina para prever com precisão o metano e outras emissões ao longo do tempo. Além de capturar um ano de medições de emissões de tanques-chave selecionados, os pesquisadores realizarão monitoramento de emissões de curto prazo em um mínimo de 100 locais, cada um dos quais pode ter vários tanques de armazenamento.

A maioria serão locais associados a operações de produção de gás não convencionais mais recentes, mas pelo menos 30 locais se concentram em operações convencionais. Os dados coletados responderão a perguntas como se as ferramentas de previsão e os fatores de emissão atuais são precisos ou representativos.

Depois de adquirir dados sobre condições e emissões em vários locais, Johnson e seus colegas começarão a atualizar modelos de software de décadas para prever emissões e começarão a desenvolver novas ferramentas para relatar vazamentos.