Es ist An der Zeit, Methanemissionen anzugehen, ein starkes und unsichtbares Treibhausgas

Was haben Kühe, Gaspipelines und Deponien gemeinsam? CH4, ein organisches Molekül, besser bekannt als Methan. Obwohl sich die Bemühungen zur Eindämmung der Treibhausgasemissionen schon lange auf Kohlendioxid konzentriert haben, ist Methan mehr als 25 Mal stärker in seiner Fähigkeit, Strahlung abfangen zu können, wodurch es potenziell das gefährlichere Treibhausgas ist.

Da Wissenschaftler und Ingenieure Methoden zur Identifizierung von Methanemissionen und zur Quantifizierung ihrer Auswirkungen auf die Klimaerwärmung verbessert haben, bestätigen aktuelle Studien, dass der Methanstand in der Atmosphäre höher ist als früher angenommen. Und mit den kontinuierlichen Methanemissionen aus der Öl- und Gasindustrie, deponierten Deponien, Landwirtschaft und Abwasser wächst dieser Wert in einem Tempo, das die Klimaziele des Übereinkommens von Paris außer Reichweite bringt.

Politik und Klimaaktivismus werden auch der Herausforderung, die Methan stellt, aufgeholt. Seit dem Start des Globales Methanversprechen auf dem Klimagipfel COP26 im November 2021 in Glasgow haben sich 112 Staaten freiwillig darauf geeinigt, die globalen Methanemissionen bis 2030 im Vergleich zu 2020 um 30% zu senken. Laut den Autoren des Versprechens ist schnelles Handeln bei diesem Methan-Emissionsziel die "wirksamste Strategie, um das Ziel der Begrenzung der Erwärmung auf 1,5° Celsius in Reichweite zu halten."

Zusätzlich zu diesem globalen Schwerpunkt treten auf landes- und lokaler Ebene, insbesondere in der Öl- und Gasindustrie, Methan-Vorschriften auf. Diese Vorschriften umfassen verbesserte Technologieanforderungen, Offenlegungs- und Transparenzanforderungen, Anreize zur Absenkung von Methanemissionen und Steuern oder Gebühren, die einen Preis für die Umwelt- und Gesundheitskosten von Emissionen darstellen. Die Internationale Energieagentur bietet eine Fahrplan von diesen Bemühungen, die auf der ganzen Welt sehr unterschiedlich sind. In den Vereinigten Staaten beispielsweise drängt die Biden-Administration auf die Annahme eines umfassender Plan verringerung der Methanemissionen in verschiedenen Sektoren, einschließlich Landwirtschaft, Deponiemanagement, Bauwesen und Schwerindustrie.

Die Technologie von heute bietet eine Lösung

Im Zuge der sich ändernden Regulatorischen Rahmenbedingungen erleben Unternehmen einen erhöhten Druck, Methanemissionen zu reduzieren. Obwohl die Reduzierung von Emissionen schwierig erscheinen mag, gibt es gute Nachrichten: Obwohl es stärker als CO2 ist, verbleibt Methan für einen viel kürzeren Zeitraum in der Atmosphäre, bevor es zerfällt. Wenn wir uns auf eine schnelle Reduzierung der Methanemissionen konzentrieren, kann dies kurzfristig einen verstärkten Einfluss auf die Verlangsamung der Klimaerwärmung haben - wir können uns Zeit für die massive und komplexe Mission der CO2-Reduktion in der Atmosphäre nehmen.

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Und es gibt noch bessere Nachrichten: Es gibt viele Möglichkeiten, um Methanemissionen sofort zu senken - zu niedrigen oder sogar negativen Kosten. Gemäß UN-Umweltprogrammkönnten bestehende gezielte Kontrollmaßnahmen in den Bereichen fossile Brennstoffe und Abfall in diesem Jahrzehnt mehr als 30 % der Methanemissionen reduzieren. Technologie - einschließlich fortschrittlicher Bildgebungstechnologien in Kombination mit neuen digitalen Werkzeugen, externen Sensoren, Satelliten- und Flugzeugverfolgung sowie Sensoren und Ventilen - kann Methanlecks und andere Emissionen an jedem Punkt der Wertschöpfungskette erkennen. Diese Technologie generiert Daten, die ein umfassenderes Bild des Problems und der Zielort der Lösung liefern.

Und mithilfe der Technologie und Systeme von Emerson , die an Orten von Gastronomieanlagen bis zu Öl- und Gaspipelines eingesetzt werden, können Methanemissionen reduziert, reduziert oder vollständig eliminiert werden, was Unternehmen dabei hilft, ihre Emissionsziele zu erreichen.

Reduzierung von Lebensmittelabfällen, Erzeugung von Energie und Überspringen der Deponie

Eine wichtige, aber wenig bekannte Methanquelle sind Lebensmittelabfälle. Gemäß Umweltschutzbehörde (EPA)haben die Vereinigten Staaten allein im Jahr 2018 über 35 Millionen Tonnen Lebensmittelabfälle auf Deponien geschickt, und Deponien sind der drittgrößte Beitrag zu den gesamten Methanemissionen in den USA. Die Bemühungen der EPA und des U.S. Department of Agriculture (USDA) zielen darauf ab, Lebensmittelabfälle bis 2030 um 50 % zu senken.

Gewerbliche Einrichtungen aller Größen können dazu beitragen, einen großen Einfluss zu erzielen. Das größte Kongresszentrum des Landes, der McCormick Place in Chicago, installierte das Grind2Energy System von Emerson um die Methanemissionen zu reduzieren. Das Grind2Energy System verarbeitet die Lebensmittelabfälle des Zentrums zu einem Schlamm, der vor Ort in sicher abgedichteten Tanks gelagert wird, bevor es zu einer anaeroben Spaltungsanlage transportiert wird.

„Von unserem Dachgarten bis zu unseren Recycling-Programmen vor Ort und Spenden von übrig gebliebenen Lebensmitteln an Wohltätigkeitsorganisationen in der Nachbarschaft - hier am McCormick Square pflegen wir einen tief verwurzelten nachhaltigen Ansatz bei all unseren Tätigkeiten," sagt Lori T. Healey, Chief Executive Officer der Metropolitan Pier and Exposition Authority. Grind2Energy System von Emerson wird uns helfen, diese Bemühungen weiter auszubauen."

Seit 2019 reicht die erneuerbare Energie, die aus dem energiereichen Schlamm Grind2Energy von McCormick Place erzeugt wird, aus, um 12 Häuser für einen Monat zu versorgen. die Durch die Umleitung von Abfällen auf Deponien verringerte CO2-Menge entspricht 101.000 weniger gefahrenen Autokilometern; und die potenzielle Menge an nährstoffreichem Düngemittel beträgt 3,5 Tonnen.

Insgesamt hat das Grind2Energy-System von Emerson seit 2014 Hochschulen und Universitäten, Hochleistungsstadien und kommerziellen Einrichtungen geholfen, 100 Millionen Pfund Lebensmittelabfällevon Mülldeponien verursacht werden, entspricht dies einer Emissionsmenge von 83 Millionen weniger gefahrenen Autokilometern.

Pipeline für Verbesserungen

In der Öl- und Gasindustrie besteht die Herausforderung darin, verschiedene Arten von Emissionen anzugehen, wie z. B. direktes Methan aus Leckagen und Entlüftung sowie das Kohlendioxid, das während der Verbrennung ausgestoßen wird. Die Entlüftung ist ein Beispiel für die bewusste Freisetzung von Gasen in die Atmosphäre während des Betriebs, um den Überdruck zu reduzieren. Die jüngsten Umweltvorschriften in den USA und Kanada konzentrieren sich besonders auf die Reduzierung der Emissionen von Geräten, die mit Erdgas betrieben werden, wie z. B. direkte gasbetriebene Ventile und Hydrauliksysteme mit Gas-über-Öl-Betrieb.

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Viele upstream Öl- und Gasstandorte befinden sich in sehr abgelegenen Gebieten, nach einem Artikel von Lura Parrent, einem Ingenieur von Emerson, und Brian Van Vliet, technischer Vertriebsspezialist bei Spartan Controls. ​​ Die Regelanforderungen an den Bohrlochköpfen und frühen Abscheidungsstellen sind relativ einfach, erfordern jedoch eine pneumatische oder elektrische Energiequelle für den Betrieb von Ventilen und anderen Instrumenten. Da Druckluft oder Strom oft nicht verfügbar sind, verwenden viele Unternehmen erdgasbeaufschlagtes Gas, um ihre pneumatischen Instrumente und Regelventile zu betreiben. Das System funktioniert gut, erzeugt jedoch erhebliche Methanemissionen.

Pneumatische Regler mit hoher Entlüftung, die für viele Zwecke in der Öl- und Gas-Wertschöpfungskette verwendet werden, machen einen erheblichen Anteil der Methan-Freisetzungen in der Branche aus - ca. 25 % davon, die von der Industrie in den USA freigesetzt werden, gemäß EPA.

Die Technologie von Emerson bietet Betreibern von Pipelines verschiedene Alternativen, die diese Emissionen je nach Betriebsart reduzieren oder praktisch eliminieren. Diese können in Neubauten oder zur Nachrüstung bestehender Systeme aufgenommen werden. In Kanada beispielsweise wurde ein Pipeline-Unternehmen in British Columbia gezwungen, mit der Einführung strenger neuer Methan-Vorschriften seine Hydraulikantriebe zur Einhaltung einer Emissionsfreiheitsanforderung zu bringen. Dazu ersetzte das Unternehmen Regler, die bei jedem Hub Methan freisetzen, durch das ECAT-System (Emissions controlled actuating technology) von Emerson. Dieses System, das den Druck des Gases in der Rohrleitung nutzt, um das Hydrauliksystem zu versorgen, setzt auf einen kleinen Elektromotor, der mit Solarenergie betrieben wird, um das Gas zurück in die Rohrleitung zu zwingen und somit Methanemissionen zu eliminieren. Diese Nachrüstung ermöglichte es dem kanadischen Unternehmen, neue Anforderungen erschwinglich zu erfüllen und die bestehenden pneumatischen Geräte in Position zu halten.

Die neuesten Methanreduktionsvorschriften müssen für die Energieerzeuger keine kostspielige und kostspielige Belastung darstellen. Laut Parrent und Van Vliet: "Wenn die Kosten für zurückgewonnenes Gas und/oder Kohlenstoff-Gutschriften berücksichtigt werden, kann die Ersatzausrüstung eine schnelle Kapitalrendite erzeugen, selbst wenn sie dem Standort hilft, die behördlichen Anforderungen zu erfüllen."

Lösung für die Zukunft

Das Problem der Methanemissionen muss dringend anzugehen sein, sowohl aufgrund seiner Potenz als auch weil es von so vielen Bereichen menschlichen Handelns erzeugt wird. Aber das letzte Jahrzehnt hat uns mit vielen Informationen bewaffnet, die wir benötigen, um sie zu erreichen, und viele der technologischen Lösungen und des Fachwissens sind bereits verfügbar. Die Lösung des Problems ist sowohl für die Umwelt als auch für das Geschäftsergebnis gut.