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US-Umweltschutzbehörde schätzt, dass die Öl- und Gasindustrie 2016 etwa 8 Millionen Tonnen Methan emittierte
- das entspricht den Emissionen von 43 Millionen Autos pro Jahr

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Erdgaslecks schnell, genau und kostengünstig finden

Von der Produktion bis zum Verbrauch fordern Erdgaslecks Menschenleben, schädigen das Klima und verschwenden Geld. Die Forschungsteams von Stanford arbeiten an besseren Möglichkeiten, um Gaslecks schnell und kostengünstig von einem Ende des Systems zum anderen zu finden und zu beheben.
Erdgas fließt durch Pipelines von Brunnen zu Kochfeldern und leckt leicht. Dies gefährdet nicht nur die Sicherheit und Gesundheit der Menschen, sondern auch die Gesundheit des Planeten.

In den letzten 10 Jahren haben Erdgaslecks und Explosionen in US-amerikanischen Wohn- und Geschäftsvierteln 73 Menschen getötet, 412 weitere verletzt und Sachschäden in Höhe von mehr als 500 Millionen US-Dollar verursacht. Gaslecks und andere Emissionen in der gesamten Branche stoßen ein Drittel des vom Menschen erzeugten Methans aus, ein Treibhausgas, das 36-mal so stark ist wie Kohlendioxid. Forscher in Stanford und anderswo suchen nach schnellen und erschwinglichen Wegen, um Leckagen in der gesamten Erdgasversorgungskette aufzuspüren, um Schäden zu reduzieren und Leben zu retten.

"Während ein großer Teil des Methans in der Atmosphäre aus der Landwirtschaft und Viehzucht stammt, treten Erdgaslecks im gesamten Gasverteilungssystem auf", sagte der Stanford-Professor für Geophysik Mark Zoback, Direktor der Erdgasinitiative, der einen Großteil der Arbeit bei finanziert Stanford spürt Lecks auf und verringert sie.

Bei der Verbrennung zur Stromerzeugung setzt Erdgas etwa die Hälfte des Kohlendioxids pro Kilowattstunde frei, und es werden weniger Schwefel- und Stickoxide freigesetzt, was es zu einer verlockenden Alternative zu Kohle macht.

Die US-Umweltschutzbehörde schätzte jedoch, dass die Öl- und Gasindustrie 2016 etwa 8 Millionen Tonnen Methan emittierte - das entspricht den Emissionen von 43 Millionen Autos pro Jahr. Eine Studie von Adam Brandt, einem außerordentlichen Professor für Energieressourcentechnik in Stanford, aus dem Jahr 2014 ergab, dass solche Lecks den Klimavorteil einer Umstellung von Kohle auf Erdgas teilweise, aber nicht vollständig zunichte machen können, wie einige Experten, darunter auch Zoback, befürwortet haben.

„Die meisten Gaslecks sind mit einer relativ geringen Anzahl großer Quellen verbunden. Wir müssen die größten Lecks finden und beheben, wenn wir ein sichereres, billigeres und weniger schädliches System bauen wollen “, sagte Zoback.

Sicherheit und Gesundheit der Verbraucher

Wenn Leckagen in der Nähe von Stadt- und Wohngebieten auftreten, können sie Brände und Explosionen verursachen und neben den Klimaeffekten auch eine der größten Bedrohungen für die menschliche Sicherheit darstellen. Unter denjenigen, die an der Suche nach solchen Lecks arbeiten, befinden sich Stanfords Rob Jackson und der privatwirtschaftliche Wissenschaftler Robert Ackley, Präsident von Gas Safety USA, einer Lecküberwachungsfirma in Massachusetts.

Die beiden sind in einem Auto durch städtische Gebiete gefahren, das ziemlich gewöhnlich aussieht, bis auf die seltsame Antenne, die aus dem Dach ragt. Unbekannt für die Zuschauer, starren Jackson und Ackley auf Daten auf einem Bildschirm und warten darauf, dass der verräterische Klingelton sie auf ein Gasleck in der Nähe aufmerksam macht. Sie verwenden einen laserbasierten Methananalysator und die seltsame Antenne des Autos, die Windgeschwindigkeit und -richtung misst, um Leckagen zu untersuchen.

Diese Art von Umfrage in Cincinnati ergab, dass durch Pipeline-Austauschprogramme die Gaslecks um bis zu 90 Prozent gesenkt wurden. Während ihrer Arbeit an der Duke University im Jahr 2011 entdeckten Jackson und seine Kollegen in Zusammenarbeit mit Forschern der Boston University 3.000 Lecks in Boston. Diese Zuordnung führte schließlich zu einer politischen Reform in Massachusetts, sagte Jackson. Später führte er eine ähnliche Studie in Washington durch und fand doppelt so viele Lecks wie in Boston. Er und sein Team arbeiten derzeit an Methoden zur Erkennung von Leckagen zu Hause und am Bau von Leckagen, um die Emissionen am Straßenrand zu dokumentieren.

"Jedes Leck ist potenziell explosiv", sagte er. "Wir versuchen, das System so zu gestalten, dass es sicherer und effizienter ist."

Die Sicherheit unseres Planeten

Während Leckagen in Wohngebieten ein Risiko für die Sicherheit des Menschen darstellen, haben Leckagen in allen Teilen der Erdgasindustrie - Bohrlochköpfen, Kompressoren, Ventilen, Pumpen, Messgeräten und Rohrverbindungsstücken - schwerwiegende Auswirkungen auf das Klima
Öl- und Gasunternehmen wollen dazu beitragen, die Menge an verlorenem Gas aufgrund der damit verbundenen Kosten und Verbindlichkeiten zu reduzieren. Laut einer Studie aus dem Jahr 2012 kostet flüchtiges Methan weltweit mehr als 30 Milliarden US-Dollar an Einnahmeverlusten pro Jahr. Und nur 5 Prozent der Undichtigkeiten im Produktions- und Transportsystem sind für mehr als die Hälfte der Methanemissionen verantwortlich, die Brandt 2016 festgestellt hat.

"Die Gasindustrie kann nicht glaubwürdig behaupten, ein verantwortungsbewusster Akteur für die globale Nachhaltigkeit zu sein, wenn sie weiterhin erhebliche Mengen Methan durch ihre Geschäftstätigkeit emittiert", sagte Brandt.

In Zusammenarbeit mit dem Postdoktoranden Arvind Ravikumar leitete Brandt kürzlich die Mobile Monitoring Challenge - einen Wettbewerb, um gemeinsam mit Kollegen von Stanford, der Colorado State University und dem Environmental Defense Fund die kostengünstigsten und genauesten Methoden zur Erkennung von Erdgaslecks zu finden.

Während des Wettbewerbs im letzten Jahr sausten Drohnen über den Köpfen, Lastwagen rumpelten vorbei und Hubschrauber flogen in kontrollierten Testeinrichtungen in Fort Collins, Colorado, und Sacramento, Kalifornien, durch den Himmel.

Die Ergebnisse des Wettbewerbs werden voraussichtlich in Kürze veröffentlicht, und wenn sie vorliegen, werden Forscher in Stanford und darüber hinaus über ein neues Tool verfügen, mit dessen Hilfe gefährliche Erdgaslecks an den Bohrlöchern und Rohrleitungen sowie in der Nähe von Wohngebäuden entdeckt und gestoppt werden können.

Jackson ist außerdem Senior Fellow am Precourt Institute for Energy und am Woods Institute for the Environment. Ravikumar ist jetzt an der Harrisburg University of Science & Technology.

Bild: Ein Methan-Detektor auf Drohnenbasis nimmt an der Mobile Monitoring Challenge in einer Erdgasanlage in Colorado teil. (Bildnachweis: Sean Boggs / Environmental Defense Fund)

erschienen am: 2019-06-11 im europaticker



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