Le nouveau projet de Berkeley Lab pour identifier et atténuer les "super émetteurs" de méthane se concentrera sur la zone du polygone blanc. Les plus petits polygones colorés montrent la diversité des sources d'émission de méthane dans la région, avec des champs de pétrole et de gaz en rouge, laiteries en vert, décharges au cyan, et l'infrastructure du gaz naturel en violet. Crédit :Berkeley Lab
Méthane, un puissant gaz à effet de serre qui piège environ 30 fois plus de chaleur que le dioxyde de carbone, est généralement libéré des rizières, laiteries, décharges, et les installations pétrolières et gazières, qui sont toutes abondantes en Californie. Aujourd'hui, le laboratoire national Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) du ministère de l'Énergie a reçu 6 millions de dollars de l'État pour trouver des "super émetteurs" de méthane dans le but de quantifier et potentiellement d'atténuer les émissions de méthane.
Avec une subvention de la California Energy Commission, le projet se concentrera sur le sud de la vallée de San Joaquin, une région où l'industrie laitière et l'industrie pétrolière et gazière sont les principales sources de méthane. Berkeley Lab travaille en collaboration avec l'Université de Stanford, UC Riverside, le Central California Asthma Collaborative, Aviation scientifique, et Bluefield sur le projet, surnommé RÉSUMÉ, ou la détection de SUPER émetteurs de méthane à l'aide d'avions, Tours, et Réseau d'observation intensif.
« Les cadres de comptabilisation et de surveillance du méthane existants en Californie sont limités dans leur capacité à résoudre les émissions à l'échelle des villes ou des installations individuelles, comme un champ de pétrole et de gaz ou une installation de traitement de gaz naturel, beaucoup moins de composants individuels, " a déclaré Sébastien Biraud, un scientifique de Berkeley Lab qui dirige l'effort. "L'idée de ce projet est basée sur le développement d'un système d'observation à plusieurs niveaux."
Les chercheurs surveilleront et quantifieront les émissions de méthane à plusieurs échelles, des échelles régionales à celles des installations et des composants. Les méthodes de détection comprennent la collecte d'échantillons d'air à partir d'un réseau de tours fixes et d'avions, mener des campagnes de terrain pour tester de nouvelles technologies dont des capteurs low-cost, circuler dans toute la région avec des véhicules routiers équipés de divers équipements, et l'arpentage des bâtiments résidentiels et commerciaux.
« Nous montrerons à l'État comment la quantification des émissions de méthane peut être effectuée sur une région complexe, et, espérons-le, démontrer que notre approche peut être reproduite de manière rentable dans d'autres domaines d'intérêt en Californie, comme la région de la baie de San Francisco ou la région de Sacramento, " a déclaré Biraud. " Le but est de concevoir un cadre, montrer que ça marche, et l'étendre dans tout l'État."
Défis d'une surveillance précise du méthane
Le méthane est classé comme un polluant climatique de courte durée car il ne reste dans l'atmosphère qu'environ 10 ans, tandis que le dioxyde de carbone, le gaz à effet de serre anthropique le plus abondant, reste dans l'atmosphère pendant environ 100 ans. La Californie est mandatée pour réduire ses émissions de gaz à effet de serre en vertu de plusieurs lois et décrets, et il a donné la priorité à la réduction des polluants climatiques à courte durée de vie comme moyen d'avoir un impact bénéfique plus immédiat sur le changement climatique et la santé publique.
Par exemple, La Californie a adopté l'année dernière la California Cooling Act interdisant certains hydrofluorocarbures dans les nouveaux systèmes de climatisation et de réfrigération. Et après la catastrophe d'Aliso Canyon en 2015, une fuite massive d'une installation de stockage de gaz naturel dans le sud de la Californie, l'État a adopté une réglementation aérienne exigeant un suivi trimestriel des émissions de méthane des puits de pétrole et de gaz, installations de traitement du gaz naturel, et d'autres équipements utilisés dans le traitement et la livraison du pétrole et du gaz naturel.
Le programme d'observation du méthane à plusieurs niveaux utilisera des tours, avion, enquêtes sur les véhicules routiers, mesures résidentielles et commerciales après compteur, et des capteurs à faible coût pour détecter les émissions de méthane. Crédit :Berkeley Lab
Il dresse également des inventaires réguliers des émissions de gaz à effet de serre de la Californie, mais de nombreuses études, y compris du Berkeley Lab, ont découvert que les inventaires officiels pourraient sous-estimer les émissions de méthane. Le sud de la vallée de San Joaquin manque particulièrement d'observations atmosphériques fiables du méthane. Combiné à la complexité des sources de cette région, cela se traduit par une incertitude significative dans la magnitude totale et la distribution (sur l'espace, temps, et secteur) des émissions de méthane dans la région.
La plupart des émissions de méthane des super émetteurs
La cible principale de SUMMATION est les gros émetteurs. "Les émissions de méthane pourraient se présenter sous la forme d'une zone distribuée de petites fuites, qui est difficile à traiter, ou d'un grand super émetteur, qui est un fruit à portée de main, " a déclaré Biraud. " Une enquête sur le méthane à l'échelle de l'État menée par le NASA Jet Propulsion Laboratory de 2015 à 2017 a révélé que 80 % des émissions de méthane en Californie proviennent de 25 % des sources; dans certains cas, aussi peu que 1 % des sources contribuent à plus de la moitié des émissions. Un super émetteur pourrait être une laiterie, il pourrait s'agir d'une décharge mal entretenue, ou il pourrait s'agir d'une station de compression de gaz naturel qui fuit."
Avoir plusieurs méthodes de collecte, y compris des campagnes de terrain continues et fréquentes, améliorera la détection et la surveillance. « De nombreuses sources ne sont pas persistantes, elles peuvent être allumées pendant quelques mois, puis éteint, " dit Biraud. " Si vous ne faites des sondages qu'une ou deux fois par an, vous pêchez. Vous pourriez voir une source, tu ne devrais pas. Avec un réseau persistant de tours, vous abordez la nature des sources intermittentes."
L'équipe SUMMATION utilisera des traceurs pour aider à attribuer la source du méthane. Par exemple, certains alcanes (comme l'éthane) sont présents dans le méthane provenant des exploitations pétrolières et gazières, mais pas dans le méthane provenant des exploitations laitières.
Un élément clé du projet consiste à évaluer des capteurs de méthane à faible coût. "De nouvelles technologies émergent, " a déclaré Biraud. " Nous inviterons les entreprises à participer, puis déployer certains d'entre eux sur une période d'un an."
Grâce aux observations et à l'analyse des données du cadre du système d'observation à plusieurs niveaux développé dans le comté de Kern, Les chercheurs du Berkeley Lab effectueront une analyse économique, rechercher des moyens rentables de déployer certaines de ces technologies pour répondre à certaines questions dans d'autres parties de l'État.
Un autre aspect important du projet comprend l'engagement des parties prenantes et de la communauté. "Nous allons tendre la main aux communautés défavorisées, à la fois pour les éduquer sur les émissions de méthane et aussi pour entendre leurs préoccupations afin d'éclairer le développement de futurs systèmes de mesure, ", a déclaré Biraud. "Ces communautés sont affectées de manière disproportionnée par le méthane et les COV [composés organiques volatils]."
