노스 다코타 주 윌리 스턴 외곽의 석유 생산 현장에서 연소 가스. 앤드류 버튼 / 게티 이미지

회사가 셰일 지층에서 석유와 가스를 추출하는 지역을 운전했다면 아마도 수직 파이프의 꼭대기에서 불꽃이 춤추는 것을 보았을 것입니다. 그것은 석유와 가스 생산의 부산물을 태우는 대부분의 통제되지 않은 관행입니다. 지난 10 년 동안 미국 셰일 오일 및 가스 붐은이 국가를 세계 XNUMX 대 타오르는 나라바로 뒤에 러시아,이란 이라크.

모호한 구별입니다. 일상적인 플레어는 업계에 검은 눈.

나는 대기 과학자 공부 미량 가스 – 지구 대기의 작은 부분을 구성하지만 환경과 인간 건강에 중대한 영향을 미칠 수있는 화학 물질. 최근에 대학원 및 학부 학생들을 대상으로 한 몇 가지 연구에서 일상적인 플레어가 어떻게 부정확하게 평가되고 상당한 대기 오염원이되는지 보여주었습니다.

빠른 때문에 유가 하락 2020 년 봄, 새로운 석유 탐사가 급감하고 생산량이 감소하고 있습니다. 그러나 업계는 활동을 빠르게 재개 수요와 가격 회복. 그리고 나올 것입니다.

관리 기관, 환경 단체와 산업계의 압력을 받아 마침내 플레어를 줄이기위한 규칙을 고려하고 있습니다. 그러나이 낭비적이고 오염 된 관행을 멈출 수 있습니까?

경제적 편의성

각 운영 셰일 유정은 다양한 양의“관련 "또는"케이싱 헤드 "가스휘발성이 높은 탄화수소, 주로 메탄의 원료 가스 혼합물. 생산자는 기존의 파이프 라인 네트워크를 통해 수집 할 수 없다면이 가스를 원하지 않는 경우가 많습니다.

그것이 가능할지라도 가스를 수집하고 이동하는 비용이 초기에 가스 가치보다 높을 수 있기 때문에 어쨌든 가스를 처분하기로 결정할 수 있습니다. 여기에서 플레어가 발생합니다.

일상적인 벌어짐은 북 다코타의 Bakken 혈암 형성, 텍사스 남서부의 Eagle Ford 혈암 및 텍사스 북서부와 뉴 멕시코의 Permian 분지에서 일반적입니다. 텍사스 플레어 매년 약 많은 가스 as 모든 거주 사용자가 소비. 페름기 분지에서만 약 750 억 XNUMX 천만 달러 상당의 가스 공공 이익없이 2018 년에 낭비되었습니다.

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 텍사스 서부의 페름기 분지 지역에서 주민들은 가스 플레어 링이 공기를 오염시켜 아프게한다고 말합니다.

동시에 가스 플레어 링 전 세계적으로 인공 대기 이산화탄소 배출량의 약 1 % 기여. 플레어가 탄화수소를 효율적으로 연소시켜 이산화탄소로 전환 할 때입니다. 반면에 플레어가 제대로 연소되지 않거나 외출하면 더 유해한 가스로 공기를 오염시킵니다.

우리의 연구 두 지역 텍사스의 Eagle Ford 혈암은 플레어가 질소 산화물 또는 NOx 이 시골 지역에서. NOx 배출은 산성비, 오존 및 스모그 형성에 기여하며 눈, 코, 목 및 폐를 자극 할 수 있습니다.

연구 현장에서 플레어와 같은 산업 연소 원이 해당 지역의 자동차보다 약 10 배 많은 NOx를 생산한다는 사실을 발견했습니다. 단일 플레어는 비교적 작은 소스 일 수 있지만 많은 플레어 및 플레어 당 높은 NOx 생산 변동성 대규모 대기 충격을 일으킬 수 있습니다 우주에서 보이는.

비영리 Skytruth는 2012 년부터 현재까지 우주에서 본 가스 플레어의 시계열 뷰를 게시합니다. 위의 2020 년 XNUMX 월 중순에 플레어가 어떻게 보였는가. Skytruth.org

무단 통풍은 높은 플레어 볼륨을 설명 할 수 있습니다

거의 모든 플레어는 개방형 연소 원입니다. 공간에서 밝고 고정 위치 열 방사원으로 감지 할 수 있습니다. 과학자들은 알고리즘을 개발하여 이 복사열 카탈로그 그것을 관련 전 세계적으로 연소 된 가스량.

학부생의 도움으로 사회 학자 케이트 윌 야드 위성 기반 Visible Infrared Imaging Radiometer의 데이터를 평가했습니다. VIIRS. 우리는 두 개의 텍사스 셰일 오일 생산 지역에서 웰 패드 및 카운티 단위로 플레어 량을 계산했습니다. 그런 다음 데이터베이스를 텍사스 철도위원회, 2012-2015 년 동안 석유 및 가스 생산을 규제하고 두 데이터 집합간에 큰 불일치를 발견했습니다.

전체적으로, 상태 데이터베이스에보고 된 볼륨은 위성이 관측 한 것의 절반 정도만. 덜 상세한 또 다른 대량 분석 리서치 회사 S & P Global은 뉴 멕시코와 노스 다코타의 셰일 지역에서 유사한 불일치를 발견했습니다.

이러한 큰 차이점은 오류보고 및 단순히 볼륨보고에서 제외 된 여러 플레어 작업으로 설명 할 수 있습니다. 그러나 우리는 훨씬 더 체계적이고 평범한 설명이있을 것으로 의심합니다 : 배출 – 대기로의 원료 가스의 직접 방출.

배기 가스는 안전하게 수행 할 수있는 경우 업계에서 소량의 작업에만 허용됩니다. 벤젠과 같은 공기 독성을 포함하여 탄화수소를 방출하기 때문에 일반적으로 금지됩니다. 암, 선천적 결함 또는 기타 심각한 건강 문제.

텍사스의 페름기 분지에서 황혼에 천연 가스 플레어가 연소됩니다. 게티 이미지를 통한 브론테 위트 펜 / 블룸버그

그러나 환기는 주로 메탄지구 온난화에 기여하고 대기 오존 형성. 플레어는 폐기물 처리 시설로 간주되기 때문에 플레어 스택에서 배출하는 것은 불법입니다. 시간이 지남에 따라 증가했다.

페름기 분지의 대기 중 메탄에 대한 최근의 고해상도 위성 측정 결과, 방출은 반드시 환경 보호국에 정기적으로보고되는 것보다 훨씬 높음일반적으로 3-1 %로 가정하는 대신 생산의 2 %를 초과합니다. 플레어 스택을 통해 불법으로 배출 된 여분의 메탄은 텍사스 철도위원회 (Texas Railroad Commission)의 데이터베이스에 들어가지만 연소로 인한 열 방사를 찾는 위성은이를 감지하지 못합니다.

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그 열 복사량은 전국의 기관에보고 된 총량을 사용하여 플레어 량으로 변환됩니다. 그러나 일부 가스가 연소되지 않고 배출 된 상태에서 훨씬 더 작은 부피가 실제로 연소되면 위성 데이터가 연소를 과대 평가할 수 있습니다. 과학자들과 세계 은행의 타오르는 이니셔티브 이 위성 기반 플레어 추정치를 사용하십시오.

투자자들은 타오르는 것을 피할 수 있다고 말한다

다음과 같은 XNUMX 년 보존 그룹 환경 방위 기금 셰일 산업의 메탄 배출량과 플레어 증가의 문제를 해결하기 위해 규제 당국에 요청했다. 오바마 행정부 2016 년에 새로운 규칙을 채택 공공 및 인도 토지에서 메탄 누출을 억제하고 플레어 발생을 줄입니다. 이제 트럼프 행정부는 취소하려고 이 행동에도 불구하고 제한된 성공.

한편, 새로운 연구 Environmental Defense Fund가 의뢰하고 투자자 참여는 많은 규제 없이도 석유 및 가스 회사가 플레어를 최소화 할 수있는 실현 가능하고 비용 효율적인 방법이 있다고 결론지었습니다. 그럼에도 불구하고, 업계의 많은 부분이 이러한 모범 사례를 널리 사용하지 않고 이미 XNUMX 년을 보냈다는 점을 감안할 때, 정부 기관이 더 엄격한 규제를 시행하지 않는 한 석유 및 가스 회사는 가까운 미래에 계속 낭비하고 오염 될 것으로 예상합니다.

저자에 관하여

Gunnar W. Schade, 대기 과학 부교수, Texas A&M University

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