小型排放源导致美国石油和天然气行业大部分的甲烷排放_20页_3mb

报告摘要

本研究基于经验测量数据，分析了2021年美国本土（CONUS）油气行业甲烷排放的分布特征，重点探讨了小型排放源对总排放量的贡献。研究结果表明，尽管小型排放源在数量上占比较小，但它们在甲烷总排放中占据主导地位。

小型排放源主导甲烷排放：研究发现，70%（95%置信区间：61%-81%）的美国本土油气甲烷排放来自排放速率低于100千克/小时的小型排放源。
生产井场为主要排放源：生产井场是区域油气甲烷排放的主要来源，占总排放的70%。其中，仅占全国油气生产10%的井场，却贡献了67%至90%的井场排放。
低排放井场贡献显著：低产井场（<15桶油当量/日）占总井场排放的50%至75%，并且在总排放中占据重要比例。
设施级模型与遥感数据一致：研究结果与多个航空和卫星遥感研究（如MethaneAIR、Bridger GML、AVIRIS-NG等）在排放分布和贡献比例上高度一致，证明了小排放源在总排放中的重要性。
排放分布具有S形特征：在排放速率低于100千克/小时的范围内，排放贡献呈S形增长趋势，表明低排放源对总排放有不成比例的贡献。
不同盆地排放分布存在差异：虽然各油气盆地的排放分布曲线存在差异，但大部分甲烷排放仍来自低排放设施，尤其是低产井场。

甲烷排放速率分布：
- <100千克/小时：贡献70%的总排放。
- <10千克/小时：贡献30%的总排放。
- <200千克/小时：贡献约79%的总排放。
- 10-100千克/小时：贡献约42%的总排放。
- 1-10千克/小时：贡献约68%的总排放。
设施类别分析：
- 生产井场：贡献68%的总排放，其中低产井场占44%。
- 中游设施：贡献29%，其中压缩机站（G&B和T&S）占13%和8%，加工厂占7%。
- 火焰检测：贡献4%，其中点燃和未点燃的火焰分别占2%和2%。
方法与数据：
- 研究基于1901个设施级甲烷排放测量值，主要来自地面移动实验室。
- 使用自下而上的概率模型，结合经验数据与模拟方法，估算不同排放速率阈值下的设施排放贡献。
- 与卫星和航空遥感数据进行对比，发现设施级模型与遥感数据高度一致。
政策意义：
- 甲烷减排政策应考虑小排放源的贡献，而不仅仅是高排放设施。
- 需要更广泛的测量方法，以捕捉0.1-100千克/小时范围内的排放。
- 未来政策应优先修复老旧井场，因为这些设施虽占总产量比例小，但贡献了大量甲烷排放。

模型方法：
- 使用经验测量数据构建设施级排放分布模型。
- 考虑不同排放率阈值下的排放贡献，通过自举方法进行不确定性分析。
- 将排放分布与航空和卫星遥感研究进行比较，以验证模型的准确性。
数据来源：
- 包括16项研究的1901个设施级甲烷排放测量值。
- 使用Enverus提供的活动数据进行估算。
- 结合VIIRS火焰检测数据，估算未点火和点火的甲烷排放。

James P. Williams和Ritesh Gautam设计并执行了研究。
代码由James P. Williams编写，数据输入来自Mark Omara、Kaitlin McKeown、Daniel Zavaleta、Anthony H.等。
甲烷分析由Joshua Ben Meuguy、Marianne Sargent和Steven C. Wofsy完成。
多传感器航空比对实验由James P. Williams和Ritesh Gautam共同完成。