Die US Environmental Protection Agency hat kürzlich Vorschriften erlassen, um Methanemissionen aus der Öl- und Erdgasproduktion zu reduzieren. Sie werden etwa ein Drittel weniger kosten als Schätzungen von Behörden, sagen Forscher, aber möglicherweise nicht genug, um zu 2025-Zielen zu kommen.

Für eine neue Studie bewerteten die Forscher die kürzlich aktualisierten EPA 2012 New Source Performance Standards, in denen dargelegt wird, wie die Öl- und Gasindustrie Methanlecks aufspüren und mindern sollte.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Durchsetzung von Standards rund 27 Prozent weniger kostet als die EPA-Schätzungen. Allerdings werden die Reduktionen der Methanemissionen die 2025-Minderungsziele der Agentur wahrscheinlich um 20 auf 50 Prozent unterschreiten, was teilweise auf die Herausforderungen zurückzuführen ist, die mit der Technologie zur Erkennung von Lecks verbunden sind.

„Wir haben herausgefunden, dass selbst wenn Sie alle diese Vorschriften wie angegeben umsetzen, das, was Sie in Bezug auf Emissionsreduzierungen erreichen, möglicherweise geringer ist als das, was die EPA in Bezug auf die Ziele erwartet“, sagt der Postautor Arvind Ravikumar, ein leitender Autor an der School of Earth, Energy & Environmental Sciences der Stanford University. "Einer der Gründe dafür ist die Unsicherheit sowohl bei der Erkennung von Lecks als auch bei unserem Verständnis von Leckagen."

Weniger verschwenden

In der Veröffentlichung, veröffentlicht in Environmental Research Letters, machten die Forscher Empfehlungen, wie die Reduktion von Methanlecks verbessert werden kann. Trotz der jüngsten Anordnung des Präsidenten, die Vorschriften der EPA zu überprüfen, könnten die Ergebnisse für staatliche Aufsichtsbehörden und Unternehmen hilfreich sein, die neue Technologien entwickeln, um Lecks in Öl- und Gasbetrieben zu entdecken.

Methanlecks aus dem Erdgasbetrieb tragen zu einer raschen globalen Erwärmung bei und verursachen wirtschaftliche Verluste in Millionenhöhe. Methan ist der Hauptbestandteil von Erdgas, das in den Vereinigten Staaten die wichtigste Quelle der Stromerzeugung ist - und selbst kleine Lecks können große Auswirkungen auf den Planeten haben.

Methanemissionen verursachen heute etwa 25 Prozent der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung. Methanlecks können auch die menschliche Gesundheit und Sicherheit gefährden, wie das Aliso Canyon-Leck 2015 in Südkalifornien und mehrere Explosionen in New York City, die durch Lecks in alternden Erdgasleitungen verursacht wurden.

"Es wäre für jeden besser, wenn wir kein Benzin verschwenden", sagt Ravikumar. "Über 1 bis 2 ist das Gas jetzt zu 100 Prozent durchgesickert, und es ist sowohl für die Betreiber, weil sie dieses Gas verkaufen können, als auch für die Verbraucher ein direkter wirtschaftlicher Wert, weil wir letztlich dafür bezahlen und die Preise sehr volatil sind."

Finicky Ausrüstung

Das Bundesgesetz schreibt vor, dass Betreiber mittels optischer Gasbildgebung oder Infrarotkameras nach Lecks suchen. Aber die Genauigkeit der Technologie hängt von Variablen wie Wetterbedingungen und Tageszeit ab, was die Ausrüstung "notorisch heikel in Bezug auf ihre Leistung macht", sagt Ravikumar. Die EPA schätzt eine 60-prozentuale Verringerung der Lecks bei diesen periodischen Erhebungen, aber die Forscher fanden heraus, dass die Technologie zwischen 15 und 75 prozentual wirksam ist, um Methanemissionen tatsächlich zu reduzieren.

Die Gruppe stützte ihre Ergebnisse auf Berechnungen eines Softwaretools, das sie auf Grundlage der in den letzten vier Jahren in US-Erdgasfazilitäten durchgeführten Umfragen an Kosten und Nutzen der Minderung von Methanlecks anpassten.

"Wir nutzen dieses Tool, um einen quantitativen und statistisch nachvollziehbaren Ansatz für die Bewertung einer Politik zu entwickeln", sagt Co-Autor Adam Brandt, Dozent für Energieressourcen-Engineering. "Nicht nur das, weil es Open Source ist, kann jeder genau sehen, wie die Berechnungen durchgeführt werden, es selbst ausführen und die Wirksamkeit einer Richtlinie sehen."

Die EPA-Vorschriften, die von der Gruppe analysiert wurden, legen einheitliche Standards fest, wie oft die Betreiber ihre Anlagen auf Undichtigkeit prüfen müssen, welche Technologie sie verwenden können und wie schnell ein Problem gelöst werden sollte. Angesichts der Variabilität von Erdgasanlagen empfehlen die Forscher jedoch, die Methanlecks aus einer regionalen und ganzheitlichen Perspektive zu betrachten, z. B. bei der Koordinierung mit anderen Maßnahmen zur Minderung von Treibhausgasen, anstatt einheitliche, auf nationalen Durchschnittswerten basierende Standards vorzuschreiben.

"Das sind nur Empfehlungen", sagt Ravikumar. "Das Methangeschäft selbst ist ziemlich neu und es gibt immer noch viele Unbekannte, wenn es um Methanemissionen geht - angesichts dessen, was wir wissen, scheinen diese Ideen der beste Weg nach vorne zu sein."

Um das Problem der unterschiedlichen Ergebnisse von Infrarotkameras anzugehen, sollten die Regulierungsbehörden stattdessen einen technologisch agnostischeren Ansatz wählen, sagen die Forscher. Da das Softwaremodellierungs-Tool der Gruppe ursprünglich in 2016 veröffentlicht wurde, haben mehrere Organisationen damit begonnen, alternative Wege zur Erkennung von Methanlecks zu entwickeln, die sich als effektiver erweisen könnten.

"Unternehmen entwickeln Detektionstechnologien mit unseren Modellen", sagt Brandt, der auch Center Fellow am Stanford Precourt Institute for Energy und Mitglied des Stanford Woods Institute for the Environment ist. "Sie können mit verschiedenen Variablen spielen und die damit verbundenen Kosten und Vorteile untersuchen."

Die Forscher empfehlen auch, die Emissionen regional anzugehen, da jedes Becken einzigartige Eigenschaften aufweist. Eine mögliche Lösung wäre zum Beispiel eine indirekte Minderung, bei der das EPA ein Methanreduktionsziel festlegt und es den Betreibern dann ermöglicht, den besten Ansatz zu ihrer Erreichung zu finden.

"Diese Forschung ist nicht nur auf die EPA-Regeln des Bundes anwendbar - wir sprechen auch mit dem California Air Resources Board", sagt Ravikumar. "Es besteht ein großes Interesse daran, den besten Weg zur Emissionsreduzierung zu finden."

Quelle: Stanford University

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