Verschillende methaandetectiemethoden werken het best wanneer zij worden gecombineerd

Methaan, Parameters, Regelgeving en normen,

Landen over de hele wereld hebben nieuwe voorschriften voorgesteld die de eisen voor het meten, berekenen en rapporteren van methaan door de industrie aanzienlijk verzwaren. Tegelijkertijd zijn bedrijven op zoek naar betere instrumenten om hun besluitvorming op basis van gegevens te verbeteren.

Dr. Matti Irjala, directeur onderzoek en ontwikkeling bij Aeromon en gepromoveerd in de toegepaste natuurkunde, raadt bedrijven aan een mix van meetmethoden voor luchtemissies te gebruiken om de beste resultaten te krijgen. Volgens Irjala heeft elk van de meetmethoden zijn sterke punten.

Aeromon Director of R & D, Matti Irjala
Dr Matti Irjala, Photo by Olli Urpela

Remote sensing is ideaal voor grote gebieden

Vroeger was het moeilijk om met behulp van multispectrale satellietsystemen methaanemissies op afstand te detecteren. Tegenwoordig kan nieuwe satelliettechnologie echter helpen om belangrijke emissiegebieden te identificeren.

Analisten kunnen gebruik maken van ultraviolet en zichtbaar (270-500 nm), nabij-infrarood (675-775 nm) en kortgolvig infrarood (2.305-2.385 nm) spectrale banden van satellietspectrometers.

Als alternatief kunnen ook optische camera’s worden gebruikt. Optische gasbeeldvorming (OGI) maakt gebruik van thermische infraroodcamera’s om gas, waaronder methaan, zichtbaar te maken. Deze apparaten maken op het scherm beelden zichtbaar van gaspluimen die anders onzichtbaar zijn voor het blote oog.

Net als spectrometers kunnen OGI-camera’s niet alleen vanuit satellieten worden bediend, maar ook vanuit vliegtuigen, drones, voertuigen en zelfs met handapparaten.

Remote sensing heeft verschillende voordelen. Analisten kunnen snel brede secties van apparatuur scannen en gebieden onderzoeken die moeilijk te bereiken zijn met traditionele instrumenten voor contactmetingen. Een groot deel van de hoge methaanemissies is bijvoorbeeld afkomstig van pijpleidingen die lekken of waar opzettelijk methaan vrijkomt. Satellieten hebben geholpen deze op te sporen op mondiaal, nationaal en regionaal niveau.

De uitdaging bij remote sensing is precisie, merkt Irjala op.

Snuiven is nauwkeurig

Sniffers bieden bedrijven de meest nauwkeurige techniek om emissies in de lucht te meten. Dit zijn klassieke analysers waarbij luchtmonsters naar een sensor worden gebracht en de resultaten vervolgens worden geanalyseerd met behulp van zorgvuldig ontwikkelde modellen.

Bij methaan snuiven detecteren sensoren methaan aan de hand van in situ emissiemetingen, vooral in contexten waar lage methaanconcentraties betrouwbaar en zeer nauwkeurig moeten worden gemeten. Hoe hoger de emissiemethaanconcentratie, hoe hoger het methaanverlies. De methode is ook geschikt voor de detectie van vluchtige organische stoffen (VOS) en andere chemische verbindingen.

Efficiënt, grootschalig, on-site methaansnuiven is mogelijk geworden door de miniaturisering van sensoren en andere gerelateerde apparatuur. Kleinere afmetingen hebben het mogelijk gemaakt de technologie te gebruiken in mobiele apparatuur en emissies te detecteren met behulp van drones, auto’s en handapparaten.

Permanent geïnstalleerde sniffers kunnen afzonderlijke kleppen of andere risicovolle plekken bewaken. Mobiele sniffers kunnen worden ingezet op hele industriële locaties of bijvoorbeeld op booreilanden en infrastructuur voor gasoverdracht, zoals compressoren en dergelijke, legt Irjala uit.

Zodra een lek is gedetecteerd en geanalyseerd door een mobiele sniffer in de atmosfeer, kunnen handapparaten worden gebruikt tijdens de onderhoudswerkzaamheden op de plaats van het lek.

OGMP 2.0 Niveau 5 is de nieuwe gouden standaard voor methaanrapportage

Bijna 80 bedrijven, die 30% van de wereldwijde olie- en gasproductie vertegenwoordigen, hebben zich aangesloten bij het Oil and Gas Methane Partnership 2.0 (OGMP). Het OGMP 2.0 is het enige uitgebreide, op metingen gebaseerde rapportagekader voor de olie- en gasindustrie dat de nauwkeurigheid en transparantie van de rapportage over methaanemissies in de sector verbetert. OGMP 2.0 is gelanceerd door UNEP en de Climate and Clean Air Coalition.

OGMP 2.0 heeft ervoor gezorgd dat bedrijven hun MRV-aanpak (Measurement, Reporting, Verification) hebben verbeterd, aldus Irjala.

De niveaus 3 en 4 van OGMP 2.0 hebben betrekking op emissierapportage op bronniveau, terwijl niveau 5 betrekking heeft op rapportage op locatieniveau.

Niveau 3 omvat generieke emissiefactoren van het brontype. Niveau 4 betreft metingen op bronniveau (bottom-up) op representatieve monsters van apparaten, waaruit metingen van bedrijfsspecifieke emissie- en activiteitsfactoren worden samengesteld. Niveau 5 omvat daarnaast de emissiekwantificering op siteniveau (top-down).

Veel bedrijven hebben drones zeer nuttig gevonden, vooral om te voldoen aan de eisen van OGMP 2.0 Level 5. In slechts een paar uur tijd krijgen ze een heat map van lekkages in de lucht over een hele site. Dit is essentieel, vooral op grote industriële locaties.

Lees meer over onze diensten aan de olie- en gasindustrie.

Aeromon tank terminal results
Aeromon Leak Detection measurements

Top-down metingen ondersteunen gegevensgestuurde besluitvorming

Een toenemend aantal bedrijven heeft baat gehad bij de top-down methode die is toegevoegd aan de traditionele bottom-up benadering voor het ramen van de emissies van locaties.

Met bottom-up schattingen worden emissies gekwantificeerd van een representatieve steekproef van apparaten, samen met algemeen gebruikte technische modellen, terwijl top-down metingen worden uitgevoerd op locatie- of regionale schaal met behulp van vliegtuigen of drones. Top-down rapportage omvat meting en bemonstering op bronniveau, samen met andere bronspecifieke kwantificeringsmethoden, zoals simulatie-instrumenten en gedetailleerde engineering.

Een bottom-upschatting kan rekening houden met langetermijnomstandigheden en -variaties. Een top-downschatting kan echter inzicht geven in onverwachte lekken. Een top-down methode biedt een nauwkeurige momentopname van emissies die een bottom-up benadering zou kunnen missen.

De top-down methode met real-time en gevisualiseerde emissiegegevens kan een efficiënte bedrijfsbeslissing aanzienlijk vergemakkelijken. Zodra potentiële lekken zijn gedekt, kunnen bedrijven hun planning verbeteren en de volgorde van onderhoudswerkzaamheden bepalen. De top-downmethode biedt bedrijven ook kostenefficiënte mogelijkheden om grote gebieden vaker met metingen te bestrijken en te beoordelen of het uitgevoerde onderhoud het gewenste effect heeft gehad. Daardoor helpt de aanpak om productverlies en luchtvervuiling sneller terug te dringen. Bovendien ondersteunt de top-down methode een efficiënte procesontwikkeling en -optimalisatie.

Gebruik drones op de juiste manier

Het schoonmaken en combineren van gegevens en het analyseren ervan met behulp van goede modellen is net zo belangrijk als het verzamelen ervan. Irjala merkt bijvoorbeeld op dat de met drones verzamelde gegevens moeten worden gecombineerd met weergegevens.

In het algemeen moeten verschillende regels worden gevolgd bij het snuiven van methaan met drones. Een daarvan is dat monsters moeten worden genomen wanneer de wind de stroming van chemicaliën in de lucht niet verstoort. Een andere is dat de metingen alleen mogen worden uitgevoerd wanneer de windomstandigheden stabiel blijven gedurende de gehele duur van de metingen. Uiteraard worden de met een drone verzamelde gegevens altijd buiten de door de drone veroorzaakte turbulentie bemonsterd.

Er zijn ook gebieden waar drones niet naar toe worden gestuurd. Met name kunnen drones potentieel explosieve atmosferen (ATEX) moeten vermijden.

In deze gevallen wordt drone sniffing buiten het ATEX-gebied uitgevoerd. Als alternatief worden andere meettechnieken gebruikt waarmee gegevens over het ATEX-gebied kunnen worden verzameld, legt Irjala uit.

We bespreken graag hoe we u kunnen helpen, neem contact met ons op!