找出问题所在
OU传感系统将识别昂贵的危险
甲烷通过陆地、无人机和汽车泄漏。
翁斌斌和一群跨学科的皇冠体育研究人员正在引领皇冠体育州、全国乃至全世界减少油气田甲烷排放的道路。
这项皇冠体育研究项目由联邦政府和企业共同资助,耗资850万美元,有望为能源生产商监测甲烷排放的方式带来革命性的技术。甲烷是世界上最强大的温室气体之一。
“这可能在两个方面非常有益,”翁说,他是电气和计算机工程助理教授,最近被任命为OU的杰拉尔德·图马总统教授。“从社区的角度来看,我们可以更早地发现泄漏并解决它,减少对环境的影响。企业将在经济上受益,也更容易遵守联邦政策。”
来自气象学和多个工程学科的Weng和OU的皇冠体育研究同事正在开发一种技术,可以连续监测大型油气田区域,使生产商能够更快地检查泄漏。
他们的试验场位于皇冠体育州西部阿纳达科盆地的一块10平方英里的区域。由Weng的团队设计并安装在整个生产现场的固定柱子上的仪器原型于2月在德文能源公司拥有的地点安装。数百个探测设备将在未来两到三年内分阶段部署,形成一个监测甲烷的地面分布式传感网络。
为了补充传感器网络,该团队将使用合作伙伴Flogistix提供的电动汽车增加一个超高灵敏度的移动平台。它的特点是创造了一个集成的,基于激光的传感仪器和气体成像相机。类似的传感器技术将被安装在无人机上,用于未来美国能源部的一个项目,该项目由翁的团队承担。
根据美国环境保护署(U.S. Environmental Protection Agency)的数据,甲烷是仅次于二氧化碳的最主要温室气体,而石油生产设施是最大的排放源。
美国环保署多年来一直与能源生产商合作,以减少甲烷(也称为天然气)的排放。但是,监测成千上万的石油和天然气井的排放是一项艰巨的挑战。
翁说,最主要的监测方法是使用由技术人员在地面或空中操作的红外摄像机。但这既耗时又费力,而且效率低下。因为有这么多的生产现场,没有办法及时监控所有的生产现场。重大泄漏可能持续数天、数周或数月而未被发现。
泄漏不仅对环境有害——这是能源公司努力做好管理工作的一个问题,翁说——而且从经济角度来看也是有害的。
同样,石油和天然气生产基地的甲烷排放潜力也很大,翁说。甲烷和其他挥发性有机化合物产生的压力可能是危险的,会破坏石油生产。能源公司通过燃烧燃烧掉多余的天然气。但有时,耀斑没有点燃,留下甲烷羽状喷向大气中。泄漏也可能发生在故障的压力阀,以及泄漏的管道,水箱舱口和其他异常情况。
对能源生产商来说,利害攸关的不仅仅是利润损失。国会于2022年通过的《减少通货膨胀法》(Inflation Reduction Act)包含了一项新的高额罚款方案,EPA可以对排放大量甲烷的能源生产商征收高额罚款。翁说,对“超级排放者”的罚款可能高达数百万美元。
他和他的团队正在进行的项目是几年前由皇冠体育研究与合作副总裁Tómas Díaz de la Rubia发起的“大创意挑战”项目的成果。它鼓励组建专注于全球挑战的跨学科皇冠体育研究团队。自2020年以来,Weng的团队一直在制定项目计划,并努力获得联邦和行业资助。
“我们的团队大约有20名皇冠体育研究人员,每个人都在团结一致地工作,”他说。“我们正在开发硬件、固件、气候模型和综合数据可视化系统。此外,我们还与多家公司密切合作,如Devon Energy、Coterra Energy、EnLink Midstream、Flogistix、Cimarron Electric Cooperative、AT&T和Senseair。”
翁说,甲烷测量项目将为在STEM领域代表性不足的社区创造培训皇冠体育。该团队正在设计一个实习项目,重点是满足皇冠体育州印第安民族和服务不足的农村社区的经济需求。
“这项工作对皇冠体育州和全国人民的经济和生活质量都很重要,”负责皇冠体育研究和伙伴关系的助理副总裁大卫·艾伯特说。他补充说,该项目说明了OU在传感技术和区域气候模拟皇冠体育研究方面的专业知识。
埃伯特说:“在甲烷监测和能源生产方面,它使俄克拉荷马州在地图上占有一席之地。”“这对俄克拉荷马州的公司来说是双赢的。”
Chip Minty是诺曼的作家,也是Minty Communications, LLC的负责人。
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