Når vinden treffer en hindring, strømmer den rundt og skaper en lavtrykksone på den andre siden, kjent som en «windwake». I ørkensanden blir dette tydelig.
– Det samme skjer rundt offshore-plattformer. Det betyr at det beste stedet for å måle de samlede metanutslippene ikke er på selve plattformen eller like i nærheten, men der vinden samles igjen. Ofte er det over hundre meter unna, forklarer Daniel Krause i SINTEF.
Basert på denne kunnskapen har forskere utviklet en ny dronebasert målingsstrategi som gjør det mulig å oppdage og redusere metanutslipp. Ofte nesten over natten.
Metoden bygger på en dypere forståelse av metanets oppførsel og har allerede gitt store resultater:
– Da målemetoden ble testet på Gjøa plattformen, som eies av Vår Energi, oppdaget vi en metangass lekkasje som tilsvarer et årlig utslipp på 100 tonn, forteller Krause.
Målemetoden er utviklet av SINTEF gjennom forskningssenteret LowEmission.
Reduserte utslippet med 98 prosent
– Det tok ikke mer enn en uke innen Vår Energi fikk gjennomført de nødvendige reparasjonene, og fikk redusert utslippet sitt med hele 98 prosent. Metoden har et stort potensial, og vi er glade for at andre operatører også nå kan ta den i bruk, sier Daniel Krause. Han er forskningsingeniør i SINTEF og har vært med på å utvikle teknologien.
– Da målemetoden ble testet på Gjøa plattformen, som eies av Vår Energi, oppdaget vi en metangass lekkasje som tilsvarer et årlig utslipp på 100 tonn.
Hittil har det vært utfordrende å overvåke metanutslipp fra oljeplattformer på en oversiktlig måte, da lekkasjer kan komme fra ulike og spredte kilder. Gjennom enn dypere forståelse av vindforholdene rundt plattformer har forskerne nå oppdaget at det mulig å kombinere målinger fra de spredte kildene på et punkt, mer enn 100 meter fra plattformen. Ved å måle utslippene på et punkt får man en mer helhetlig forståelse av utslippene. Dermed kan det jobbes mer målrettet for å redusere dem.
Metoden er nå fritt tilgjengelig for alle operatører, både i og utenfor Norge. Metoden beskriver fremgangsmåten i detalj, slik at operatører kan ta den i bruk.
- Her finner du den: Technical Memo: A standard approach for quantifying methane emissions from offshore platforms in support of OGMP 2.0 Level 5 reporting
Vi kan ikke fjerne noe vi ikke vet om
Men hvor viktig er det egentlig å løse dette problemet, og hva er det som gjør denne nye teknologien så innovativ?
Metan er den nest største drivkraften bak klimaendringer etter CO₂. Selv om den har mye kortere levetid i atmosfæren – rundt 12 år, mot flere århundrer for CO₂ – varmer metanutslipp opp atmosfæren langt raskere. Metan står for rundt en tredjedel av den globale oppvarmingen i dag, og metankonsentrasjonen i atmosfæren har økt kraftig det siste tiåret.
Derfor jobber myndigheter verden rundt med nye lov til å kjempe mot utslipp, f.eks. ny EU forordning om reduksjon av metanutslipp i energisektoren og flere kommende som er del av EUs klimapakke Klar for 55 (Fit for 55).
– Å bruke droner til å måle utslipp fra offshore-plattformer er ikke noe nytt. Innovasjonen ligger i hvor og hvordan vi gjennomfører disse målingene – og hvordan vi integrerer dem med målinger gjort direkte på plattformen.
Metanforordningen setter streng kraver til olje- og gassproduksjon nøyaktig rapportering og reparering av lekkasjer til å kutte metanutslipp. Det er bare et problem: vi vet faktisk ikke hvor mye metan slippes ut.
– Den største utfordringen for offshore-operatører er å få hyppige og presise nok målinger av metanutslipp som gir praktisk anvendbar informasjon – hvor mye metan som slippes ut og fra hvilke kilder, sier Krause.
Han forteller at mange eksisterende målemetoder har betydelig usikkerhet og gir begrenset beslutningsgrunnlag. Det fører igjen til færre utslippsreduksjoner. Uten gode referansemålinger er det vanskelig å forstå utslippenes reelle omfang – og uten den innsikten er muligheten til å redusere dem begrenset.
– Man kan tross alt ikke stoppe en lekkasje man ikke vet eksisterer, sier Krause.
Kombinerte drone- og sensorteknologi
– Å bruke droner til å måle utslipp fra offshore-plattformer er ikke noe nytt. Innovasjonen ligger i hvor og hvordan vi gjennomfører disse målingene – og hvordan vi integrerer dem med målinger gjort direkte på plattformen, sier forskningsingeniøren.
Som nevnt kan metanlekkasjer komme fra en rekke ulike kilder på en offshore-plattform. Selv om vi kan finne og stoppe lekkasjer ved å måle spesifikke utslippskilder, er det viktig å ha et referansepunkt – et sted der man kan fastslå den samlede mengden utslipp. Slik får vi vite om alle vesentlige lekkasjer er oppdaget eller om noe fortsatt gjenstår.
Forskerne utstyrte derfor en DJI M600 Pro-drone med en Trisonica-vindsensor og en ABB LGR HoverGuard metangass og CO₂-sensor tilpasset dronen.
– Basert på vår forståelse av vindens rolle, flyr vi dronen i et skreddersydd skannemønster, såkalt «flux plane», gjennom områdene der utslippene der utslippene samles og passerer. Dette sikrer mer presise og pålitelige målinger, tilføyer han.
Figuren viser data fra en av testflygningene teamet gjennomførte. Ved å ha en CO₂-sensor, i tillegg til utstyr for metanmålinger, kan dataene sammenliknes for å vurdere nøyaktigheten av prosessen. Foto: Daniel Krause/SINTEF
Dronemålingene sammenlignes deretter med direkte målinger fra kilder på plattformen, både fra utslippskilder operatøren allerede kjenner til, og fra det Krause selv måler. Dette inkluderer prøvetaking av produsert vann, måling av gassturbineksos og en effektiv lekkasjedeteksjon og -reparasjon (LDAR).
Det var nettopp slik Krause oppdaget lekkasjen på 100 tonn per år på Vår Energis plattform – en lekkasje som ble utbedret innen en uke.
Neste steg blir å forenkle disse forbedrede målemetodene gjennom fjernstyring eller autonome flygninger. Jo enklere målingene blir, desto flere kan gjennomføres, noe som gir bedre forståelse av utslippene og raskere reduksjoner. I fremtiden kan det forhåpentligvis bli så enkelt som å trykke på en knapp.
