Carte du bassin d’Uinta dans l’est de l’Utah, des sites d’observation du méthanol et des puits de pétrole/gaz. Les sites d’observation incluent Horsepool (HPL), Castlepeak (CSP) et Fruitland (FRU). L’échelle de gris est l’empreinte atmosphérique du site HPL telle que simulée par le modèle de transport HRRR-STILT. Imagerie satellite de Google Earth. Crédit : Université de l’Utah
Le plus long record d’émissions de méthane surveillé en continu montre comment les forces du marché et les pratiques des champs pétrolifères peuvent avoir un impact sur les émissions de gaz à effet de serre.
Aussi importantes que soient les émissions de gaz à effet de serre méthane dans la conversation sur le climat, récemment prises en compte dans la récente conférence COP26 à Glasgow, les chercheurs disposent de très peu de données à long terme sur les émissions des puits et autres infrastructures pétrolières et gazières. Il est donc difficile de répondre aux questions sur les sources et l’ampleur des émissions, ainsi que sur les tendances d’une année sur l’autre dans l’ensemble d’une région de production.
Les réponses commencent à venir du bassin d’Uinta dans l’Utah, qui abrite probablement le plus long site de surveillance continue du méthane dans une région productrice de pétrole et de gaz. Depuis 2015, les chercheurs suivent les émissions des puits de pétrole et de gaz et signalent qu’au cours de cette période, les émissions de la région ont diminué de moitié.
Mais une analyse plus approfondie des taux de fuite montre que l’industrie pétrolière et gazière a du chemin à parcourir pour arrêter les fuites de méthane, qui ont un impact sur le climat et la santé humaine et peuvent imposer des coûts à l’économie de l’Utah.
«Nos travaux dans le bassin d’Uinta montrent que les émissions de méthane peuvent changer sur plusieurs années», explique le professeur John Lin, du département des sciences atmosphériques de l’Université de l’Utah, «et il est important d’apporter une perspective à long terme et de surveiller ces émissions. sur plusieurs années également.
« La Terre n’a qu’une seule atmosphère », explique le professeur agrégé de recherche Seth Lyman, directeur du Bingham Research Center du campus Uintah Basin de l’Utah State University, « et les émissions dans une zone peuvent avoir un impact sur la qualité de l’air et le climat à travers le monde. Les installations de pétrole et de gaz naturel ne sont pas réparties uniformément dans l’État ou dans le monde, mais les impacts climatiques des combustibles fossiles ne dépendent pas de l’emplacement des émissions.
L’étude est publiée dans Rapports scientifiques et est financé par la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) et un contrat de sous-traitance de l’Université de l’Arizona.
Surveillance dans le bassin d’Uinta
Le méthane est un puissant gaz à effet de serre, avec environ 85 fois plus de potentiel de réchauffement planétaire que le dioxyde de carbone au cours des 20 premières années où il se trouve dans l’atmosphère. Le méthane a un potentiel énorme pour absorber l’énergie infrarouge, qu’il redirige ensuite vers la surface de la Terre, piégeant ainsi la chaleur et réchauffant la planète.
Le méthane est la partie « gaz » de la production de pétrole et de gaz. Parce qu’il est difficile de garder chaque composant du processus de production de gaz hermétique, le méthane peut s’échapper des puits, des pipelines, n’importe où en cours de route.
Il peut également réagir dans l’atmosphère pour former de l’ozone, c’est là que Lin et ses collègues de l’Université de l’Utah, de l’Utah State University et de la West Texas A&M University entrent en scène. Au début des années 2010, les chercheurs étudiaient les niveaux élevés de pollution par l’ozone en hiver dans le bassin d’Uinta. Une étude impliquait de faire voler un capteur embarqué au-dessus du bassin, qui abrite environ 10 000 puits de pétrole et de gaz. Les mesures à partir d’avions sont bonnes, mais elles ne sont qu’un instantané d’un moment dans le temps.
“Je voulais comparer les estimations des observations au sol avec les estimations des avions et voir comment les émissions changent sur plusieurs années”, explique Lin.
En 2015, grâce au financement de la NOAA, l’équipe a installé le premier de ce qui allait devenir trois capteurs dans le bassin. C’était le bon moment : après des années d’essor de la production pétrolière et gazière, les prix du pétrole ont commencé à fluctuer et à chuter dans les années 2020, affectant la production dans la région et donnant aux chercheurs un aperçu de la relation entre les forces économiques et les émissions de méthane.
Comment et pourquoi les émissions ont diminué
Entre 2015 et 2020, les chercheurs ont observé que les émissions de méthane dans le bassin d’Uinta ont été réduites de moitié environ. La production de gaz naturel est également tombée à environ la moitié de son pic, alors que les prix des combustibles fossiles se sont effondrés après 2014. Ce premier résultat est une bonne nouvelle : moins de méthane dans l’air est bon pour le climat et pour la santé humaine.
Mais les chercheurs ont également noté que la quantité de méthane qui s’échappait encore des puits restants en 2020 était d’environ six à huit pour cent du gaz naturel produit, à peu près la même qu’en 2015.
“Cela signifie que le taux de fuite est resté constant, bien qu’élevé, même avec une diminution de la production de gaz naturel”, a déclaré Lin. Ce résultat était surprenant car des recherches antérieures avaient suggéré que les puits à faible production laisseraient échapper une proportion plus élevée de méthane. “Cela peut expliquer le taux de fuite élevé en général dans le bassin d’Uinta, car le puits moyen d’Uinta produit moins de gaz que de nombreux autres puits aux États-Unis”, a-t-il déclaré. “Cependant, il était néanmoins surprenant que le taux de fuite n’augmente pas alors que la production des puits d’Uinta diminue.”
Les chercheurs ont exclu que la réglementation contribue à la baisse des émissions, car les réglementations de l’Environmental Protection Agency au cours des dernières années ne s’appliquaient qu’aux nouveaux puits. Des enquêtes menées auprès de certaines des entreprises du bassin d’Uinta ont montré qu’une entreprise a volontairement pris des mesures pour détecter et réparer les fuites, mais l’étendue de ces actions volontaires est inconnue.
Ce que les fuites de méthane nous coûtent
Donc, si les émissions de méthane diminuaient avec une baisse de la production de gaz, cela signifie-t-il que les émissions pourraient augmenter si la production rebondissait ? Peut-être, dit Lin, mais ajoute que les technologies de détection et de réparation des fuites se sont améliorées ces dernières années, de sorte que les émissions de méthane pourraient même diminuer à l’avenir à mesure que la production augmente.
“Cela dépendra des décisions prises par les entreprises individuelles, ainsi que des changements qui se sont produits ou qui peuvent se produire dans le paysage réglementaire”, a déclaré Lyman.
Tout comme les forces économiques ont eu un impact sur la production de pétrole et de gaz et les émissions de méthane ces dernières années, les fuites continues peuvent imposer leurs propres dépenses, en particulier sur l’économie de l’Utah. Lyman dit que la majorité du pétrole brut traité dans les raffineries de l’Utah provient du bassin d’Uinta. Au-delà des implications climatiques, les fuites de méthane sont de l’énergie gaspillée (environ trois à cinq pour cent de toute l’énergie produite dans le bassin, selon l’étude), ce qui augmente les coûts pour les entreprises.
De plus, les fuites de méthane ont un impact sur la qualité de l’air du bassin d’Uinta. « Outre les impacts évidents (et plus importants) sur la santé des résidents du bassin, les problèmes de qualité de l’air entraînent une réglementation accrue de l’exploitation pétrolière et gazière, ce qui augmente les coûts et ces coûts sont répercutés sur les consommateurs », explique Lyman.
Espérons que cette étude inspire d’autres régions pétrolières et gazières aux États-Unis et dans le monde à mener leur propre surveillance continue, déclare Erik Crosman, professeur adjoint à la West Texas A&M University. “Nous avons besoin d’une compréhension détaillée de l’évolution des émissions de méthane”, dit-il, “et des observations comme celles que nous avons menées dans le bassin d’Uinta aident à combler ces lacunes.”
Référence : « Declining méthane émissions and regular, high leak rate found over plusieurs années dans un bassin de production de pétrole/gaz de l’ouest des États-Unis » 15 novembre 2021, Rapports scientifiques.
DOI : 10.1038 / s41598-021-01721-5
Ryan Bares, Benjamin Fasoli et Maria Garcia, tous du département des sciences atmosphériques de l’U, étaient également co-auteurs de l’étude.