Nederlands-Amerikaans team meet uitstoot zeer groot methaanlek

Broeikasgas Bij een gasbron in Ohio lekte vorig jaar bijna 60 kiloton methaan weg, blijkt uit satellietbeelden van een Nederlands meetinstrument.

De geëxplodeerde schaliegasbron in Belmont County, in Ohio, gefilmd vanuit een politiehelikopter.
De geëxplodeerde schaliegasbron in Belmont County, in Ohio, gefilmd vanuit een politiehelikopter. Foto Ohio State Highway Patrol

Een groot lek bij een schaliegasbron in de Amerikaanse staat Ohio leidde vorig jaar tot de uitstoot van zo’n 60.000 ton methaan in twintig dagen. Dat is meer dan de jaarlijkse methaanuitstoot van de olie- en gasindustrie in bijvoorbeeld Nederland (maar overigens veel minder dan de methaanuitstoot van de Nederlandse veeteelt). Een team van Nederlandse en Amerikaanse onderzoekers analyseerde de methaanuitstoot van het ongeluk met behulp van het ruimte-instrument Tropomi, dat sinds eind 2017 de wereldwijde emissies van broeikasgassen gedetailleerd in kaart brengt. Zij publiceerden hun resultaten maandagavond in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS. De uitstoot van lekken wordt tot nu toe vaak niet meegerekend in de totaalbalans van broeikassengassen.

Methaan is een sterker broeikasgas dan CO2, en verantwoordelijk voor een kwart van de door mensen veroorzaakte opwarming van de aarde. (CO2-uitstoot zorgt wereldwijd voor ongeveer de helft van die opwarming). De olie- en gassector is wereldwijd verantwoordelijk voor een vijfde van die methaanuitstoot. Veeteelt is goed voor bijna een derde.

Bij de ingebruikname van de schaliegasbron door een dochterbedrijf van Exxon Mobil in Ohio vond op 15 februari 2018 een ontploffing plaats waarbij een gaslek ontstond. Daaruit ontsnapte onder hoge druk methaan.

De satellietbeelden van het lek zijn afkomstig van het Nederlandse instrument Tropomi, ontworpen en gebouwd door TNO en Airbus Defence and Space NL. Het instrument, dat met behulp van spectraalanalyse ook concentraties van onder meer ozon, fijnstof en zwaveldioxide in de troposfeer meet, zit aan boord van de Europese satelliet Sentinel-5p die in 2017 werd gelanceerd.

Lees ook: Broeikascontrole uit de ruimte

Met een resolutie van 7 bij 7 kilometer zijn de luchtconcentraties van broeikasgassen nog nooit zo gedetailleerd geobserveerd. En dat is hard nodig, omdat volgens onderzoekers de jaarlijks gerapporteerde methaanuitstoot door landen mogelijk wordt onderschat. Ook is lang niet altijd duidelijk wat de precieze bronnen zijn.

Bewolking

De onderzoekers berekenden dat er zo’n 120 ton per uur uit de gasbron in Belmont County, Ohio, moet hebben gelekt. Omdat het gat na twintig dagen werd gedicht, is daardoor ongeveer 60 kiloton in de atmosfeer uitgestoten. Aan de hand van satellietbeelden voor, tijdens en na het lek konden de onderzoekers verifiëren dat de verhoogde uitstoot afkomstig was van de gasbron. „Een van de problemen was dat op die dagen in die periode van het jaar veel bewolking is”, zegt Sudhanshu Pandey, werkzaam bij ruimtevaartinstituut SRON en eerste auteur. „Die dagen konden we niet gebruiken, maar op de data die wel bruikbaar waren was een heel sterk signaal te zien.”

Volgens Pandey is het waarschijnlijk dat er vaker ongelukken bij gasbronnen gebeuren. „Er wordt overal ter wereld naar gas geboord. Het probleem is dat bronnen vaak op afgelegen plekken staan. In veel gevallen is er niets over bekend.” In dit geval was de explosie wél bekend en werden werknemers en omwonenden na de explosie geëvacueerd.

De hele atmosfeer

Tropomi meet de concentratie van methaan in de hele atmosfeer, maar de onderste tien kilometer bevat het meeste methaan. „Dit soort metingen zijn heel uitdagend”, zegt Pandeys collega Ilse Aben die ook mee werkte aan het onderzoekt. „Methaan verspreidt zich over de hele atmosfeer, maar we zijn eigenlijk op zoek naar waar gas wordt uitgestoten. Door te kijken naar plekken waar de concentratie nét wat hoger is dan de omgeving, weten we dat zich daar waarschijnlijk een bron bevindt.”

De satelliet Sentinel-5p vliegt meerdere malen per dag om de aarde zodat elke plek op aarde ten minste één keer per dag door Tropomi wordt gescand. Meetapparatuur voor aardobservatie in satellieten wordt steeds gevoeliger en kan de concentraties ook gedetailleerder in kaart brengen, zegt Anton Leemhuis, die namens TNO betrokken was bij het optisch ontwerp van Tropomi. „Om zelfs de grootste gaslekken te zien moesten we vroeger jaren aan data middelen. Met Tropomi is nu maar één keer overvliegen nodig om een lek te kunnen zien.”

Met dit soort observatiesystemen kunnen ook onbekende lekken of bronnen met een hoge methaanuitstoot worden gevonden. Zo werd in november bekend dat samen met data van de Canadese satelliet GHGSat-D, Tropomi kon bevestigen dat uit een grote olie- of gasinstallatie in Turkmenistan regelmatig grote hoeveelheden methaan ontsnappen.