आशुलोपी गैस उत्सर्जन: Difference between revisions

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आशुलोपी गैस उत्सर्जन पृथ्वी के वायुमंडल या भूजल में गैस (प्रायः प्राकृतिक गैस, जिसमें मीथेन होता है) का उत्सर्जन होता है[1] जो जीवाश्म ईंधन या कोयला खनन गतिविधि का परिणाम है।[2] 2016 में, इन उत्सर्जन, जब उनके कार्बन डाइऑक्साइड समतुल्य में परिवर्तित हो गए, तो सभी वैश्विक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का 5.8% हिस्सा था।[2]

अधिकांश पलायक उत्सर्जन भू-रासायनिक रूप से अस्थिर सीमेंट के कारण अनुपयुक्त सील युक्त कुएं के आवरण के माध्यम से अच्छी अखंडता के हानि का परिणाम है।[3] यह गैस को स्वयं (सतह केसिंग वेंट फ्लो के रूप में जाना जाता है) या आसन्न भूवैज्ञानिक संरचनाओं (गैस प्रवास के रूप में जाना जाता है) के साथ पार्श्व प्रवास के माध्यम से बाहर निकलने की अनुमति देता है।[3] अपरंपरागत तेल तेल के कुओं में लगभग 1-3% मीथेन रिसाव के मामले अपूर्ण मुहरों और कूपों में बिगड़ते सीमेंट के कारण होते हैं।[3] कुछ क्षरण उपकरण के रिसाव, साभिप्राय दाब छोड़ने की क्रियाओं, या सामान्य परिवहन, भंडारण और वितरण गतिविधियों के दौरान आकस्मिक रिसाव का परिणाम भी है।[4][5][6]

उत्सर्जन को भू-आधारित या हवाई तकनीकों का उपयोग करके मापा जा सकता है।[3][4][7] कनाडा में, तेल और गैस उद्योग को ग्रीनहाउस गैस और मीथेन उत्सर्जन का सबसे बड़ा स्रोत माना जाता है,[8] और कनाडा का लगभग 40% उत्सर्जन अल्बर्टा से ही उत्पन्न होता है।[5] अलबर्टा ऊर्जा नियामक अल्बर्टा में आशुलोपी गैस उत्सर्जन को जारी करने वाले कुओं पर एक डेटाबेस रखता है,[9] और बीसी तेल और गैस आयोग ब्रिटिश कोलंबिया में रिसाव वाले कुओं का एक डेटाबेस रखता है। 2010 तक ब्रिटिश कोलंबिया में ड्रिलिंग के समय कुओं का परीक्षण आवश्यक नहीं था, और तब से 19% नए कुओं ने रिसाव की समस्या की सूचना दी है। यह संख्या कम अनुमान हो सकती है, जैसा कि डेविड सुजुकी फाउंडेशन द्वारा पूरा किए गए फील्डवर्क द्वारा सुझाया गया है।[1] कुछ अध्ययनों से पता चला है कि 6-30% कुओं में गैस रिसाव होता है।[7][9][10][11]

कनाडा और अल्बर्टा के पास उत्सर्जन कम करने की नीतियों की योजना है, जो जलवायु परिवर्तन के शमन में सहायता कर सकती है।[12][13] उत्सर्जन को कम करने से संबंधित लागत अत्यधिक स्थान पर निर्भर हैं और व्यापक रूप से भिन्न हो सकती हैं[14] 1, 20 और 100 साल की समय सीमा (जलवायु कार्बन फीडबैक सहित) पर विचार करने पर मीथेन का कार्बन डाईऑक्साइड की तुलना में अधिक ग्लोबल वार्मिंग प्रभाव है, क्योंकि इसकी विकिरण शक्ति कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में 120, 86 और 34 गुना अधिक है। [15] [16][9] इसके अतिरिक्त, यह जल वाष्प द्वारा अपने रिडॉक्स के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता में वृद्धि करता है।[17]

उत्सर्जन के स्रोत

सीमेंट और केसिंग की विफलताओं के 7 सबसे सामान्य कारण उत्पादक कुएं से अस्थायी गैस उत्सर्जन का कारण बनते हैं। कुएं के निचले हिस्से में लगा सीमेंट प्लग इसे परित्यक्त कुएं का उदाहरण बनाता है।

प्राकृतिक गैस या पेट्रोलियम जैसे हाइड्रोकार्बन अन्वेषण में संचालन के परिणामस्वरूप आशुलोपी गैस उत्सर्जन उत्पन्न हो सकता है।

प्रायः, मीथेन के स्रोत भी एटैन के स्रोत होते हैं, जिससे वातावरण में ईथेन उत्सर्जन और ईथेन/मीथेन अनुपात के आधार पर मीथेन उत्सर्जन प्राप्त किया जा सकता है। इस पद्धति ने 2008 में 20 टीजी प्रति वर्ष से 2014 में प्रति वर्ष 35 टीजी तक मीथेन उत्सर्जन में वृद्धि का अनुमान लगाया है।[18] मीथेन उत्सर्जन का एक बड़ा हिस्सा केवल कुछ सुपर-उत्सर्जकों द्वारा योगदान दिया जा सकता है।[19] 2009 और 2014 के बीच उत्तरी अमेरिका में वार्षिक ईथेन उत्सर्जन वृद्धि दर 3-5% थी।[18] यह सुझाव दिया गया है कि वायुमंडलीय ईथेन का 62% प्राकृतिक गैस उत्पादन और परिवहन संचालन से जुड़े रिसाव से उत्पन्न होता है।[20] यह भी सुझाव दिया गया है कि यूरोप में मापा गया ईथेन उत्सर्जन उत्तरी अमेरिका में हाइड्रोलिक फ्रेक्चरिंग और शेल गैस उत्पादन कार्यों से प्रभावित होता है।[21] कुछ शोधकर्ताओं का अनुमान है कि पारंपरिक कुओं की तुलना में अपरंपरागत (तेल और गैस) जलाशय कुओं में रिसाव की समस्या होने की संभावना अधिक होती है, जो हाइड्रॉलिक रूप से खंडित होते हैं।[1]

नेशनल इन्वेंटरी रिपोर्ट के अनुसार, कनाडा में लगभग 40% मीथेन उत्सर्जन अल्बर्टा के भीतर होता है। अलबर्टा में मानवजनित मीथेन उत्सर्जन का 71% तेल और गैस क्षेत्र द्वारा उत्पन्न होता है।[5] यह अनुमान लगाया गया है कि अलबर्टा में 5% तेल के कुएँ प्राकृतिक गैस के रिसाव या बाहर निकलने से जुड़े हैं।[22] यह भी अनुमान लगाया गया है कि ब्रिटिश कोलंबिया में ड्रिल किए गए सभी कुओं में से 11% या 24599 में से 2739 कुओं में रिसाव की समस्या बताई गई है।[1] कुछ अध्ययनों ने अनुमान लगाया है कि सभी कुओं के 6-30% गैस रिसाव से पीड़ित हैं।[7][9][10][11]

विशिष्ट और प्रसंस्करण स्रोत

स्रोतों में भूजल या वायुमंडल में उत्सर्जित होने से पहले उपसतह में भूगर्भीय संरचनाओं के माध्यम से टूटे हुए या रिसाव वाले कुएं या पार्श्व प्रवास सम्मिलित हो सकते हैं।[1] टूटे हुए या रिसाव वाले कुएं प्रायः भू-रासायनिक रूप से अस्थिर या भंगुर सीमेंट का परिणाम होता है।[3] एक शोधकर्ता गैस प्रवासन और सतह केसिंग वेंट प्रवाह के लिए 7 मुख्य पथ प्रस्तावित करता है: (1) सीमेंट और आसन्न रॉक गठन के बीच, (2) आवरण और घेरने वाले सीमेंट के बीच, (3) आवरण और सीमेंट प्लग के बीच, (4) सीधे सीमेंट प्लग के माध्यम से, (5) केसिंग और आसन्न रॉक फॉर्मेशन के बीच सीमेंट के माध्यम से, (6) सीमेंट के केसिंग साइड से सीमेंट के एनलस साइड तक जोड़ने वाली गुहाओं के बीच सीमेंट के माध्यम से, और (7) कैंची के माध्यम से आवरण या कुआँ बोर।[4]

हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग के कारण रिसाव और पलायन हो सकता है, हालांकि कई मामलों में फ्रैक्चरिंग की विधि ऐसी होती है कि गैस अच्छी तरह से आवरण के माध्यम से स्थानांतरित करने में सक्षम नहीं होती है। कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि क्षैतिज कुओं के हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग गैस प्रवास से पीड़ित कुएं की संभावना को प्रभावित नहीं करते हैं।[23] यह अनुमान लगाया गया है कि जीवाश्म ईंधन के जीवनकाल के दौरान उत्पादित मीथेन उत्सर्जन का लगभग 0.6-7.7% उन गतिविधियों के दौरान होता है जो या तो अच्छी साइट पर या प्रसंस्करण के दौरान होती हैं।[4]

पाइपलाइन और वितरण स्रोत

हाइड्रोकार्बन उत्पादों के वितरण से पाइपों या भंडारण कंटेनरों की सीलों में रिसाव, अनुचित भंडारण प्रथाओं, या परिवहन दुर्घटनाओं के कारण क्षणिक उत्सर्जन हो सकता है। प्रेशर रिलीज सेफ्टी वाल्व के मामले में कुछ लीक जानबूझकर हो सकते हैं।[5] कुछ उत्सर्जन अनजाने में उपकरण के रिसाव से उत्पन्न हो सकते हैं, जैसे फ्लैंगेस या वाल्व से।[6] यह अनुमान है कि लगभग 0.07-10% मीथेन उत्सर्जन परिवहन, भंडारण और वितरण गतिविधियों के दौरान होता है।[4]

अनुसन्धान पद्धति

आशुलोपी गैस उत्सर्जन का पता लगाने के लिए कई तरीकों का उपयोग किया जाता है। प्रायः वेलहेड्स पर या उसके पास माप लिया जाता है (मृदा गैस के नमूनों, एडी सहप्रसरण टावरों, ग्रीनहाउस गैस विश्लेषक से जुड़े गतिशील फ्लक्स कक्षों के उपयोग के माध्यम से), लेकिन बोर्ड पर विशेष उपकरणों के साथ एक विमान का उपयोग करके उत्सर्जन को मापना भी संभव है।[4][24] पूर्वोत्तर ब्रिटिश कोलंबिया में एक विमान सर्वेक्षण ने क्षेत्र में लगभग 47% सक्रिय कुओं से निकलने वाले उत्सर्जन का संकेत दिया।[8] इसी अध्ययन से पता चलता है कि वास्तविक मीथेन उत्सर्जन उद्योग द्वारा रिपोर्ट की जा रही या सरकार द्वारा अनुमानित की तुलना में बहुत अधिक हो सकता है। छोटे पैमाने की माप परियोजनाओं के लिए, थर्मोग्राफिक कैमरा रिसाव निरीक्षण, अच्छी इंजेक्शन ट्रैसर और मिट्टी गैस नमूनाकरण का उपयोग किया जा सकता है। ये प्रायः बड़ी तेल और गैस कंपनियों के लिए उपयोगी होने के लिए बहुत श्रम-गहन होते हैं, और इसके बजाय प्रायः हवाई सर्वेक्षणों का उपयोग किया जाता है।[7] उद्योग द्वारा उपयोग की जाने वाली अन्य स्रोत पहचान विधियों में गैस के नमूनों का कार्बन आइसोटोप विश्लेषण, उत्पादन आवरण के शोर लॉग और आवरण वाले बोरहोल के न्यूट्रॉन लॉग सम्मिलित हैं।[25] हवाई या जमीन आधारित नमूने दोनों के माध्यम से वायुमंडलीय माप प्रायः स्थानिक बाधाओं या नमूना लेने की अवधि की सीमाओं के कारण नमूना घनत्व में सीमित होते हैं।[19]

एक विशेष स्रोत के लिए मीथेन को जिम्मेदार ठहराने का एक तरीका मोबाइल विश्लेषणात्मक प्रणाली का उपयोग करके मानवजनित मीथेन स्रोतों के प्लम में वायुमंडलीय मीथेन (δ13CH4) के स्थिर कार्बन समस्थानिक माप का निरंतर माप लेना है। एक मोबाइल विश्लेषणात्मक प्रणाली का उपयोग करके पर्यावरण मीथेन स्रोतों पर मानव प्रभाव के क्रम में। चूंकि प्राकृतिक गैस के विभिन्न प्रकारों और परिपक्वता स्तरों में अलग-अलग δ13CH4 हस्ताक्षर होते हैं, इन मापों का उपयोग मीथेन उत्सर्जन की उत्पत्ति को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। प्राकृतिक गैस से संबंधित गतिविधियाँ -41.7 से -49.7 ± 0.7‰ of δ13CH4 स्वनाम-लेखन की सीमा के साथ मीथेन प्लम उत्सर्जित करती हैं।[5]

प्रादेशिक पैमाने पर वायुमंडल में मापी गई मीथेन उत्सर्जन की उच्च दर, प्रायः हवाई मापन के माध्यम से, प्राकृतिक गैस प्रणालियों से विशिष्ट रिसाव दर का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकती है।[19]

उत्सर्जन की रिपोर्टिंग और विनियमन

उत्पादन कुएं के पास उपसतह में सतह केसिंग वेंट प्रवाह और गैस प्रवासन मार्गों का चित्रण। कुएं के निचले हिस्से में लगा सीमेंट प्लग इसे परित्यक्त कुएं का उदाहरण बनाता है।

आशुलोपी गैस उत्सर्जन की रिपोर्टिंग को विनियमित करने वाली नीतियां अलग-अलग होती हैं, और प्रायः कंपनियों द्वारा स्व-रिपोर्टिंग पर जोर दिया जाता है। ग्रीनहाउस गैस (जीएचजी) उत्सर्जन को सफलतापूर्वक विनियमित करने के लिए एक आवश्यक शर्त नियमों के लागू होने से पहले और बाद में उत्सर्जन की निगरानी और मात्रा निर्धारित करने की क्षमता है।[26]

1993 के बाद से, संयुक्त राज्य अमेरिका में तेल और गैस उद्योग द्वारा मीथेन उत्सर्जन को कम करने वाली नई तकनीकों को अपनाने के साथ-साथ क्षेत्र स्तर पर मीथेन कटौती को प्राप्त करने के लिए सर्वोत्तम प्रबंधन प्रथाओं को लागू करने की प्रतिबद्धता के लिए स्वैच्छिक कार्रवाई की गई है।[27] अल्बर्टा में, अल्बर्टा एनर्जी रेगुलेटर प्रांत में कुओं पर गैस प्रवासन और सतह केसिंग वेंट प्रवाह के स्व-रिपोर्ट किए गए उदाहरणों का एक डेटाबेस रखता है।[9]

ब्रिटिश कोलंबिया में रिसाव की रिपोर्टिंग 1995 तक शुरू नहीं हुई थी, जब परित्याग पर रिसाव के लिए कुओं का परीक्षण करना आवश्यक था। 2010 तक ब्रिटिश कोलंबिया में कुएं की ड्रिलिंग पर परीक्षण की आवश्यकता नहीं थी।[1] ब्रिटिश कोलंबिया में 2010 से ड्रिल किए गए 4017 कुओं में से 19% या 761 कुओं में रिसाव की समस्या बताई गई है।[1]हालांकि, डेविड सुज़ुकी फ़ाउंडेशन द्वारा किए गए फील्डवर्क ने रिसाव वाले कुओं की खोज की है जो ब्रिटिश कोलंबिया तेल और गैस आयोग (बीसीओजीसी) डेटाबेस में सम्मिलित नहीं थे, जिसका अर्थ है कि रिसाव वाले कुओं की संख्या रिपोर्ट की तुलना में अधिक हो सकती है।[1]बीसीओजीसी के अनुसार, सरफेस केसिंग वेंट फ्लो 90.2% पर कुओं में रिसाव का प्रमुख कारण है, इसके बाद 7.1% गैस प्रवास है। रिपोर्ट किए गए 1493 कुओं की मीथेन रिसाव दर के आधार पर जो वर्तमान में ब्रिटिश कोलंबिया में लीक हो रहे हैं, कुल रिसाव दर 7070 मीटर3 प्रतिदिन (2.5 मिलियन मी3 वार्षिक) अनुमानित है, हालांकि इस संख्या को कम करके आंका जा सकता है जैसा कि डेविड सुजुकी फाउंडेशन द्वारा किए गए फील्डवर्क द्वारा प्रदर्शित किया गया है।[1]

रिसाव की बॉटम-अप सूची में विभिन्न उत्सर्जन स्रोतों जैसे उपकरण, कुओं, या पाइपों के लिए औसत रिसाव दर का निर्धारण करना सम्मिलित है, और इसे रिसाव के लिए एक्सट्रपलेशन करना जो कि किसी कंपनी द्वारा कुल योगदान होने का अनुमान है। इन्वेंट्री के पैमाने की परवाह किए बिना, ये तरीके प्रायः मीथेन उत्सर्जन दरों को कम आंकते हैं।[19]

आशुलोपी गैस उत्सर्जन से उत्पन्न मुद्दों को संबोधित करना

इन मुद्दों के समाधान के लिए कुछ उपाय हैं। उनमें से अधिकांश को कंपनी, नियामक, या सरकारी स्तरों (या तीनों) पर नीति कार्यान्वयन या परिवर्तन की आवश्यकता होती है। नीतियों में उत्सर्जन सीमा, फीड-इन-टैरिफ कार्यक्रम और बाजार आधारित समाधान जैसे कर या व्यापार योग्य परमिट सम्मिलित हो सकते हैं।[28]

कनाडा ने ऐसी नीतियां बनाई हैं जिनमें 2025 तक तेल और गैस क्षेत्र से उत्सर्जन को 2012 के स्तर से 40 से 45% कम करने की योजना सम्मिलित है।[13] अल्बर्टा सरकार की भी 2025 तक तेल और गैस संचालन से मीथेन उत्सर्जन को 45% तक कम करने की योजना है।[12]

आशुलोपी गैस उत्सर्जन को कम करने से जलवायु परिवर्तन को धीमा करने में सहायता मिल सकती है, क्योंकि 100 साल की समय सीमा पर विचार करने पर मीथेन में कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में 25 गुना अधिक विकिरण होता है।[9][16] एक बार उत्सर्जित होने के बाद, मीथेन जल वाष्प द्वारा भी ऑक्सीकृत हो जाता है और कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता को बढ़ाता है, जिससे जलवायु पर और प्रभाव पड़ता है।[17]

आशुलोपी गैस उत्सर्जन को कम करने की लागत

आशुलोपी गैस उत्सर्जन को कम करने के लिए डिज़ाइन की गई नीतियों के कार्यान्वयन से संबंधित लागत भूगोल, भूविज्ञान और उत्पादन और वितरण क्षेत्रों के जल विज्ञान के आधार पर बहुत भिन्न होती है।[14] प्रायः, अस्थायी गैस उत्सर्जन को कम करने की लागत प्रौद्योगिकी उन्नयन के रूप में अलग-अलग कंपनियों पर पड़ती है। इसका मतलब यह है कि विभिन्न आकार की कंपनियों के बीच प्रायः एक विसंगति होती है कि वे अपने मीथेन उत्सर्जन को कम करने के लिए आर्थिक रूप से कितना खर्च कर सकते हैं।

आशुलोपी गैस उत्सर्जन रोकथाम और निवारण

सरफेस केसिंग वेंट फ्लो और गैस माइग्रेशन से प्रभावित रिसाव वाले कुओं के मामले में हस्तक्षेप की प्रक्रिया में वेध (तेल का कुआं) हस्तक्षेप क्षेत्र, ताजे पानी को पंप करना और फिर कुएं में घोल डालना, और इस तरह के तरीकों का उपयोग करके हस्तक्षेप अंतराल की उपचारात्मक सीमेंटिंग सम्मिलित हो सकती है। ब्रैंडनहेड स्क्वीज़, सीमेंट स्क्वीज़ या सर्कुलेशन स्क्वीज़ के रूप में हैं।[25]

यह भी देखें

संदर्भ

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