Teake Zuidema
Het Nederlandse meetinstrument TROPOMI ziet vanuit de ruimte grote methaanemissies van de olie- en gasindustrie. Met nieuwe satellieten kunnen uitstoters straks met nog grotere nauwkeurigheid worden opgespoord.
Sinds het begin van de industriële revolutie is de gemiddelde concentratie van methaan in de atmosfeer gestegen van 720 ppb tot 1.875 ppb. Deze toename is verantwoordelijk voor ongeveer een kwart van de opwarming van de aarde. Van de globale methaanuitstoot ontstaat 40% bij natuurlijke processen voornamelijk in moerassen; 60% is het directe gevolg van menselijke activiteiten als rijstbouw, veeteelt, het vuilstortplaatsen, kolenmijnen en de exploitatie van olie- en gasbronnen.
‘Wil je de uitstoot van methaan effectief terugdringen, dan zal je moeten weten waar en waardoor het uitgestoten wordt,’ zegt Ilse Aben, hoogleraar fysica en chemie van de atmosfeer aan de VU en medewerker van SRON (Netherlands Institute for Space Research). Het is volgens Aben redelijk duidelijk welke sectoren methaanemissies veroorzaken, maar het is een stuk moeilijker aan te wijzen waar die precies plaatsvinden. ‘Vooral in de olie- en gasindustrie zijn er steeds weer verrassingen, plekken waar veel meer methaan vrijkomt dan we dachten.’
En toen was er TROPOMI. Een aantal opzienbarende methaanemissies worden sinds kort onthuld door dit Nederlandse instrument aan boord van de in 2017 gelanceerde Europese Sentinel-5P satelliet. TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument), een project van KNMI en SRON samen met ADSN en TNO, draait in een middagbaan – waarbij hij de evenaar in de middag passeert – om de aarde en meet naast methaan ook andere stoffen zoals stikstofdioxide, zwaveldioxide, koolmonoxide, ozon en formaldehyde in de troposfeer, de onderste laag van de atmosfeer. De metingen gebeuren middels de spectrale analyse van zonlicht dat via de aarde naar de satelliet weerkaatst wordt. Dat licht bevat de vingerafdrukken van de stoffen in de atmosfeer.
In december 2019 onthulde een groep Nederlandse en Amerikaanse wetenschappers, waaronder Aben, dat een blow-out in 2018 van een gasbron van Exxon Mobil in de Amerikaanse staat Ohio 20 dagen lang 120 ton methaan per uur in de atmosfeer had gebraakt. De data kwamen van TROPOMI. De totale emissie van 50.000 ton methaan was veel hoger dan de schattingen van Exxon-Mobile en gelijk aan een kwart van alle jaarlijkse, geschatte methaan-emissies van de olie-en gassector in Ohio. Dergelijke blow-outs waren zonder TROPOMI nauwelijks of niet te meten en bleven daarom buiten de rapporten.
In Ohio ging het om een ongeluk, maar ook de reguliere methaanemissies van de Amerikaanse olie- en gasindustrie blijken veel hoger dan de officiële cijfers die aan de VN worden gemeld. Aben was in april 2020 een van de auteurs van een rapport waarin wetenschappers van SRON, Harvard University en het Environmental Defense Fund (EDF) op basis van TROPOMI’s metingen meldden dat de Permian Basin (Texas/New Mexico), Amerika’s grootste bron van olie en gas, gedurende een jaar 2700 kiloton methaan uitstootte.
Aben: ‘We hebben TROPOMI data over een heel jaar van de Permian Basin bekeken en geconstateerd dat de emissies van de olie- en gasinfrastructuur meer dan een factor twee hoger zijn dan verwacht mocht worden op basis van de cijfers die tot nu toe gerapporteerd zijn aan de VN.’ De schattingen die de EPA, het Amerikaanse ministerie van milieu, maakt zijn niet gebaseerd op metingen ter plekke maar op schattingen van de hoeveel methaan die individuele componenten van de industrie uitstoten. Men maakt een inventarisatie van alle boorputten, opslagtanks en leidingen, kent ieder element een lekpercentage toe en dan is het verder een kwestie van optellen en vermenigvuldigen.
De uitbaters van het Permian Basin zijn vooral geïnteresseerd in de aardolie die middels hydraulic frackturing (fracking) wordt gewonnen. Een deel van het methaan dat daarbij omhoog komt wordt domweg geloosd of afgefakkeld. De onderzoekers constateerden dat de olie- en gasinfrastructuur in het gebied zo een lekpercentage heeft van 3,7%. De jaarlijkse methaanuitstoot zou de aardgasbehoefte van 7 miljoen huishoudens in Texas kunnen dekken.
‘Wanneer bij aardgaswinning meer dan 2,7% van de methaan weglekt, dan verdwijnt het argument dat aardgas een schoon alternatief is voor steenkool om elektriciteit op te wekken,’ zegt Robert Howart, een bio-geoloog van de Cornell University die niet betrokken was bij het onderzoek. Volgens Howart is de snelle en weinig gereguleerde Amerikaanse exploitatie van leisteengas middels hydraulic fracking verantwoordelijk voor minstens een derde deel van de toename in de globale methaanemissies.
Wat gebeurt er nu met de kennis die TROPOMI oplevert over het Permian Basin? Aben: ‘Het lastige is dat je daar zoveel verschillende operators hebt, waardoor je niet een partij kunt aanspreken. Bovendien kunnen we met TROPOMI niet precies aangeven wat er nu staat te lekken. Daar heb je weer andere, meer ingezoomde metingen voor nodig.’ Die vinden inmiddels wel plaats. Het Environmental Defense Funds is bezig samen met universitaire partners de methaanemissies van het gebied nauwkeurig in kaart te brengen vanuit vliegtuigen en met metingen op de grond. (zie: permianmap.org).
TROPOMI meet iedere dag de methaan over de hele aarde met een daarbij ongekend hoge resolutie van 7 bij 5 km en kan daarom overal afwijkingen in de methaankolommen waarnemen. Het Canadese bedrijf GHGSat heeft een meetinstrument in een baan om de aarde dat een gebied van 12 bij 12 km kan observeren met een resolutie van 50 bij 50 m. Aben: ‘Wanneer wij met TROPOMI verhoogde methaanemissies zien in een gebied, dan kunnen wij vervolgens de locatie aan GHGSat doorgeven om op dat gebied in te zoomen.’
Gaat TROPOMI ook de Nederlandse olie- en gassector observeren? ‘We hebben niet specifiek naar Nederland gekeken,’ zegt Aben. ‘Ik verwacht daar eerlijk gezegd ook niet veel bijzonders te zien met TROPOMI. De Nederlandse olie- en gassector is veel meer gereguleerd. Als hier iets staat te lekken, dan heeft de omgeving daar al snel last van en dan heb je meteen de poppen aan het dansen. ’ EDF en TNO constateerden in 2018 op basis van metingen boven Groningen dat het lekpercentage van de gaswinning daar internationaal gezien erg laag was.
Binnen afzienbare tijd zullen er meer methaan watchers om de aarde cirkelen. GHGSat wil nog dit jaar twee methaan-satellieten lanceren met een hogere gevoeligheid waardoor deze, aangestuurd door data van TROPOMI, nog meer methaanlekken kunnen detecteren. EDF is van plan in 2022 MethaneSAT in de ruimte te brengen, een satelliet die gericht zal zijn op de methaan emissies van de 50 grootste regio’s die olie en gas produceren. Europa heeft plannen om nog drie satellieten te lanceren die voor de komende 20 jaar TROPOMI-achtige metingen zullen garanderen.
