Metody monitoringu emisyjności metanu – pomiary punktowe vs. ciągłe, satelity, drony
Monitorowanie emisji metanu to jedno z najważniejszych wyzwań stojących dziś przed przemysłem energetycznym, wydobywczym i gazowym. Metan, jako gaz cieplarniany o potencjale cieplnym ponad 80 razy większym od dwutlenku węgla w perspektywie 20 lat, stał się kluczowym elementem unijnej polityki klimatycznej. Wprowadzenie rozporządzenia metanowego UE 2024/1787 wymusiło wdrożenie skutecznych metod pomiaru, raportowania i ograniczania jego emisji. W praktyce przedsiębiorstwa coraz częściej korzystają z różnorodnych technik detekcji, łącząc pomiary punktowe, ciągłe oraz zdalne systemy obserwacji z wykorzystaniem dronów i satelitów.
Klasyczne metody monitoringu metanu oparte są na pomiarach punktowych, realizowanych z użyciem analizatorów FID (Flame Ionization Detector) i PID (Photoionization Detector). Techniki te pozwalają precyzyjnie określić stężenie gazu w konkretnym miejscu, dzięki czemu są szeroko stosowane podczas inspekcji instalacji w ramach programów LDAR (Leak Detection and Repair). Ich zaletą jest wysoka czułość, mobilność i możliwość zastosowania w różnych warunkach procesowych. Ograniczeniem pozostaje jednak charakter okresowy – pomiary punktowe pozwalają jedynie na ocenę chwilowego stanu instalacji i nie rejestrują zmian w czasie.
Alternatywą dla metod punktowych są systemy monitoringu ciągłego (Continuous Emission Monitoring Systems – CEMS), które umożliwiają stały pomiar stężenia metanu w wybranych punktach instalacji lub w strumieniach gazowych. Nowoczesne systemy CEMS wykorzystują technologie laserowe, analizę absorpcji w podczerwieni oraz czujniki elektrochemiczne, zapewniając wysoką dokładność i możliwość integracji z systemami automatyki przemysłowej. Dane zbierane w czasie rzeczywistym pozwalają nie tylko szybciej reagować na wycieki, ale też tworzyć modele trendów emisji, co ma duże znaczenie w raportowaniu środowiskowym i planowaniu działań prewencyjnych.
Każda z metod monitorowania metanu ma swoje zalety i ograniczenia, dlatego w praktyce przemysłowej często stosuje się ich kombinację.
W efekcie, optymalny system monitoringu metanu często łączy wszystkie trzy podejścia - punktowe pomiary kontrolne, ciągły nadzór w newralgicznych miejscach oraz mobilne inspekcje terenowe.
W ostatnich latach dynamicznie rozwijają się technologie mobilne, które umożliwiają zdalny monitoring emisji metanu na dużych obszarach. Coraz częściej wykorzystywane są drony wyposażone w kamery OGI (Optical Gas Imaging) lub czujniki laserowe, które pozwalają na szybkie i bezpieczne przeszukiwanie infrastruktury w trudno dostępnych miejscach (rurociągi przesyłowe, stacje redukcyjno-pomiarowe czy składowiska odpadów). Drony z OGI umożliwiają wizualizację wycieków w czasie rzeczywistym, co znacząco usprawnia działania kontrolne i naprawcze.
Równolegle rozwija się segment obserwacji satelitarnych. Satelity wyposażone w spektrometry gazów cieplarnianych, w tym europejska misja Sentinel-5P (TROPOMI) czy planowane satelity w ramach programu Copernicus Anthropogenic CO2 Monitoring (CO2M), pozwalają na globalne śledzenie emisji z wysoką czułością i wiarygodnością danych. Chociaż ich głównym celem jest monitorowanie CO2, dostarczają również cennych informacji o przestrzennym rozkładzie metanu. Dane satelitarne umożliwiają identyfikację obszarów o podwyższonej emisji i wspierają krajowe programy inwentaryzacji gazów cieplarnianych. Połączenie obserwacji satelitarnych z danymi z dronów i pomiarów naziemnych daje kompleksowy obraz emisji metanu w skali regionalnej i lokalnej.
Warto dodać, że rośnie także znaczenie komercyjnych misji np. GHGSat czy MethaneSAT, które umożliwiają detekcję emisji z dokładnością do kilkunastu metrów, wspierając zarówno administracje publiczne, jak i sektor prywatny w identyfikacji źródeł emisji.
Zintegrowane systemy monitoringu metanu znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. W sektorze naftowym i gazowym stanowią podstawowe narzędzie kontroli nieszczelności instalacji przesyłowych, zbiorników i odwiertów. W energetyce wykorzystywane są do oceny sprawności procesów spalania oraz detekcji emisji z instalacji biogazowych i gazowych. W górnictwie metanowym oraz na składowiskach odpadów pomiary metanu stanowią kluczowy element bezpieczeństwa pracy i ograniczania wpływu działalności na klimat.
Coraz więcej przedsiębiorstw wdraża hybrydowe systemy łączące pomiary punktowe, ciągłe i zdalne, co pozwala na stworzenie pełnego obrazu emisji w czasie rzeczywistym. Integracja danych z różnych źródeł umożliwia nie tylko spełnienie wymogów regulacyjnych, ale również optymalizację procesów, poprawę efektywności energetycznej i zmniejszenie strat gazu.
Nowoczesny monitoring metanu staje się obecnie jednym z filarów przemysłowej transformacji w kierunku niskoemisyjnej gospodarki. Połączenie klasycznych pomiarów punktowych z systemami ciągłymi i technologiami zdalnymi pozwala nie tylko dokładnie ocenić emisje, ale także przewidywać ich źródła i zapobiegać im zanim staną się poważnym problemem. W perspektywie najbliższych kilku lat integracja danych z naziemnych czujników, dronów i satelitów będzie stanowić standardową praktykę w zarządzaniu środowiskowym przedsiębiorstw sektora energetycznego i przemysłowego, wspierając realizację celów klimatycznych UE oraz strategię neutralności emisyjnej.