超排放油气甲烷源的持续时间

为什么少数甲烷泄漏影响如此之大

大多数人想象的油气造成的气候污染是持续的、看不见的薄雾。但这项研究展示了不同的现实：少数来自井口、压缩机、储罐和管道的极大甲烷泄漏可以主导整体污染状况。研究人员使用先进传感器飞越新墨西哥州境内的二叠纪盆地，跟踪这些“超排放”点位何时出现与消失、持续多长时间，以及它们对该地区总甲烷问题的贡献。

飞行“之眼”监视能源热点

为了了解这些大漏，研究团队在2024年春季进行了为期18天的飞机观测行动，飞行器配备成像仪器，扫描了新墨西哥州二叠纪盆地几乎所有的油气基础设施。观测覆盖了数万口井、数百个压缩站和气厂，以及数千公里的管线，并且常常在同一天多次重访相同区域。这种广泛且反复的覆盖使他们不仅能看到大型甲烷羽流出现的位置，还能判断这些羽流是在数小时或数天内持续、消失还是再次出现。

少数场所造成大量泄漏

飞机探测到超过500处以非常高速率排放甲烷的源头，排放率超过每小时100千克。这些来源仅占基础设施的一小部分——不到1%的设施，以及大约每几百公里管线仅有一次探测。然而，将机载测量与卫星给出的独立总体甲烷排放估计进行对比后，研究人员发现这些超排放源很可能占研究区甲烷排放的大约一半，合理范围从略多于三分之一到接近四分之三不等。换言之，少数最严重的违章者产生了出人意料的大比例温室气体排放。

超排放源能持续多久？

对监管者和企业而言，一个关键不确定性是这些大排放是瞬时的“打嗝”还是长期存在的问题。通过对同一地点的多次飞越跟踪，团队将事件分为在观测期内明显开始和结束的事件、已在开始就处于活跃或尚未结束的事件，以及一小部分看起来在整个三周期间持续泄漏的来源。大多数事件至少持续了几个小时，有些则持续数天到数周。当研究人员用最短的合理持续时间来累计排放时，得到的总量约为按简单盆地平均视角推断值的一半；用最长合理持续时间累计则会超出总体，表明现实中的平均值应介于两者之间——而且准确估计持续时间对诚信核算至关重要。

连接丢失的小时与遗漏的泄漏

由于飞机无法在每时每刻监视每个现场，团队探讨了在观测空档期间可能错过了多少泄漏。他们将测得的“时间平均”与“时间积分”排放之间的差距与关于未观测事件可能的强度和持续时间的简单假设结合起来。该分析显示，如果超排放源真的是极短命的，仅持续数分钟，那么必须存在数量不切实际的泄漏事件才能弥补观测差距。相反，观测到的模式更符合一种情况：典型事件持续大约几个小时，同时存在一小部分但重要的事件延续到数天或更长时间。

哪些设备更容易出问题？

通过将甲烷羽流与高分辨率影像和设施地图匹配，研究人员将泄漏归因于特定类型的设备。压缩机和管线合计占所有探测到源的大约40%，并且在长期事件中十分突出。来自常规井场设备的排放往往更为间歇，符合较短的、计划内操作。储罐（经常位于井场）表现出更持续的行为，暗示持续的故障或不良运行实践，而不是短暂的安全排放。这一细分指出了快速修复和改进设计能带来最大气候效益的方向。

这对减少甲烷意味着什么

对非专业读者而言，主要结论是：甲烷控制既是挑战也是机遇。研究证实，在繁忙的油气区，约一半的甲烷污染来自极少数的巨大泄漏，其中许多持续时间足够长以便被发现并修复。研究还表明，监管和公司报告需要对大事件的持续时间有现实的估计；使用单一“典型”持续时间可能严重误判总排放。频繁的、大范围监测——通过飞机、卫星和其他工具——结合对最严重且最持久源的有针对性跟进，提供了一条切实可行的路径，能迅速减少甲烷并产生超比例的气候效益。

引用: Cusworth, D.H., Bon, D.M., Varon, D.J. et al. Duration of super-emitting oil and gas methane sources. Nat Commun 17, 2011 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68804-7

关键词: 甲烷, 超排放源, 二叠纪盆地, 油气泄漏, 空中监测