Unabhängige Studien untermauern die Evidenz für Quantitative Optical Gas Imaging
Unabhängige Forschung belegt die Fähigkeit von QOGI, flüchtige Kohlenwasserstoffemissionen unter kontrollierten und realen Bedingungen zu erkennen und zu quantifizieren.
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Quantitative Optical Gas Imaging (QOGI) hat sich von einer vielversprechenden Innovation zu einer praxiserprobten Feldtechnologie entwickelt. Dies wird durch eine Reihe unabhängiger, von Fachleuten begutachteter und von der Industrie unterstützter Studien belegt.
Die Studien umfassen kontrollierte Freisetzungen im Labor, Blindtests im Feld sowie Untersuchungen unter realen Bedingungen in der Öl- und Gasindustrie. Zusammengenommen zeigen sie, dass QOGI flüchtige Kohlenwasserstoffemissionen erkennen und quantifizieren kann. Gleichzeitig verdeutlichen sie die Bedeutung einer korrekten Vorbereitung, der Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen und einer entsprechenden Schulung der Bediener.
Für Betreiber, die ihre Prozesse zur Leckageerkennung und -reparatur (Leak Detection and Repair, LDAR), zur Messung, Berichterstattung und Verifizierung (Measurement, Reporting and Verification, MRV) sowie zur Einhaltung von Vorschriften verbessern möchten, liefern die Ergebnisse wertvolle Erkenntnisse darüber, wie QOGI unter unterschiedlichen Bedingungen arbeitet.
QOGI im Vergleich zu Method 21
Eine der wichtigsten Studien wurde von Concawe finanziert und am VITO in Belgien durchgeführt. Dabei wurde ein frühes QOGI-System anhand von 61 kontrollierten Kohlenwasserstofffreisetzungen direkt mit Method 21 verglichen.
QOGI erkannte 100 % der Leckagen. Die Quantifizierungsfehler lagen zwischen -23 % und 69 %, der durchschnittliche Fehler betrug 6 %. Bei Method 21 war die Fehlerbandbreite mit -92 % bis 667 % deutlich größer; der durchschnittliche Fehler lag bei 31 %.
Die Studie kam zu dem Ergebnis, dass QOGI genauere und robustere Schätzungen der Leckageraten lieferte als schnüffelbasierte Quantifizierungsverfahren – insbesondere dann, wenn zwischen dem Gas und dem Hintergrund ein Temperaturunterschied von mindestens 5 °C bestand.
Die Ergebnisse zeigten zudem eine robuste Erkennung und Quantifizierung über einen großen Emissionsbereich hinweg und unterstrichen damit die Eignung von QOGI als praktisches Werkzeug für LDAR und das Umweltmonitoring.
Wichtig ist, dass in der Studie ein frühes QOGI-System untersucht wurde und seit Durchführung der Tests erhebliche technologische Verbesserungen vorgenommen wurden.
QOGI unter realistischen Feldbedingungen
Labortests liefern nur einen Teil des Gesamtbildes. Eine separate, von der European Gas Research Group (GERG) unterstützte Studie untersuchte QOGI und weitere Technologien zur Methanquantifizierung unter kontrollierten Bedingungen im Freien in Saragossa, Spanien.
Die Tests wurden durchgeführt, ohne dass die Bediener die tatsächlichen Leckageraten kannten. Die mit QOGI ermittelten Werte lagen typischerweise innerhalb eines Faktors von drei der tatsächlichen Emissionsraten.
Die Studie zeigte außerdem, dass die Leistung von der Größe der Freisetzung, dem Hintergrund und den Umgebungsbedingungen beeinflusst wurde. Die Vorgehensweise des Bedieners und die Vorbereitung waren von Bedeutung, während die Mittelung mehrerer Messungen die Genauigkeit verbessern konnte.
Diese Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig es ist, die Bedingungen, unter denen QOGI eingesetzt wird, zu verstehen und geeignete Messverfahren anzuwenden.
QOGI im Feldeinsatz
Die Alberta Methane Field Challenge bot eine weitere Möglichkeit, QOGI unter realen Bedingungen zu untersuchen.
Die groß angelegte Feldstudie umfasste rund 50 Öl- und Gasstandorte und verglich verschiedene Technologien zur Methanerkennung und -quantifizierung, wobei QOGI als Referenz diente.
QOGI ermöglichte ein schnelles Screening und die Erstellung standortbezogener Emissionsprofile und unterstützte damit die Priorisierung von Standorten sowie die Erstellung von Emissionsinventaren. Die Studie bestätigte außerdem den Wert von QOGI als Screening-Werkzeug für die erste Erfassung innerhalb integrierter MRV-Prozesse.
QOGI erzielte in der Studie einen Gesamtfehler von lediglich 18 % und zeigte, dass sich damit schnell standortbezogene Emissionsschätzungen erstellen lassen, während gleichzeitig andere Erkennungstechnologien ergänzt werden können.
Validierung unter kontrollierten Bedingungen im großen Maßstab
Eine weitere Studie am METEC der Colorado State University untersuchte QOGI anhand kontrollierter, einfach verblindeter Freisetzungen, die den Betrieb von Bohrplätzen simulierten, einschließlich Vegetation und realer Außenbedingungen.
Über 357 Messungen und 26 Freisetzungsszenarien hinweg lagen 75 % der mit QOGI durchgeführten Quantifizierungen innerhalb eines Faktors von drei der tatsächlichen Emissionsraten.
Die Tests identifizierten außerdem mehrere Bedingungen, die die Genauigkeit beeinflussten. Die beste Leistung wurde bei niedrigen Windgeschwindigkeiten und wolkenlosem Himmel erzielt, während Messungen aus mehreren Beobachtungspositionen dazu beitrugen, Ausreißer zu reduzieren. Höhere Freisetzungsraten sowie Messentfernungen zwischen 2 und 10 Metern waren ebenfalls mit einer höheren Genauigkeit und weniger Ausreißern verbunden.
Die Ergebnisse bestätigen, dass die Leistungsfähigkeit von QOGI nicht nur von der Technologie selbst abhängt, sondern auch davon, wie Messungen durchgeführt werden und welche Umgebungsbedingungen zum Messzeitpunkt herrschen.
Was die Evidenz zeigt
Zusammengenommen zeigen diese unabhängigen Studien, dass QOGI Methanlecks unter einer Vielzahl von Betriebs- und Umgebungsbedingungen erkennen und quantifizieren kann.
Die Ergebnisse zeigen eine besonders hohe Leistungsfähigkeit, wenn Umgebungsfaktoren berücksichtigt und bewährte Verfahren befolgt werden, einschließlich einer korrekten Vorbereitung und einer entsprechenden Schulung der Bediener.
Über verschiedene Szenarien hinweg hat QOGI zudem Vorteile gegenüber herkömmlichen schnüffelbasierten Verfahren gezeigt, insbesondere bei der Visualisierung von Emissionen, der Priorisierung von Quellen und der Quantifizierung in großem Maßstab.
Für Betreiber können diese Funktionen verwertbare Daten liefern, die LDAR-Programme, MRV-Initiativen sowie sich weiterentwickelnde Anforderungen an Compliance und Berichterstattung unterstützen.
Die wachsende Zahl unabhängiger Forschungsarbeiten liefert eine zunehmende Evidenzbasis für QOGI als zuverlässige, praxistaugliche Lösung zur Erkennung und Quantifizierung von Emissionen.
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