Neu veröffentlichte Forschungsergebnisse von Umweltingenieuren der Rice University deuten darauf hin, dass das Abfackeln von Erdgas aus Öl- und Gasfeldern in den Vereinigten Staaten, vor allem in North Dakota und Texas, im Jahr 2019 zu Dutzenden von vorzeitigen Todesfällen geführt hat.
Satellitenbeobachtungen und Computermodelle können einen Zusammenhang zwischen dem Abfackeln von Gas und der Luftverschmutzung und der Gesundheit herstellen, so Daniel Cohan von der George R. Brown School of Engineering in Rice und seine Kollegen, die ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Atmosphere veröffentlichten.
Öl- und Gasproduzenten fackeln überschüssiges Gas ab, wenn die Infrastruktur für den Transport zum Markt nicht vorhanden ist. Durch das Abfackeln wird zwar die direkte Freisetzung des starken Treibhausgases Methan in die Atmosphäre verringert, doch entstehen dabei auch schwarze Kohlenstoffpartikel, die auch als Ruß oder Feinstaub bekannt sind. Diese Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometern können die Lungenfunktion beeinträchtigen und Atemwegs- und Herzkrankheiten sowie Schlaganfälle verursachen.
Das Rice-Team arbeitete mit Forschern der Clean Air Task Force zusammen, um auf der Grundlage von Infrarot-Satellitenbeobachtungen von Ölfeldern, auf denen 97 % der Abfackelungen stattfinden, Berechnungen anzustellen, aus denen hervorging, dass die Vereinigten Staaten im Jahr 2019 fast 16.000 Tonnen schwarzen Ruß emittierten. Die Forscher verwendeten rechnerisch effiziente Modelle in reduzierter Form, um zu schätzen, dass 26-53 vorzeitige Todesfälle direkt auf die Luftqualität im Zusammenhang mit dem Abfackeln zurückzuführen sind.
„Unsere Forschung zeigt, dass das Abfackeln nicht nur einen wertvollen Brennstoff verschwendet, sondern auch tödlich ist“, sagte Cohan, ein außerordentlicher Professor für Bau- und Umwelttechnik, der die Studie zusammen mit dem Doktoranden Chen Chen im ersten Jahr leitete. „Feinstaub verursacht mehr Todesfälle als alle anderen Luftschadstoffe zusammen, und Fackeln sind eine wichtige Quelle dafür.
Fackeln sind nicht die einzige Quelle von Feinstaub in der Atmosphäre. Die Partikel entstehen auch bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe, unter anderem in Fahrzeugen, bei Waldbränden, beim Kochen von Fleisch und anderen Quellen.
Die Modelle der Forscher berücksichtigten die Tatsache, dass der Wärmeinhalt des verbrannten Brennstoffs je nach Öl- und Gasfeld stark variiert und einen großen Einfluss auf die Schwarzkohleemissionen hat.
„Für diese Studie haben wir 10 verschiedene Emissionsfaktoren für Fackeln verwendet, und die Verwendung von Modellen mit reduzierter Form hat die Berechnungen extrem beschleunigt“, so Chen. „Andere Studien zeigen ein gutes Verhältnis zwischen vollständigen und reduzierten Modellen, daher sind wir zuversichtlich, was unsere Ergebnisse angeht.
Cohan sagte, dass schwarze Kohlenstoffemissionen auch zum Klimawandel beitragen, indem sie die Sonneneinstrahlung in der Atmosphäre absorbieren, die Wolkenbildung beeinflussen und die Schnee- und Eisschmelze beschleunigen, obwohl all diese Folgen nicht Gegenstand der Studie waren.
Die Forscher wiesen darauf hin, dass es kosteneffiziente technologische Alternativen zum Abfackeln gibt, darunter Gassammelpipelines, Gasnutzung in kleinem Maßstab und die Wiedereinleitung überschüssigen Gases in den Boden. Die Environmental Protection Agency (EPA) erwägt zwar Vorschriften zur Verringerung der Methanemissionen und des damit verbundenen Abfackelns von Gas, doch gibt es derzeit keine bundesweiten Beschränkungen für die weit verbreitete Praxis des Abfackelns, schreiben sie.
„Ursprünglich dachten wir nicht daran, eine von Experten begutachtete Arbeit zu veröffentlichen“, sagte Chen. „Wir wurden von der Clean Air Task Force gebeten, diese gesundheitlichen Auswirkungen abzuschätzen, um ihre Bemühungen um eine Verringerung der Schadstoffbelastung durch die Öl- und Gasförderung zu unterstützen. Aber da die Studie eindeutig zeigt, dass es jährlich Dutzende von Todesfällen durch Abfackeln gibt, dachten wir, dass eine Veröffentlichung den Regulierungsbehörden neue Gesichtspunkte liefern würde, die sie bei ihren Bemühungen, die Auswirkungen der Luftverschmutzung durch Öl und Gas zu minimieren, berücksichtigen sollten.“
Mitverfasser sind der leitende Wissenschaftler David McCabe und die leitende Analystin Lesley Fleischman von der Clean Air Task Force.
Datum: Februar 28, 2022
Quelle: Rice University
Journal Reference:
- Chen Chen, David C. McCabe, Lesley E. Fleischman, Daniel S. Cohan. Black Carbon Emissions and Associated Health Impacts of Gas Flaring in the United States. Atmosphere, 2022; 13 (3): 385 DOI: 10.3390/atmos13030385