Vorteile für eine CO2-arme Wirtschaft und die ESG-Berichterstattung für Unternehmen durch optische Gasdetektion

Optische Gasdetektionskameras sind vielseitig einsetzbar, fördern den effizienten Anlagenbetrieb und eine verantwortungsbewusste Unternehmensführung durch die schnelle Erkennung von Gaslecks, Ermittlung ausgestoßener Emissionen und die genaue Messung dieser Werte.

Von Joshua Anhalt, GreenPath Energy, und Craig O’Neill, FLIR Systems

Entwicklungen des regulatorischen Umfelds sowie der in der Öffentlichkeit immer mehr im Blickpunkt stehende Aspekt des verantwortungsvollen Unternehmertums haben zu einer emissionsarmen Wirtschaft geführt, in der Öl- und Gasunternehmen ihre Treibhausgasemissionen wirksam senken müssen, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

In der Öl- und Gasbranche wird die Emissionsmetrik für Unternehmen auf die C-Ebene festgelegt, während wichtige Details bezüglich der Ermittlung und Messung von Treibhausgasemissionen auf der Grundebene zu finden sind. Optische Gasdetektionskameras eignen sich hervorragend für die Entdeckung und Erkennung dieser Details, die sonst möglicherweise übersehen werden.

Hier beschäftigen wir und mit der hohen Dynamik der CO2-bewussten Wirtschaft und sehen uns an, wie Hersteller optische Gasdetektion einsetzen können, um Rentabilität und Umweltbewusstsein zu kombinieren.

Was ist Ihre ESG-Vision?

ESG ist das Akronym für „Environmental, Social and Corporate Governance“ und steht für Engagement in den Bereichen Umwelt, Soziales und Unternehmensführung. Dieser Begriff ist relativ neu und beschreibt verantwortungsbewusstes Handeln von Unternehmen, das auf gesellschaftlichen Erwartungen, Marktanforderungen und anderen Faktoren basiert.  Beispiele sind Süßwarenhersteller, die ausschließlich ethisch einwandfreien Kakao beziehen, oder Juweliere, die ausschließlich mit Diamanten aus konfliktfreien Quellen handeln.

Schlussendlich können Unternehmen ihre Bilanz durch dieses verantwortungsbewusste Handeln positiv beeinflussen. Investoren möchten Risiken vermeiden und wenn der Beitrag eines Öl- und Gasunternehmens zum Klimawandel ein Geschäfts- oder PR-Risiko bedeutet, wird dieses Unternehmen für Investoren uninteressant sein.

Öl- und Gasunternehmen stehen im Wettbewerb mit Solar-, Wind- und Kernenergie sowie Kohle. Sie müssen Investoren von ihrem ESG-Beitrag überzeugen, um in einer CO2-bewussten Wirtschaft überleben zu können, in der überschüssige Emissionen besteuert und von der Öffentlichkeit kritisch beäugt werden.

Methan steht im Mittelpunkt dieser Diskussion. Methan ist ein bekannter Verursacher von Treibhausgasen, dessen Treibhauspotenzial oder Global Warming Potential (GWP)[i] mit dem Wert 25 eingestuft wird; die Klimawirkung dieses Gases ist bei einer Sicht auf die ersten zwei Jahrzehnte nach dem Ausstoß außerdem 84 Mal größer als die von Kohlendioxid. Öl- und Gashersteller in Ländern mit strenger Regulierung müssen über ihre Methanemissionen Bericht erstatten und Maßnahmen zu Nachverfolgung, Management und Begrenzung von Leckage- und Ausstoßquellen nachweisen.

Leckagen sind unbeabsichtigte, ungewollte Gasemissionen, beispielsweise aus Gewindeverbindungen, Ladeluken, Überdruckventilen und Fehlfunktionen von Geräten (z. B. Abfackelvorrichtungen und Dampfrückführungssysteme). Auslässe sind beabsichtigte Freisetzungsquellen, die jedoch nach und nach aus dem Verkehr gezogen oder abgebaut werden, ähnlich wie dies bei Fahrzeugen ohne Sicherheitsgurte und dem Rauchen auf Flugreisen der Fall war. Während Gasauslässe einst für die Freisetzung bestimmt waren – als Beaufschlagungsmedium für Pumpen, Pneumatik oder Steuerventile – haben Behörden auf Grundlage wissenschaftlicher Studien und öffentlicher Nachfrage als Ziel 0 Leckagen und minimale Auslässe festgelegt.

Zwischen Gasleckagen und Gasauslässen wird hinsichtlich der Richtlinien/ESG-Berichterstattung/Finanzierung außerdem je nach den verschiedenen Auswirkungen unterschieden. Beispielsweise haben ein undichter Flansch und ein Kompressorauslass unterschiedliche regulatorische Folgen und Vorgaben, doch bei der ESG-Berichterstattung wird hier nicht unterschieden – Methan bleibt Methan, ungeachtet der Quelle der Freisetzung.  Dazu kommt, dass das Management und die Behebung von Leckagen relativ einfach ist, wohingegen der Umbau für die Beseitigung eines Auslasses üblicherweise bedeutende Investitionen in Werkzeug, Fachkräfte und Ausstattung erfordert.  

Sobald ein Unternehmen alle Leckagen und Auslässe gefunden und dokumentiert hat, kann es Bericht über seinen CO2-Fußabdruck erstellen. Auf Grundlage dieser Informationen stehen Unternehmen einige Optionen zur Verfügung, um Lösungen umzusetzen, die Ausgaben minimieren und gleichzeitig eine möglichst hohe Emissionssenkung bringen.

Ein Beispiel: Ein Unternehmen ermittelt, dass ein Projekt zur Reduzierung der Methanaustritts in einer Anlage etwa 7 USD pro Tonne kosten wird. Das Unternehmen kann die erfassten Emissionen jedoch für 12 USD pro Tonne über den Handel mit Emissionszertifikaten verkaufen und bei diesem Projekt somit eine Rendite von 5 USD pro Tonne erzielen, dadurch gleichzeitig die ESG-Berichterstattung unterstützen und als umweltbewussteres Unternehmen handeln. 

Optische Gasdetektion, Treibhausgase, ESG und die Bilanz Ihres Unternehmens

Bisher verließen sich Unternehmen bei der Berichterstattung zu Treibhausgasen/ESG in Bezug auf Methan üblicherweise auf einen Top-Down-Ansatz bei der Emissionsbilanz, mit einem modellierten Emissionsfaktor. Ein Emissionsfaktor besagt, dass eine bestimmte Gewindeverbindung, ein Flansch oder eine andere Komponente eine bestimmte Menge an Gas freisetzen wird.

Nehmen wir als Beispiel ein Unternehmen, das 500 Gewindeverbindungen in einer Anlage ermittelt hat. Es würde diese Zahl dann mit einem Emissionsfaktor[ii] von 0,01 m³ pro Stunde multiplizieren. Das Ergebnis ist eine theoretische Emissionsrate (in diesem Fall 5 m³/Stunde oder 43.000 m³/Jahr) für diese Anlage.

Die Top-Down-Berichterstattung wurde in der Vergangenheit bevorzugt, da die Technologie für die Erkennung und Messung bestimmter Emissionsquellen begrenzt war. Die Emissionsfaktormodellierung legt Ziele für die Berichterstattung fest, doch diese Ziele sind breit gefasst. Die Freisetzungsauswertung basiert auf Annahmen und macht sie somit zur ungenauesten Art der Emissionsberichterstattung, da bei der Emissionsfaktorberechnung angenommen wird, dass alles undicht ist, obwohl das in Wirklichkeit auf nur einige wenige Quellen zutrifft. Des Weiteren erfahren die Betreiber bei der Top-Down-Berichterstattung nicht, wo die Leckagen tatsächlich auftreten. Das macht es schwierig, die Leckage zu beheben und das größere Problem, die Emissionen, zu beseitigen.

Hier haben sich optische Gasdetektionskameras bewährt – ein Werkzeug, mit dem man vor Ort nachvollziehen kann, was in der Anlage passiert, welche Leckagen und welche Auslässe vorhanden sind. Diese Informationen, die das Ergebnis der gekonnten Nutzung von Technologien wie der optischen Gasdetektion und modernen quantitativen Lösungen sind, ermöglichen eine höhere Genauigkeit bei der Treibhausgas-/ESG-Berichterstattung.

Bei Werkzeugen für die Leckageermittlung und -reparatur („Leak Detection And Repair“, LDAR) wie optischen Gasdetektionskameras wird häufig unbegründet die Rentabilität hinterfragt – ironischerweise zum Teil wegen ihrer Gesamtwirksamkeit. Die optische Gasdetektion kann in dieser Hinsicht als ertragssenkend wahrgenommen werden: Wenn eine Leckage gefunden wird, geht man davon aus, dass sie ordnungsgemäß behoben wird und kein Gas mehr freisetzt.

In der Praxis können Reparaturen und Komponenten jedoch versagen, und selbst den besten Inspektoren können Leckagen entgehen, wenn sie tausende Komponenten in mehreren Anlagen untersuchen. Sehen Sie sich den im Jahr 2019 veröffentlichten 2018 LDAR Annual Report von Colorado an. Trotz sorgfältiger Berichterstattung und Leckagebeseitigung in der Öl- und Gasbranche des US-Bundesstaates zeigen die Daten aus den Jahren 2015 bis 2018 (nach einem anfänglichen Rückgang im Jahr 2015) eine recht gleichbleibende Anzahl an Leckagen, die jährlich entdeckt/gemeldet werden.

Somit bieten optische Gasdetektionskameras neben einer unmittelbaren Invesitionsrendite Mehrwert über mehrere Jahre, sogar Jahrzehnte, indem sie neue Probleme aufdecken und die Emissionen quantifizieren, damit Öl- und Gashersteller in einer CO2-bewussten Wirtschaft bestehen können, in der eine angemessene Treibhausgasüberwachung erforderlich ist.

Mithilfe von optischer Gasdetektion können Hersteller außerdem Investitionen gezielter einsetzen, um Emissionen effektiver zu senken. Dies sind bedeutende Entscheidungen, die sich unmittelbar auf Ihr Geschäft auswirken. Sehen Sie sich diese Beispiele an:

• Nehmen wir an, Ihr Unternehmen investiert jährlich 2 Millionen USD in seine Initiative für optische Gasdetektion: Beauftragung von Technikern, Beschaffung von Lkw und Kameras, Logistik usw. Was wäre, wenn diese Maßnahme zu Investitionen von Anteilseignern und Stakeholdern in Höhe von 15 Millionen USD führt, weil sie die Bemühungen für eine nachhaltige Zukunft des Unternehmens schätzen? Optische Gasdetektion mag keine Wunderlösung sein, doch sie ist ein unverzichtbares Werkzeug im Arsenal Ihres Unternehmens.
• Ein Behördengutachter fliegt über eine Anlage und entdeckt Emissionen. Das Unternehmen kann einen mit optischer Gasdetektionskamera ausgestatteten Techniker zur Ermittlung der Leckagequelle in die Anlage schicken, der auch die freigesetzte Menge an Gas bestimmen kann. Die Begehung durch den Techniker ist effizient und die Befunde weisen eindeutig auf das Teil hin, das die Probleme verursacht.
• Die CO2-Besteuerung treibt die Auslassreduzierung an. Anlagen in Kanada, die mehr als 100.000 Tonnen CO₂ ausstoßen, zahlen 30 Dollar/Tonne für jede weitere Tonne ab 100.000 t (die Gebühr steigt jährlich in 10-Dollar-Schritten, auf 50 Dollar im Jahr 2022). Unternehmen, die sich für die Investition in Emissionssenkungsprojekte entscheiden und die damit verbundenen kurzzeitigen Kosten in Kauf nehmen, um eine Anlage unter die 100.000-Tonnen-Grenze zu bringen, sparen auf lange Zeit mehr.

Sobald Leckagen und Auslässe mithilfe von optischer Gasdetektion entdeckt und bestätigt wurden, stehen Öl- und Gasherstellern verschiedene Optionen für die Beseitigung dieser Emissionsquellen zur Verfügung. Beispielsweise können nicht ordnungsgemäß funktionierende Pneumatikkomponenten und/oder Pneumatik mit hohem Auslassvolumen sowie Pumpen, die Methangas ausstoßen, mit sauberer Instrumentenluft beaufschlagt oder für einen elektrischen Antrieb nach-/umgerüstet werden. Auslassquellen wie Kompressordichtungen, Behälterauslässe und Erdölgas können mit Auffangsystemen gekoppelt werden, um das aufgefangene Gas für Kraftstoffverbraucher in der Anlage zu nutzen (z. B. Heizanlagen), oder die Energie kann für die Erzeugung nutzbarer Nebenprodukte umgewandelt werden (z. B für die Stromerzeugung).

Fazit

Die optische Gasdetektion hat sich als effektives Werkzeug für Öl- und Gashersteller erwiesen, das es ihnen ermöglicht, in einer CO2-bewussten Wirtschaft leistungsfähiger zu werden, indem sie Leckagen präzise lokalisieren und fehlerhafte Komponenten bestimmen können, um zusätzlich einen höheren Wirkungsgrad für die Anlage zu erzielen.

Auch wenn sich die staatlichen Umweltschutzvorschriften ständig ändern (d. h. eine US-Regierung lockert die Vorschriften und die Nachfolgerregierung verschärft sie möglicherweise wieder), gibt es andere Stellen, die es sich zur Aufgabe machen, unverantwortliches Handeln von Unternehmen an das Tageslicht zu bringen.

Beispielsweise plant der Environmental Defense Fund (EDF) für 2022 die Inbetriebnahme eines Emissionsdetektor-Satelliten zusätzlich zur Luftüberwachung öffentlicher Bereiche mit niedriger Flughöhe. In vielen Fällen sind die Feststellungen dieser Stellen öffentlich und online verfügbar, wie beispielsweise diese Karte des Permian-Beckens und der damit verbundenen Methanemissionen.  Diese Technologie kann zwar für die Erkennung großer Emissionsquellen nützlich sein, aber wir stehen hier vor demselben Problem wie bei dem Top-Down-Ansatz, bei dem die tatsächliche Quelle einer Freisetzung nicht bestimmt werden kann.

Unternehmen, die Leckagen und Auslässe minimieren bzw. eliminieren möchten, müssen die Langzeitinvestition akzeptieren, für die eine Herangehensweise mit verschiedenen Werkzeugen und aktivem Engagement erforderlich ist. Mit der Zeit werden neue Anlagen verbessert, ältere Bohrstellen geschlossen und neue Anlagen gebaut, die mit Solar- und Netzstrom unterstützt werden, um ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren.

Die Durchsetzung von Richtlinien und Vorschriften schränkt die zulässigen Emissionen in der Öl- und Gasindustrie immer mehr ein, doch die allgemeine Branchenmeinung wurde immer mehr zur treibenden Kraft für das Erreichen von Umweltzielen. Statt nach dem Motto „wir gegen die Regulierungsbehörden“ zu handeln, heißt es für immer mehr Unternehmen „wir alle gemeinsam“.

Eine Gruppe aus 62 (größtenteils europäischer) Öl- und Gasunternehmen stimmte vor kurzem zu, ihre Methanemissionen an eine mit der UN verbundenen Gruppe im Rahmen der Öl- und Gas-Methan-Partnerschaft (OGMP) zu berichten, die 2014 ins Leben gerufen wurde. Die Vereinbarung legt ambitionierte Ziele für Methanemissionen fest: 45 Prozent Reduzierung des Emissionsniveaus von 2015 bis zum Jahr 2025, und eine Reduzierung um 60 Prozent bis zum Jahr 2030. Anstelle des Ziels für 2030 können Unternehmen auch eine nahe-Null-Emissionsintensität für die Upstream-Produktion anstreben.[iii]

Die Meinungen zur idealen Energiequelle für die Zukunft bleiben ein großes Diskussionsthema, doch im Moment können Hersteller gemeinsam an einer grüneren Zukunft arbeiten, und die optische Gasdetektion ist ein wirksames Mittel, um diesem Ziel näher zu kommen. Sie ermöglicht Öl- und Gasunternehmen, ihren Beitrag zu einer saubereren Luft zu leisten und ihre Infrastrukturnutzung sowie den Wirkungsgrad zu verbessern.

Über die Autoren

Joshua Anhalt ist der Gründer und Präsident von GreenPath Energy, Ltd. Joshua ist ein Methanemissionsspezialist für Öl und Gas mit über 20 Jahren Erfahrung in der Branche, verfügt über einen Hintergrund als Red Seal Journeyman Instrumentation und umfangreiche Erfahrung in den Bereichen Methanemissionsermittlung und- messung, Regulierung, Verminderung und Business Development.

Craig R O'Neill ist seit über 17 Jahre lang für FLIR tätig und war seit der Einführung kommerzieller optischer Gasdetektionskameras im Juni 2005 aktiv am Markt für optische Gasdetektion beteiligt. Aktuell ist er weltweit für die Sparte optische Gasdetektion sowie für die Strategieplanung für Lösungen von FLIR in der Öl- und Gasindustrie zuständig. In dieser Rolle ist er Mittler zwischen Kunden, Stakeholdern, strategischen Partnern und vielen vertikal integrierten Aspekten der FLIR Instruments Division, darunter Vertrieb, Marketing, Engineering und Produktentwicklung. Seine Aufgabe ist sicherzustellen, dass FLIR wertvolle Lösungen für die Ansprüche in der Öl- und Gasbranche liefert.

Über GreenPath Energy Ltd.

GreenPath wurde 2007 gegründet und hat seinen Hauptsitz in Calgary, Alberta (Kanada). Das Unternehmen ist auf die Emissionsdetektion, -messung, -reduzierung, -berichterstattung und -beseitigung in der Öl- und Gasindustrie spezialisiert. Dazu gehört die Ausrüstungsbestandsaufnahme, optische Gasdetektion für die Leckageermittlung und -reparatur, Detektions- und Quantifizierungstechnologien für alternative Methanemissionen und die Projektentwicklung für die Emissionsreduzierung. Unser Fachwissen und unsere umfangreiche Erfahrung im Bezug auf Methanemissionen ermöglichen es uns, unseren Kunden Lösungen anzubieten, die eine effiziente Investition darstellen und gleichzeitig zu deutlichen Emissionssenkungen sowie der Compliance-Einhaltung beitragen. Weitere Informationen finden Sie unter www.greenpathenergy.com

Über FLIR Systems, Inc.

FLIR Systems wurde 1978 gegründet und hat seinen Hauptsitz in Wilsonville, Oregon, USA. FLIR Systems ist ein weltweit führender Hersteller von Sensorsystemen, die die Wahrnehmung und die räumliche Orientierung verbessern und so dabei helfen, Menschenleben zu retten, die Produktivität zu steigern und die Umwelt zu schützen. Mit seinen gut 3.500 Mitarbeitern verfolgt FLIR die Vision, „The World’s Sixth Sense“ zu sein, indem wir das Potenzial der Wärmebildtechnik und angrenzender Technologien ausschöpfen, um damit intelligente Lösungen für die Sicherheit und Überwachung, die Umgebungs- und Zustandsüberwachung, Outdoor-Freizeitaktivitäten, das maschinelle Sehen, die Navigation und die erweiterte Bedrohungserkennung bereitzustellen. Weitere Informationen finden Sie unter www.flir.com oder folgen Sie @flir auf Twitter.

[i] Das globale Erwärmungspotenzial eines Treibhausgases bestimmt den Grad der Erwärmung, die ein Gas über einen bestimmten Zeitraum verursacht (üblicherweise 100 Jahre). Der GWP (Global Warming Potential) ist ein Index, auf dem CO₂ der Wert 1 zugeordnet ist. Somit verursacht 1 kg Methan über einen Zeitraum von 100 Jahren 25-mal mehr Erwärmung als 1 kg CO₂.

[ii] Ausschließlich für dieses Beispiel definierter Multiplikator. Die tatsächlichen Emissionsfaktoren variieren je nach Anlage, Ausstattung usw.

[iii] Frazin, Rachel. „Dozens of Oil and Gas Companies Agree to Methane Reduction Targets.” The Hill, 23. Nov. 2020, thehill.com/policy/energy-environment/527234-dozens-of-oil-and-gas-companies-agree-to-methane-reduction-targets