Le torchage ou la combustion du gaz naturel est couramment utilisé dans certaines régions des États-Unis pour éliminer le sous-produit gazeux de l’extraction pétrolière. La combustion de la torche convertit les hydrocarbures en dioxyde de carbone et en eau, ce qui réduit l’impact climatique et les problèmes de sécurité du gaz naturel sur place, mais produit également des oxydes d’azote, ou NOx.
Les NOx, qui comprennent les gaz hautement réactifs que sont l’oxyde nitrique et le dioxyde d’azote, ont un impact direct et indirect sur la qualité de l’air. Le Clean Air Act exige que l’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis réglemente le dioxyde d’azote, la forme la plus répandue de NOx, en raison de son influence sur la santé publique et l’environnement.
Actuellement, l’EPA mesure les émissions de NOx des torchères à l’aide de facteurs d’émission, une valeur statique multipliée par les données d’activité fournies par l’opérateur de la torchère. Malgré la généralisation des pratiques de torchage aux États-Unis, peu d’évaluations ont mesuré directement la quantité réellement produite par les opérations de torchage de NOx.
Dans le cadre du projet F3UEL, qui vise à fournir des mises à jour basées sur des données sur les estimations des émissions de pétrole et de gaz aux États-Unis, une équipe de recherche dirigée par l’Université du Michigan a mesuré la production de NOx à partir de torchères de gaz naturel réelles.
Les résultats sont publiés dans Sciences et technologies environnementales.
L’équipe de recherche a collecté des données dans trois régions : Eagle Ford au Texas, Permien au Texas et au Nouveau-Mexique et Bakken dans le Dakota du Nord, qui produisent ensemble plus de 80 % des volumes de gaz torchés aux États-Unis.
Un petit avion équipé d’instruments de haute précision a survolé ces régions au ras du sol, interceptant le panache de combustion mixte des torchères. Les émissions de NOx torchées ont été estimées pour chaque région à l’aide de facteurs d’émission dérivés d’observations provenant de 480 interceptions aériennes ainsi que d’estimations régionales des volumes de gaz torchés.
« L’utilisation d’une approche aéroportée nous a permis d’échantillonner des éruptions sur de vastes zones géographiques et de capturer diverses conditions opérationnelles, le tout sans avoir besoin d’un accès au sol aux sites », a déclaré la co-auteure Genevieve Plant, chercheuse scientifique adjointe en ingénierie des sciences du climat et de l’espace à l’université. l’Université du Michigan.
« Cela souligne l’importance de mesurer les sources d’émissions dans des conditions d’exploitation réelles », a déclaré Plant.
Bien que le facteur d’émission médian pour chaque région se situe dans la plage de valeurs utilisées par l’agence de réglementation du Texas, certaines torchères ont généré des NOx à des taux beaucoup plus élevés, 20 à 30 % des torchères étant responsables de 80 % des émissions de NOx torchées à l’échelle du bassin. Les torchères à fortes émissions ont porté les facteurs d’émission moyens dans la région de Bakken et du Permien à deux à trois fois plus élevés que la valeur utilisée par l’EPA.
« Nos mesures montrent que certaines éruptions émettent des quantités excessives de NOx et que ces éruptions auront un impact sur la qualité de l’air plus important que ce que l’on pense actuellement », a déclaré le co-auteur Eric A. Kort, professeur agrégé d’ingénierie des sciences du climat et de l’espace à l’Université de Michigan.
La qualité de l’air réduite pourrait avoir un impact sur la santé des travailleurs sur place ainsi que sur celle des 17,6 millions d’Américains qui vivent à moins d’un mile des puits de pétrole et de gaz actifs. Pour les régions observées dans cette étude, 500 000 personnes vivent à moins de cinq kilomètres d’une éruption, une distance associée à une risque accru d’accouchement prématuré.
« Ce travail, combiné aux résultats précédents du projet F3UEL sur les émissions de méthane provenant des torchères, montre que la réduction du volume de gaz torché aura de plus grands avantages pour le climat et la qualité de l’air que ce que l’on pensait auparavant », a ajouté Kort.
Plus d’information:
Genevieve Plant et al, L’échantillonnage in situ des émissions de NOx provenant des torchères de gaz naturel aux États-Unis révèle les caractéristiques des émissions à queue lourde, Sciences et technologies environnementales (2024). DOI : 10.1021/acs.est.3c08095