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在紐約市史泰登島所有可能洩漏甲烷的地方中——腐蝕的煤氣管道、下水道、新鮮 kill 垃圾填埋場——誰會想到是郵車呢? 但是,當我駕駛一輛特製的谷歌汽車在史泰登島的一個社群巡視時,結果證明,一輛停放的郵車正在向天空釋放最大的甲烷洩漏。
這輛經過特殊改裝的斯巴魯汽車,其前格柵處裝有甲烷檢測裝置,並連線到後備箱中的光譜儀,用於近乎即時地分析進入的空氣樣本。 除此之外,它只是谷歌用於沿街道拍照的眾多汽車之一,這些照片可以在谷歌地圖的街景檢視模式中看到,具體數量未公開。 我跟隨一位司機,他正在用它來演示谷歌與環境保護基金之間新的甲烷檢測合作伙伴關係。 甲烷是一種強效溫室氣體,在數十年內,它捕獲的熱量至少是二氧化碳的八倍,從而更快地推動全球變暖。
史蒂夫·漢堡,一位森林生態學家,後來成為該環保組織的首席科學家,他發現這種天然氣汽車是這次合作伙伴關係測試執行中最大的意外。 顯然,以天然氣為燃料的汽車可能會干擾地下洩漏的檢測。 漢堡回憶說,在測試駕駛期間,“我們看到街道上的甲烷水平日復一日地下降”,之後我們在一個悶熱的夏日開始了前往紐約市第五區的甲烷檢測遠征。“那是一輛公共汽車,”他補充說,一輛以天然氣為燃料並洩漏部分天然氣的公共汽車,就像紐約市的“清潔空氣”巴士一樣,這些巴士由壓縮天然氣驅動。
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但是,正如在史泰登島的試點階段的測試執行所證明的那樣,紐約市的舊管道也存在大量的甲烷洩漏。 谷歌地球 outreach 和環保基金之間建立這種夥伴關係的目的,是為了測試是否可以透過街景檢視車隊獲得更好的甲烷洩漏地圖,該車隊以其獨特的谷歌地圖塗裝和固定在車頂的、使汽車高達 7.1 米的巨大全景相機而聞名。 其想法是為公用事業公司增加一個工具,以便在預算有限的情況下,透過估算特定洩漏點洩漏出的確切氣體量,來確定首先進行哪些維修。
迄今為止的測試執行涉及三輛街景檢視汽車,它們在三個地點行駛甲烷探測路線:波士頓、印第安納波利斯和史泰登島。 這些駕駛的結果——大約 1500 萬個單獨的讀數——已以地圖的形式釋出,這些地圖顯示了數千處洩漏。 由於基礎設施陳舊,波士頓和史泰登島平均每行駛一英里就有一處洩漏。 另一方面,在印第安納波利斯,街景檢視汽車大約每行駛 200 英里才檢測到一處洩漏,那裡的管道昇級已見成效。 更棒的是,印第安納波利斯沒有重大洩漏; 波士頓和史泰登島的地圖上都有幾個紅點,表明甲烷洩漏速度超過每天 60,000 升的地點。
儘管這種相對較小的甲烷排放量並非直接的安全問題,但它們確實對氣候變化產生了巨大的影響。 甲烷在大氣中的含量不如二氧化碳那麼普遍,但在其在大氣中相對較短的幾十年時間裡,它捕獲的熱量更多,然後分解成更多的二氧化碳,這些二氧化碳在其在大氣中的存在時間(可能長達數世紀或數千年)內又捕獲更多的熱量。 漢堡說:“我們希望最大限度地減少損失。” “我們正在損失產品,加劇氣候變化,並加劇空氣汙染。”
從歷史上看,此類資料僅為公用事業公司所知,或者當資料變得足夠重要,構成安全危險,並且可以被諸如人鼻之類的靈敏裝置檢測到時才為人所知。 漢堡補充說:“這是環境資料的民主化。” 這些資料整體而言並不完全令人驚訝。 與基礎設施陳舊的波士頓等城市相比,在過去幾十年中更換了天然氣管道的印第安納波利斯的洩漏量很少。 波士頓超過 40% 的天然氣管道是鑄鐵或未塗層鋼管,這些管道更容易腐蝕,超過一半的管道已有 50 年或更長時間的歷史。
洩漏最常發生在天然氣廣泛使用之前的地區。 例如,我在布魯克林的社群——Gowanus——已成為超級基金場地,部分原因在於 19 世紀那裡的一些設施將煤炭轉化為所謂的城市煤氣。 城市煤氣曾被用於為燃氣燈提供燃料,但後來在某些情況下,該基礎設施被接管,用於向家庭輸送天然氣。 漢堡解釋說:“這些管道最初是為了輸送不同型別的氣體,具有不同的溼度含量而鋪設的。” “它們需要被現代塑膠管道取代,這並不奇怪。”
選擇史泰登島是因為在存在其他甲烷來源的情況下檢測洩漏具有挑戰性,例如新鮮 kill 垃圾填埋場,在那裡,貪吃的微生物將分解的垃圾轉化為甲烷。 布魯克林和史泰登島的正常大氣層中的甲烷分子濃度似乎徘徊在百萬分之 2 左右,但當穿過紐約港上的韋拉扎諾大橋時,讀數甚至會降得更低。 當沿著穿過新鮮 kill 垃圾填埋場的高速公路行駛時,由於甲烷從垃圾填埋場內部滲出,甲烷讀數飆升至 4.6 ppm。 然而,當沿著那些蔓延的垃圾堆外圍的甲烷回收廠行駛時,讀數從未超過大約 2 ppm 的背景水平。 “我很 impressed,”漢堡說。
垃圾填埋場、下水道,甚至牛,當風向合適時,都可能引起尖峰,從而掩蓋洩漏。 這種尖峰通常記錄在 10 ppm 左右,但駕駛員看到高達 30 甚至 50 ppm 的尖峰。 為了補償其他此類來源——包括由於廉價天然氣過剩而變得越來越普遍的天然氣燃料汽車——地圖在保守方面犯了錯誤。 漢堡說:“當有疑問時,不要記錄下來。” “我們寧願出現假陰性,也不願出現假陽性”,這樣就不會在進行維修時產生不必要的費用。 而且,由於公用事業公司不斷維修和維護其天然氣基礎設施,2013 年駕駛中的許多發現可能已經過時。
在城市街道和社群中緩慢行駛時,谷歌街景檢視汽車始終是人們好奇的物件。 在我們的測試執行中,人們停下來觀看、拍照或揮手。 我們的行駛速度幾乎與當地駕校的汽車一樣慢,據推測,駕駛員不是專業人士。 儘管在此概念驗證階段攝像頭已關閉,但其想法是有一天使用街景檢視車隊——谷歌拒絕透露該車隊有多少輛汽車,也不允許引用其駕駛員的話——同時繪製城市街道和甲烷排放地圖。 谷歌地球 outreach 專案經理卡琳·圖克森-貝特曼說:“這是首次將街景檢視汽車用於環境專案”,她幫助領導了這次合作。“環境空氣質量影響著每個人,我們喜歡這些大問題,看看谷歌如何在解決這些問題中發揮作用。”
相同的裝置也可用於解決其他形式的空氣汙染,包括導致哮喘和其他肺部疾病的煙塵。 圖克森-貝特曼說:“甲烷只是第一個”,環保基金的漢堡重申了這一點。
這項初步的努力是環保基金於 2012 年發起的旨在更好地瞭解天然氣益處和危險的運動的一部分。 它涉及 90 個機構和公司以及 100 多名科學家,其中包括研究最佳方法來測量大氣中的濃度,以及檢測從最初的鑽井到終端使用者的天然氣基礎設施洩漏。 初步研究表明,甲烷洩漏可以減少,額外成本約為每千立方英尺生產和運輸的天然氣增加一美分。
在我的駕駛過程中,停在史泰登島郊區公路旁的郵車產生了我在駕駛過程中看到的最大尖峰——4.7 ppm,剛剛超過高速公路旁紐約市最大的垃圾填埋場。 當郵車駛離時,尖峰消失了。 漢堡指出:“這就是為什麼至少要沿著道路行駛兩次如此重要的原因。” “所以甚至可以進行第三次透過,以檢視它是基礎設施還是車輛。”
現在的訣竅是駕駛所有這些道路,以每天 130 到 240 公里的速度(大部分是繞圈)嗅探出最嚴重的洩漏。 僅在新澤西州的道路下,就有數千公里的鑄鐵管道,就在這裡的水對面。 所有這些道路都在等待有人駕駛汽車,嗅探洩漏的甲烷,輸送更清潔的空氣並對抗氣候變化。 或者正如漢堡問我的那樣:“你上次在紐約市兜風是什麼時候?”