تكنولوجيا المعلومات الخضراء: كيف تدعم أدوات Google السحابية وأدوات الذكاء الاصطناعي مشروع القمر الصناعي لتتبع غاز الميثان
سيتم تتبع القمر الصناعي المقرر إطلاقه ما هي كمية غاز الميثان المنبعثة من منشآت النفط والغازبهدف تشجيع التحركات لتقليل كمية انبعاثات الغازات الضارة في الغلاف الجوي، مع بعض المساعدة من الذكاء الاصطناعي (AI) والحوسبة السحابية.
يهدف القمر الصناعي MethaneSAT التابع لصندوق الدفاع عن البيئة إلى رسم خرائط انبعاثات غاز الميثان وقياسها وتتبعها. ومن المقرر إطلاق القمر الصناعي في أوائل شهر مارس على صاروخ SpaceX Falcon 9، وسيدور حول الأرض 15 مرة يوميًا على ارتفاع يزيد عن 350 ميلًا.
في وقت سابق من هذا الشهر، انتهى فريق MethaneSAT من تجميع قمره الصناعي في كولورادو وشحنه إلى قوة فاندنبرغ الفضائية في كاليفورنيا، حيث سيتم إطلاقه.
يحمل القمر الصناعي MethaneSAT جهازي قياس طيفي للأشعة تحت الحمراء السلبية. وقال المشروع إن الأقمار الصناعية الحالية تركز إما على النطاق أو الدقة، من خلال تتبع انبعاثات غاز الميثان على مناطق جغرافية واسعة أو استهداف مصادر نقطية. سوف يقوم MethaneSAT بسد الفجوة بينهما، باستخدام مجال رؤية يبلغ 200 كيلومتر لقياس الانبعاثات على نطاق إقليمي بالإضافة إلى استخدام أجهزة استشعار عالية الدقة قادرة على تضييق مصادر الانبعاثات إلى منشأة واحدة.
يستمر تلوث الغازات الدفيئة في ارتفاع درجة حرارة الكوكب: كان عام 2023 هو العام العام الأكثر سخونة على الإطلاق وفقا للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في الولايات المتحدة، وكانت السنوات العشر الماضية هي الأعوام الأكثر سخونة منذ عام 1850. وعلى هذا النحو، فإن الحد من هذا الاحترار هو المفتاح للحد من مخاطر الأحداث المتطرفة مثل حرائق الغابات والجفاف وكذلك تحسين نوعية الهواء.
والميثان الناتج عن المصادر البشرية مسؤول عن حوالي 30% من ظاهرة الاحتباس الحراري اليوم، ويأتي المساهم الكبير في غاز الميثان في الغلاف الجوي من استخراج النفط والغاز. لكن البلدان في جميع أنحاء العالم قد قللت من تقدير كمية الميثان الموجودة يتم ضخها عن طريق البنية التحتية.
قالت Google إنها تعمل مع EDF في مشروع للجمع بين العلوم والتكنولوجيا لتقليل انبعاثات غاز الميثان. “هذا أحد أقوى الإجراءات قصيرة المدى التي يمكننا اتخاذها للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري.” قال يائيل ماغواير، نائب رئيس قسم Geo Developer والاستدامة في Google.
ستزود Google Cloud فريق MethaneSAT بقدرات الحوسبة اللازمة لمعالجة تدفق البيانات الضخم الخاص بـ MethaneSAT بسرعة وأمان.
“هدفنا هو قياس بيانات الانبعاثات ومعالجتها ونشرها في أسرع وقت ممكن، وستكون موارد Google السحابية بمثابة أصل لا يقدر بثمن. وقالت EDF إن الشركة ستساعدنا أيضًا على تحسين قاعدة بياناتنا للبنية التحتية العالمية للنفط والغاز حتى يمكن ربط بيانات الانبعاثات لمناطق محددة بدقة إلى المنشآت التي تم التحقق منها.
قالت Google إنه من خلال تشغيل خوارزميات الكشف عن غاز الميثان وتطبيق الذكاء الاصطناعي على صور الأقمار الصناعية لتحديد البنية التحتية للنفط والغاز حول العالم، فإنها ستساعد EDF على تحديد كمية انبعاثات الميثان وتتبعها حتى مصدرها.
وقال ماجواير: “بفضل هذه المعلومات، يمكن لشركات الطاقة والباحثين والقطاع العام اتخاذ إجراءات لتقليل الانبعاثات الناتجة عن البنية التحتية للنفط والغاز بشكل أسرع وأكثر فعالية”.
لحساب كمية الميثان المنبعثة في أماكن محددة وتتبع تلك الانبعاثات، قال ماجواير إن شركة EDF طورت خوارزميات مدعومة بـ Google Cloud بالتعاون مع علماء في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة هارفارد ومركز الفيزياء الفلكية التابع لها، وعلماء في مؤسسة سميثسونيان. المرصد الفيزيائي الفلكي.
وقالت جوجل إنها تعمل أيضًا على إنشاء خريطة عالمية للبنية التحتية للنفط والغاز، بهدف فهم المكونات التي تساهم بشكل أكبر في الانبعاثات. ستستخدم Google الذكاء الاصطناعي لتحديد البنية التحتية للنفط والغاز، مثل حاويات تخزين النفط، في صورها، ودمج ذلك مع معلومات EDF حول البنية التحتية للنفط والغاز لتحديد مصدر الانبعاثات.
بمجرد إنشاء خريطة البنية التحتية، من الممكن بعد ذلك تراكب بيانات MethaneSAT في الأعلى لمعرفة كيفية توافق الانبعاثات مع بنية تحتية محددة، مما يسهل فهم أنواع المصادر التي تساهم عمومًا بشكل كبير في تسربات الميثان.
وقال ماغواير: “إن هذه المعلومات ذات قيمة كبيرة للغاية لتوقع وتخفيف الانبعاثات في البنية التحتية للنفط والغاز التي تكون بشكل عام الأكثر عرضة للتسريبات”.
وستكون الرؤى متاحة في وقت لاحق من هذا العام على موقع MethaneSAT الإلكتروني ويمكن الوصول إليها من خلال Google Earth Engine، الذي قالت جوجل إن لديه أكثر من 100000 مستخدم نشط شهريًا.
وقال ماغواير إن إتاحة مجموعات بيانات MethaneSAT على Earth Engine من شأنه أن يسهل على المستخدمين اكتشاف الاتجاهات وفهم الارتباطات بين الأنشطة البشرية والتأثير البيئي، مثل الجمع بين بيانات الميثان ومجموعات البيانات الأخرى مثل الغطاء الأرضي والغابات والمياه والحدود الإقليمية.
تنبعث من صناعة النفط والغاز 80 مليون طن من غاز الميثان كل عام، مما يجعلها ثاني أكبر مصدر للميثان الناتج عن النشاط البشري بعد الزراعة.
وسيكون القمر الصناعي قادرا على مراقبة المناطق التي تمثل 80% من إنتاج النفط والغاز العالمي، وسيكون قادرا على قياس كمية الغاز المتسرب – ومدى سرعته.
“هدفنا هو قياس بيانات الانبعاثات ومعالجتها ونشرها في أسرع وقت ممكن، وستكون موارد Google السحابية بمثابة أصل لا يقدر بثمن. وقالت EDF إن الشركة ستساعدنا أيضًا على تحسين قاعدة بياناتنا للبنية التحتية العالمية للنفط والغاز حتى يمكن ربط بيانات الانبعاثات لمناطق محددة بدقة إلى المنشآت التي تم التحقق منها.
إن سهولة الوصول إلى البيانات من شأنه أن يسهل معرفة مصدر أسوأ الانبعاثات ومن ثم العمل على تقليلها. وفي حين أن محاولات الحد من الانبعاثات سوف تختلف حتما من بلد إلى آخر، فإن القدرة على إثبات أن الغاز يأتي من منشأة معينة بشكل مباشر من المرجح أن تؤدي إلى تركيز عقول أنصار حماية البيئة وأصحاب البنية التحتية.
وفق هيئة الطاقة الدولية (وكالة الطاقة الدولية)، يمكن أن تتباين انبعاثات غاز الميثان الناتجة عن عمليات النفط والغاز بشكل كبير، حيث تصدر البلدان الأفضل أداء “كثافة انبعاثات” أقل بأكثر من 100 مرة من البلدان الأسوأ أداء.
ولكن هناك بعض الأخبار الجيدة المحدودة. وقالت وكالة الطاقة الدولية إن طرق منع انبعاثات غاز الميثان هذه معروفة وتم نشرها في مواقع متعددة حول العالم. وقالت: “يمكن للعديد من التدابير أيضًا توفير المال لأن النفقات المطلوبة لنشرها أقل من القيمة السوقية للميثان الذي يتم احتجازه ويمكن بيعه”.
واعتماداً على سعر الغاز الطبيعي، يمكن تنفيذ ما يتراوح بين 50% إلى 80% من طرق الحد من الانبعاثات الناجمة عن عمليات النفط والغاز في جميع أنحاء العالم دون أي تكلفة صافية؛ وقالت وكالة الطاقة الدولية في تقرير لها العام الماضي إن تنفيذ هذه التدابير سيخفض انبعاثات غاز الميثان من النفط والغاز بأكثر من 60 بالمئة. وعلى هذا النحو، فإن خفض انبعاثات النفط والغاز وغاز الميثان يمكن أن يكون أحد أفضل الخيارات على المدى القصير للعمل المناخي.
