Perché le emissioni di metano sono importanti ai cambiamenti climatici

Perché le emissioni di metano sono importanti ai cambiamenti climatici Un potente gas che intrappola il calore, il metano viene rilasciato dall'infrastruttura di erogazione del gas naturale. AP Photo / Brennan Linsley

L'EPA di agosto 29 ha presentato una proposta a annullare le normative per limitare le emissioni di metano dall'industria petrolifera e del gas. Critica detto che il rollback peggiorerà i cambiamenti climatici e la qualità dell'aria. Reazione da le compagnie energetiche variavano, con alcuni che sostengono che i limiti non sono necessari, mentre altri hanno appoggiato le normative federali.

Lo scorso anno gli studiosi di energia della Colorado State University Anthony Marchese e Dan Zimmerle hanno pubblicato un ampio studio sull'entità delle emissioni di metano dall'industria petrolifera e del gas. Spiegano le fonti di metano dal gas naturale e cosa potrebbe significare questo rollback normativo.

1. Una volta che il gas naturale viene estratto dal terreno, come entrano nell'atmosfera il metano e altri gas?

L'infrastruttura di gas naturale degli Stati Uniti include un milione di miglia di tubi e milioni di valvole, raccordi, serbatoi, compressori e altri componenti che funzionano 24 ore al giorno, 7 giorni alla settimana, per fornire gas naturale a casa tua. Il gas naturale può viaggiare per miglia 1,000 dal pozzo fino all'uso finale. Durante quel lungo viaggio, il gas ha molte opportunità di fuggire nell'atmosfera. Ciò include anche perdite indesiderate da componenti difettosi e ventilazione intenzionale di gas proveniente da dispositivi che utilizzano il gas ad alta pressione per aprire e chiudere le valvole.

Perché le emissioni di metano sono importanti ai cambiamenti climatici L'infrastruttura di consegna del gas naturale, che comprende condutture, valvole e compressori, ha molte opportunità di fuoriuscita di metano, il componente principale del gas naturale. Mark Dixon / flickr, CC BY

Inoltre, l' compressori che sono necessari per aumentare la pressione e pompare il gas attraverso la rete sono alimentati da motori a combustione interna che bruciano gas naturale; lo scarico di quei motori include metano incombusto. Dal momento che il gas naturale consegnato a casa tua è Da 85% a 95% metano, le perdite di gas naturale sono prevalentemente metano. Mentre il metano rappresenta la più grande minaccia al clima a causa della sua potenza del gas serra, gli altri idrocarburi presenti nel gas naturale possono degradare la qualità dell'aria regionale e danneggiare la salute umana.

2. Perché è stato difficile determinare l'entità o il tasso delle emissioni di metano?

Poiché l'infrastruttura del gas naturale è così vasta, non è possibile misurare ogni perdita da ogni valvola o raccordo difettoso. In effetti, non abbiamo nemmeno stime accurate del numero totale di valvole e raccordi. Il modo migliore per stimare la quantità totale di emissioni di metano dall'infrastruttura di gas naturale è eseguire il maggior numero possibile di misurazioni dal maggior numero possibile di diversi componenti. Il motivo per cui si devono eseguire centinaia o addirittura migliaia di misurazioni da ciascun tipo di apparecchiatura è che è possibile catturare le fonti ad alta emissione (i cosiddetti super-emettitori), che sono a basso numero ma le loro emissioni sono così elevate di cui possono tenere conto Da 50% a 80% delle emissioni totali.

Perché le emissioni di metano sono importanti ai cambiamenti climatici Il gas naturale proveniente da pozzi potrebbe percorrere migliaia di miglia attraverso molti tipi di infrastrutture prima di raggiungere i consumatori. Amministrazione dell'energia, CC BY

Effettuando migliaia di misurazioni, oltre a compilare le nostre migliori stime dell'inventario di tutti i tipi di apparecchiature nell'infrastruttura di gas naturale degli Stati Uniti, è possibile stimare le emissioni totali di tutte le operazioni di gas naturale degli Stati Uniti con un ragionevole grado di certezza, che noi attualmente stimato in 2.3%. Cioè, l'2.3% del gas naturale che viaggia attraverso le tubazioni viene rilasciato nell'aria. Stimiamo che la quantità di emissioni di gas naturale rappresenti una perdita di entrate di oltre $ 1 miliardi di dollari all'anno per l'industria e abbia un impatto equivalente sui gas serra rispetto alle emissioni di gas di scarico annuali di 70 milioni di autovetture.

3. Cosa avrebbero dovuto fare le normative dell'era Obama per le compagnie petrolifere e del gas?

Le normative dell'era Obama sono state messe in atto in 2016 per fissare limiti di emissioni di metano da una varietà di fonti nell'industria petrolifera e del gas. Le normative 2016 basate su normative precedenti sono state introdotte in 2012 per le emissioni di idrocarburi organici volatili (COV), che sono gas idrocarburici non metanici prodotti da operazioni di petrolio e gas. Le società che avevano installato controlli per le fonti di emissioni di COV non erano tenute ad installare nuovi controlli poiché la riduzione delle emissioni di COV riduceva anche le emissioni di metano.

La regola 2016 includeva anche fonti aggiuntive che non erano precedentemente coperte in 2012, compresi i pozzi di petrolio fratturati idraulicamente, alcuni dei quali possono contenere una grande quantità di gas insieme al petrolio; dispositivi pneumatici in siti di pozzi e impianti di trattamento del gas; compressori e controllori pneumatici nelle strutture di trasmissione e stoccaggio.

The Regola 2016 richiesto agli operatori di rilevare e riparare periodicamente le perdite di metano in impianti nuovi e modificati; le strutture meno recenti che non sono state modificate in modo significativo non sono coperte dalla regola.

4. In che modo gli scienziati determinano se il gas naturale è migliore per i cambiamenti climatici rispetto alla combustione del carbone?

Il metano è un gas serra molto potente, con oltre 80 volte l'impatto di riscaldamento del biossido di carbonio sul primi 20 anni dopo il suo rilascio. Gli studi dimostrano che se il metano trapelasse ad un ritmo di maggiore di 3%, non vi sarebbero vantaggi climatici immediati dal ritiro delle centrali elettriche a carbone a favore delle centrali a gas naturale. La buona notizia è che un tasso di perdita dell'2.3% suggerisce che le centrali elettriche a gas naturale sono leggermente più benefiche per il clima rispetto alle centrali elettriche a carbone. Tuttavia, i risultati dei nostri studi hanno anche dimostrato che le centrali elettriche potrebbero mostrare un beneficio più sostanziale per il clima se l'industria riducesse il tasso di dispersione di metano totale a 1%, che molti dei nostri partner del settore ritengono realizzabili.

Inoltre, le centrali a gas naturale possono cambiare la produzione più rapidamente rispetto alle grandi centrali a carbone, supportando l'integrazione di fonti rinnovabili variabili, come l'energia eolica e solare. Settoree alcuni gruppi ambientalisti vedono il gas naturale come un "combustibile ponte" che aiuta a integrare l'energia rinnovabile nei sistemi elettrici.

Tuttavia, esiste un'ulteriore, chiara differenza tra le centrali elettriche a carbone e a gas naturale. Per le centrali a carbone, quasi tutto l'impatto sul clima è dovuto alla combustione del carbone, mentre per il gas naturale, l'impatto sul clima è una combinazione di combustione e emissioni di metano - sia perdite che sfoghi. Cambiare il modo in cui il carbone brucia è molto difficile. Ridurre le perdite di gas naturale è una possibilità molto reale.

5. Perché alcune compagnie petrolifere e del gas hanno appoggiato le norme più severe sulle emissioni di metano?

L'EPA stima che le nuove modifiche proposte salverebbero l'industria petrolifera e del gas $ 17 a $ 19 milioni all'anno. Sebbene ciò possa sembrare un sacco di soldi, impallidisce rispetto al valore economico da ottenere minimizzando le perdite. Stimiamo che la riduzione delle emissioni di metano da 2.3% a 1% comporterebbe un reddito annuo di oltre mezzo miliardo di dollari all'anno, che è più di 30 volte il risparmio stimato derivante dal ripristino delle normative. Molte compagnie petrolifere e del gas riconoscono questo fatto e riconoscono anche che sono necessarie normative per garantire che tutte le compagnie siano tenute allo stesso standard.

La nostra esperienza di collaborazione a stretto contatto con oltre partner del settore 20 ha dimostrato che l'industria può fornire la leadership nella condivisione delle migliori pratiche operative, nello sviluppo di programmi completi di rilevamento e riparazione delle perdite, nella sperimentazione di queste nuove tecnologie e nel coinvolgimento costruttivo con il processo normativo. La nostra esperienza in Colorado, che ha sviluppato alcuni dei più severi regolamenti sulle emissioni di metano della nazione, suggerisce anche fortemente che sono necessari regolamenti governativi per garantire che le migliori pratiche diventino pratiche standard.

Alla fine, crediamo che gli sforzi dell'amministrazione Trump di ripristinare i regolamenti, indipendentemente dalla loro efficacia, non solo peggioreranno i cambiamenti climatici, ma influenzeranno anche la salute e la sicurezza dei cittadini statunitensi e mineranno gli sforzi dell'industria del gas naturale per produrre e promuovere il naturale gas come combustibile fossile pulito - un combustibile fossile che si integra bene con fonti rinnovabili.

Circa l'autore

Anthony J. Marchese, Decano associato per gli affari accademici e studenteschi, Walter Scott, Jr. College of Engineering; Direttore, Motori e laboratorio di conversione dell'energia; Professore, Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Facoltà di affiliazione dell'Istituto di energia, Colorado State University e Dan Zimmerle, Senior Research Associate, Energy Institute, Colorado State University

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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