Anche i giacimenti petroliferi non sono immuni alle ingiurie del tempo:un nuovo studio rileva che con l'invecchiamento di alcuni dei più grandi giacimenti petroliferi del mondo, l'energia necessaria per mantenerli operativi può aumentare drasticamente anche se la quantità di petrolio che producono diminuisce.

La mancata presa in considerazione delle mutevoli esigenze energetiche dei giacimenti petroliferi può indurre i gestori dei giacimenti petroliferi o i responsabili politici a sottovalutare i veri impatti climatici, Gli scienziati di Stanford avvertono.

Le nuove scoperte, pubblicato sulla rivista Cambiamenti climatici naturali , avere implicazioni per le emissioni a lungo termine e la modellizzazione del clima, così come la politica climatica. "Gli attuali modelli del sistema climatico ed energetico in genere non esplorano in dettaglio gli impatti dell'esaurimento dei giacimenti petroliferi, " ha detto il coautore dello studio Adam Brandt, un assistente professore di ingegneria delle risorse energetiche presso la Stanford's School of Earth, Scienze energetiche e ambientali. "Mentre i giacimenti petroliferi si stanno esaurendo, le emissioni per unità di petrolio aumentano. Questo dovrebbe essere preso in considerazione nei futuri sforzi di modellazione".

Una stima accurata

Nel nuovo studio, Il ricercatore post-dottorato di Stanford Mohammad Masnadi ha lavorato con Brandt per applicare un nuovo strumento software sviluppato a Stanford per calcolare le emissioni di gas serra ai giacimenti petroliferi di tutto il mondo che hanno prodotto più di 1 miliardo di barili di petrolio nel corso della loro vita, a volte chiamati giacimenti petroliferi "super-giganti".

Le stime convenzionali dei gas serra calcolano le emissioni attraverso una sorta di reverse engineering economico, per cui un indice economico viene utilizzato per convertire il valore monetario dei prodotti finali di un giacimento petrolifero, che si tratti di petrolio lavorato, gas naturale o prodotti a base di petrolio - in emissioni di gas serra. "Questo approccio dall'alto verso il basso per convertire i valori economici in costi ambientali ed energetici manca di molte informazioni di fondo, "Ha detto Masnadi.

Cosa c'è di più, molti studi esaminano i dati da un solo punto nel tempo, e, di conseguenza, catturare solo un'istantanea delle emissioni di gas serra di un giacimento petrolifero. Ma gli scienziati di Stanford sostengono che per dipingere il quadro più accurato dei veri impatti climatici di un giacimento petrolifero - e avere anche le migliori possibilità di ridurre tali impatti - è necessario valutare i costi energetici associati a ogni fase del processo di produzione del petrolio, e farlo per tutta la vita del giacimento.

Sviluppato nel laboratorio di Brandt a Stanford, uno strumento software chiamato Oil Production Greenhouse gas Emissions Estimator (OPGEE) è progettato per fare proprio questo. Per un dato giacimento petrolifero, OPGEE esegue la cosiddetta valutazione del ciclo di vita, analizzare ogni fase del processo di produzione dell'olio - estrazione, affinamento e trasporto. Quindi utilizza modelli informatici per calcolare la quantità di energia consumata durante ogni fase. Da questa, gli scienziati possono calcolare con precisione la quantità di gas serra emessa da ciascun giacimento petrolifero.

"Questo tipo di analisi dal basso verso l'alto non è mai stato fatto prima perché è difficile, " Ha detto Masnadi. "Per questo studio, avevamo bisogno di oltre 50 dati diversi per ogni giacimento petrolifero per ogni anno. Quando cerchi di analizzare un giacimento petrolifero per decenni, sono un sacco di dati".

Sfortunatamente, la maggior parte delle compagnie petrolifere è riluttante a rilasciare questo tipo di dati temporali sui propri giacimenti petroliferi. I ricercatori di Stanford hanno sviluppato due soluzioni alternative a questo problema. Primo, hanno raccolto dati da luoghi in cui le leggi sulla trasparenza richiedono che i dati sulla produzione di petrolio siano resi pubblici. Questi includevano il Canada, Norvegia e Regno Unito, e lo stato della California negli Stati Uniti In secondo luogo, la coppia ha condotto una profonda miniera di dati della letteratura scientifica per cercare indizi sui livelli di produzione dei giacimenti petroliferi negli studi pubblicati.

Rendimenti decrescenti

Alla fine, la coppia ha finito per avere dati che risalgono a decenni fa per 25 giacimenti petroliferi super-giganti di importanza globale. Applicando OPGEE a questo gruppo, gli scienziati hanno scoperto che per molti dei giacimenti petroliferi super-giganti, la produzione di petrolio è diminuita nel tempo man mano che i pozzi si esaurivano, ma l'energia spesa per catturare il petrolio rimanente è aumentata.

"Più olio si estrae, più diventa difficile estrarre l'olio che rimane, quindi le aziende devono ricorrere a metodi di recupero sempre più energivori, come l'acqua, inondazioni di vapore o gas, "Ha detto Masnadi.

A peggiorare le cose, l'olio recuperato con tali metodi deve subire un trattamento superficiale più intenso per filtrare l'acqua e il gas in eccesso. Nel secondo caso, ciò può comportare un eccesso di anidride carbonica e gas metano che viene tipicamente eliminato attraverso la combustione - un processo chiamato "flaring" - o lo sfiato nell'atmosfera.

"Possiamo dimostrare con questi risultati che un tipico grande giacimento petrolifero avrà un raddoppio delle emissioni per barile di petrolio in un periodo operativo di 25 anni, " ha detto Brandt.

Win-win

Come fermare questo ciclo dannoso? Un modo è attraverso normative governative più severe che costringano le aziende a ridurre le proprie emissioni di gas serra o rischiano di dover ridurre la produzione. È stato dimostrato che funziona in due giacimenti offshore canadesi, Hibernia e Terra Nova, dove le normative hanno drasticamente ridotto le emissioni di gas serra limitando la produzione di petrolio nei giacimenti in cui il gas viene sprecato attraverso flaring e sfiato.

"Una migliore regolamentazione è certamente parte della risposta, ma una soluzione più progressista consiste nell'incoraggiare le compagnie energetiche a trarre l'energia di cui hanno bisogno per far funzionare i loro vecchi giacimenti petroliferi da fonti rinnovabili come il solare, eolico o geotermico, "Ha detto Masnadi.

Cita l'esempio della società californiana GlassPoint Solar, che utilizza generatori di vapore a energia solare per ridurre il consumo di gas e le emissioni di carbonio dei suoi giacimenti fino all'80%.

Fatto bene, tali soluzioni potrebbero risultare vantaggiose per l'industria e l'ambiente, gli scienziati di Stanford hanno detto, aiutando le compagnie petrolifere a ridurre i costi energetici riducendo contemporaneamente i loro impatti climatici.

Lo strumento OPGEE sviluppato dal team di Brandt è già stato adottato dal California Air Resources Board per aiutare a ridurre le emissioni di gas serra dai carburanti per il trasporto, ma Brandt pensa che potrebbe rivelarsi utile anche all'industria.

"Questo può servire come trampolino di lancio verso la gestione del ciclo di vita delle emissioni sul campo, " Brandt ha detto. "Le aziende potrebbero pianificare le operazioni per massimizzare la produzione riducendo al minimo le emissioni".