Metano, un potente gas serra che intrappola circa 30 volte più calore dell'anidride carbonica, viene comunemente rilasciato dalle risaie, caseifici, discariche, e gli impianti petroliferi e del gas, tutti abbondanti in California. Ora il Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) del Dipartimento dell'Energia ha ricevuto 6 milioni di dollari dallo stato per trovare "super emettitori" di metano nel tentativo di quantificare e potenzialmente mitigare le emissioni di metano.

Con una sovvenzione della California Energy Commission, il progetto si concentrerà sulla San Joaquin Valley meridionale, una regione in cui l'industria lattiero-casearia e l'industria petrolifera e del gas sono le principali fonti di metano. Berkeley Lab sta lavorando in collaborazione con la Stanford University, UC Riverside, la collaborazione per l'asma della California centrale, Aviazione scientifica, e Bluefield sul progetto, soprannominato SOMMA, o Super eMitters di rilevamento del metano utilizzando aeromobili, Torri, e rete di osservazione intensiva.

"I quadri esistenti di contabilità e monitoraggio del metano in California sono limitati nella loro capacità di risolvere le emissioni su scala delle singole città o strutture, come un giacimento di petrolio e gas o un impianto di trattamento del gas naturale, molto meno i singoli componenti, " ha detto Sébastien Biraud, uno scienziato del Berkeley Lab che guida lo sforzo. "L'idea di questo progetto si basa sullo sviluppo di un sistema di osservazione a più livelli".

I ricercatori monitoreranno e quantificheranno le emissioni di metano su più scale, dalle scale regionali a quelle degli impianti e dei componenti. I metodi di rilevamento includono la raccolta di campioni d'aria da una rete di torri fisse e aeromobili, l'esecuzione di campagne sul campo per testare nuove tecnologie tra cui sensori a basso costo, guida in tutta la regione utilizzando veicoli stradali dotati di una varietà di attrezzature, e perizie di edifici residenziali e commerciali.

"Mostreremo allo stato come è possibile quantificare le emissioni di metano in una regione complessa, e, si spera, dimostrare che il nostro approccio può essere replicato in modo conveniente in altre aree di interesse in California, come la San Francisco Bay Area o la regione di Sacramento, " Biraud ha detto. "L'obiettivo è quello di progettare un quadro, dimostra che funziona, ed espanderlo in tutto lo stato".

Sfide del monitoraggio accurato del metano

Il metano è classificato come un inquinante climatico di breve durata poiché rimane nell'atmosfera solo per circa 10 anni, mentre l'anidride carbonica, il più abbondante gas serra di origine antropica, rimane nell'atmosfera per circa 100 anni. La California è obbligata a ridurre le sue emissioni di gas serra in base a diverse leggi e ordini esecutivi, e ha dato la priorità a una riduzione degli inquinanti climatici di breve durata come un modo per avere un impatto benefico più immediato sui cambiamenti climatici e sulla salute pubblica.

Per esempio, La California ha approvato lo scorso anno il California Cooling Act che vieta alcuni idrofluorocarburi nei nuovi sistemi di condizionamento e refrigerazione. E dopo il disastro di Aliso Canyon del 2015, una massiccia perdita da un impianto di stoccaggio di gas naturale nel sud della California, lo stato ha adottato un regolamento sull'aria che richiede il monitoraggio trimestrale delle emissioni di metano dai pozzi di petrolio e di gas, impianti di trattamento del gas naturale, e altre attrezzature utilizzate nella lavorazione e fornitura di petrolio e gas naturale.

Ci vogliono anche inventari regolari delle emissioni di gas serra della California, ma numerosi studi, compreso dal Berkeley Lab, hanno scoperto che gli inventari ufficiali potrebbero sottovalutare le emissioni di metano. La sud della San Joaquin Valley è particolarmente carente di osservazioni atmosferiche affidabili del metano. In combinazione con la complessità delle fonti di questa regione, questo si traduce in una significativa incertezza nella magnitudo totale e nella distribuzione (nello spazio, tempo, e settore) delle emissioni di metano nella regione.

La maggior parte delle emissioni di metano dai super emettitori

L'obiettivo principale di SUMMATION sono i grandi emettitori. "Le emissioni di metano potrebbero essere sotto forma di un'area distribuita di piccole perdite, che è difficile da affrontare, o da un grande super emettitore, che è frutto basso, "Biraud ha detto. "Un'indagine sul metano in tutto lo stato condotta dal Jet Propulsion Laboratory della NASA dal 2015 al 2017 ha rilevato che l'80% delle emissioni di metano in California proviene dal 25% delle fonti; in alcuni casi, solo l'1% delle fonti contribuisce per più della metà delle emissioni. Un super emettitore potrebbe essere un caseificio, potrebbe essere una discarica mal tenuta, o potrebbe essere una stazione di compressione del gas naturale che perde".

Avere più metodi di raccolta, comprese continue e frequenti campagne sul campo, migliorerà il rilevamento e il monitoraggio. "Molte fonti non sono persistenti:potrebbero essere attive per alcuni mesi, poi via, " Biraud ha detto. "Se fai solo sondaggi una o due volte l'anno, stai pescando. Potresti vedere una fonte, potresti no. Con una rete persistente di torri, affronti la natura delle fonti intermittenti."

Il team SUMMATION utilizzerà traccianti per aiutare ad attribuire la fonte del metano. Per esempio, alcuni alcani (come l'etano) sono presenti nel metano delle attività petrolifere e del gas, ma non sono presenti nel metano delle attività lattiero-casearie.

Una componente chiave del progetto è la valutazione di sensori di metano a basso costo. "Ci sono nuove tecnologie emergenti, "Biraud ha detto. "Inviteremo le aziende a partecipare, quindi distribuirne alcuni per un periodo di un anno".

Con le osservazioni e l'analisi dei dati dalla struttura del sistema di osservazione a più livelli sviluppata nella contea di Kern, I ricercatori del Berkeley Lab eseguiranno un'analisi economica, cercando modi convenienti per implementare alcune di queste tecnologie per affrontare determinate questioni in altre parti dello stato.

Un altro aspetto importante del progetto include il coinvolgimento degli stakeholder e della comunità. "Ci rivolgeremo alle comunità svantaggiate, sia per educarli sulle emissioni di metano sia anche per ascoltare le loro preoccupazioni al fine di informare lo sviluppo di futuri sistemi di misurazione, "Biraud ha detto. "Queste comunità sono colpite in modo sproporzionato dal metano e dai COV [composti organici volatili]".