Mentre scorre attraverso le condutture dai pozzi ai fornelli, il gas naturale è soggetto a perdite, minacciando non solo la sicurezza e la salute umana, ma anche la salute del pianeta.

Negli ultimi 10 anni, perdite di gas naturale ed esplosioni nei quartieri residenziali e commerciali degli Stati Uniti hanno ucciso 73 persone, ferito altri 412 e causato più di $ 500 milioni di danni alla proprietà. Le fughe di gas e altre emissioni in tutto il settore emettono un terzo di tutto il metano prodotto dall'uomo, un gas serra 36 volte più potente dell'anidride carbonica. I ricercatori a Stanford e altrove sono alla ricerca di modi rapidi e convenienti per rilevare le perdite lungo la catena di approvvigionamento del gas naturale nel tentativo di ridurre i danni e salvare vite umane.

"Mentre una grande porzione di metano nell'atmosfera proviene dall'agricoltura e dall'allevamento, perdite di gas naturale si trovano in tutto il sistema di distribuzione del gas, " ha detto il professore di geofisica di Stanford Mark Zoback, direttore della Natural Gas Initiative, che finanzia gran parte del lavoro a Stanford per rintracciare e mitigare le perdite.

Quando viene bruciato per produrre elettricità, il gas naturale rilascia circa la metà dell'anidride carbonica per chilowattora rispetto al carbone, così come meno ossidi di zolfo e di azoto, rendendolo un'allettante alternativa al carbone.

Però, l'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti ha stimato che l'industria petrolifera e del gas ha emesso circa 8 milioni di tonnellate di metano nel 2016, l'equivalente delle emissioni di 43 milioni di automobili in un anno. Uno studio del 2014 di Adam Brandt, professore associato di ingegneria delle risorse energetiche a Stanford, ha scoperto che tali perdite possono negare alcuni ma non tutti i benefici climatici del passaggio dal carbone al gas naturale, come alcuni esperti, compreso Zoback, hanno sostenuto.

"La maggior parte delle perdite di gas è associata a un numero relativamente piccolo di grandi fonti. Dobbiamo trovare e riparare le perdite più grandi se vogliamo costruire un ambiente più sicuro, sistema più economico e meno dannoso, " ha detto Zoback.

Sicurezza e salute dei consumatori

Quando le perdite si verificano vicino ad aree urbane e residenziali, possono causare incendi ed esplosioni e rappresentare alcune delle più grandi minacce alla sicurezza umana, oltre agli effetti climatici. Tra coloro che lavorano per trovare questo tipo di perdite ci sono Rob Jackson di Stanford e lo scienziato del settore privato Robert Ackley, presidente di Gas Safety USA, una società di monitoraggio delle perdite del Massachusetts.

I due hanno attraversato le aree urbane in un'auto che sembra abbastanza normale, tranne per la strana antenna che sporge dal tetto. Sconosciuto agli spettatori, Jackson e Ackley fissano i dati su uno schermo, aspettando che il segnale acustico li avverta di una fuga di gas nelle vicinanze. Usano un analizzatore di metano basato su laser e la strana antenna dell'auto, che misura la velocità e la direzione del vento, per rilevare le perdite.

Questo tipo di indagine a Cincinnati ha rilevato che i programmi di sostituzione delle condutture avevano ridotto le perdite di gas fino al 90%. Mentre lavorava alla Duke University nel 2011, Jackson e colleghi hanno scoperto 3, 000 perdite a Boston in collaborazione con i ricercatori della Boston University. Quella mappatura alla fine portò alla riforma delle politiche in Massachusetts, ha detto Jackson. In seguito eseguì uno studio simile a Washington, DC, e ho trovato il doppio delle perdite rispetto a Boston. Lui e il suo team stanno ora lavorando a casa e costruendo metodi di rilevamento delle perdite per documentare le emissioni dal marciapiede.

"Qualsiasi perdita è potenzialmente esplosiva, " ha detto. "Stiamo cercando di aiutare a progettare il sistema per essere più sicuro ed efficiente."

La sicurezza del nostro pianeta

Mentre le perdite residenziali mettono a rischio la sicurezza umana, perdite in ogni parte della catena industriale del gas naturale:teste di pozzo, compressori, valvole, pompe, manometri e connettori per tubi, ha gravi implicazioni per il clima.

Le compagnie petrolifere e del gas vogliono contribuire a ridurre la quantità di gas persa a causa dei costi e delle responsabilità associati. Il metano fuggitivo globale costa oltre 30 miliardi di dollari di entrate perse all'anno, secondo uno studio del 2012. E solo il 5% delle perdite nel sistema di produzione e trasporto è responsabile di oltre la metà delle emissioni di metano, Brandt trovato nel 2016.

"L'industria del gas non può affermare in modo credibile di essere un attore responsabile della sostenibilità globale se continua a emettere quantità significative di metano attraverso le sue operazioni, " ha detto Brandt.

Lavorando con lo studioso post-dottorato Arvind Ravikumar, Brandt ha recentemente guidato la Mobile Monitoring Challenge, un concorso per trovare i modi più convenienti e accurati per rilevare le perdite di gas naturale, insieme ai colleghi di Stanford, Colorado State University e il Fondo per la difesa ambientale.

Nel corso del concorso dello scorso anno, i droni sfrecciavano in alto, camion rombavano ed elicotteri sfrecciavano nel cielo in strutture di prova controllate a Fort Collins, Colorado, e Sacramento, California.

I risultati del concorso dovrebbero essere pubblicati a breve, e quando lo sono, i ricercatori a Stanford e oltre avranno un nuovo strumento per aiutare a trovare e fermare pericolose perdite di gas naturale nei pozzi e nelle condutture e vicino alle case.