L'infrastruttura di consegna del gas naturale, che comprende tubazioni, valvole e compressori, ha molte opportunità di perdere metano, il principale componente del gas naturale. Credito:Mark Dixon/flickr, CC BY
L'EPA il 29 agosto ha presentato una proposta per abrogare i regolamenti per limitare le emissioni di metano dall'industria petrolifera e del gas. I critici hanno affermato che il rollback peggiorerà i cambiamenti climatici e la qualità dell'aria. La reazione delle compagnie energetiche varia, con alcuni che sostengono che i limiti non sono necessari mentre altri hanno sostenuto i regolamenti federali.
Gli studiosi di energia della Colorado State University Anthony Marchese e Dan Zimmerle lo scorso anno 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 estratto il gas naturale dal terreno, come entrano nell'atmosfera il metano e gli altri gas?
L'infrastruttura del gas naturale degli Stati Uniti comprende un milione di miglia di tubi e milioni di valvole, raccordi, carri armati, compressori e altri componenti che funzionano 24 ore al giorno, 7 giorni alla settimana, per consegnare il gas naturale a casa tua. Il gas naturale può viaggiare oltre 1, 000 miglia dal pozzo all'uso finale. Durante quel lungo viaggio, il gas ha molte opportunità di disperdersi nell'atmosfera. Ciò include perdite indesiderate da componenti difettosi e sfiato intenzionale di gas da dispositivi che utilizzano il gas ad alta pressione per aprire e chiudere le valvole.
Inoltre, i compressori 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. Poiché il gas naturale consegnato a casa tua è dall'85% al 95% di metano, le perdite di gas naturale sono prevalentemente metano. Mentre il metano rappresenta la più grande minaccia per il clima a causa della sua potenza di gas serra, gli altri idrocarburi presenti nel gas naturale possono degradare la qualità dell'aria regionale e danneggiare la salute umana.
Il gas naturale proveniente dai pozzi potrebbe percorrere migliaia di chilometri attraverso molti tipi di infrastrutture prima di raggiungere i consumatori. Credito:Energy Information Administration, CC BY
2. Perché è stato difficile determinare la misura, 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. Infatti, 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 del gas naturale è eseguire quante più misurazioni possibili da quanti più tipi diversi di componenti possibili. Il motivo per cui si devono eseguire centinaia o addirittura migliaia di misurazioni da ogni tipo di apparecchiatura è per poter catturare le sorgenti ad alta emissione (i cosiddetti superemettitori), che sono in numero esiguo ma le cui emissioni sono così elevate da poter rappresentare dal 50% all'80% delle emissioni totali.
Facendo migliaia di misurazioni, oltre a compilare le nostre migliori stime dell'inventario di tutti i tipi di apparecchiature nell'infrastruttura del 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 attualmente stimiamo essere del 2,3%. Questo è, Il 2,3% del gas naturale che transita nelle condutture viene rilasciato nell'aria. Stimiamo che la quantità di emissioni di gas naturale rappresenti una perdita di entrate di oltre 1 miliardo di dollari all'anno per l'industria, e ha un impatto di gas serra equivalente alle emissioni annuali di scarico di 70 milioni di autovetture.
3. Che cosa avrebbero imposto alle compagnie petrolifere e del gas i regolamenti dell'era Obama?
I regolamenti dell'era Obama sono stati messi in atto nel 2016 per fissare limiti alle emissioni di metano da una varietà di fonti nell'industria petrolifera e del gas. La normativa 2016 costruita su precedenti normative messe in atto nel 2012 per le emissioni di idrocarburi organici volatili (COV), che sono gas di idrocarburi non metanici prodotti dalle operazioni petrolifere e del gas. Le aziende che avevano installato controlli per le fonti di emissione di VOC non erano obbligate a installare nuovi controlli perché la riduzione delle emissioni di COV riduce anche le emissioni di metano.
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La regola del 2016 includeva anche fonti aggiuntive che non erano state precedentemente coperte nel 2012, compresi pozzi petroliferi 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; e compressori e controller pneumatici presso impianti di trasmissione e stoccaggio.
La norma del 2016 richiedeva agli operatori di rilevare e riparare periodicamente le perdite di metano presso impianti nuovi e modificati; le strutture più vecchie che non sono state significativamente modificate non sono coperte dalla norma.
4. In che modo gli scienziati determinano se il gas naturale è migliore per il cambiamento climatico rispetto alla combustione del carbone?
Il metano è un gas serra molto potente, con più di 80 volte l'impatto sul riscaldamento climatico dell'anidride carbonica nei primi 20 anni dopo il suo rilascio. Gli studi dimostrano che se il metano fuoriesce a una velocità superiore al 3%, non ci sarebbero benefici climatici immediati dal ritiro delle centrali elettriche a carbone a favore delle centrali elettriche a gas naturale. La buona notizia è che un tasso di perdita del 2,3% suggerisce che le centrali elettriche a gas naturale sono leggermente più vantaggiose per il clima rispetto alle centrali elettriche a carbone. Però, i risultati dei nostri studi hanno anche mostrato che le centrali elettriche potrebbero mostrare benefici più sostanziali per il clima se l'industria riducesse il tasso di perdita totale di metano all'1%, che molti dei nostri partner industriali ritengono realizzabile.
Inoltre, le centrali elettriche a gas naturale possono modificare la produzione più rapidamente delle grandi centrali a carbone, sostenere l'integrazione delle fonti rinnovabili variabili, come l'energia eolica e solare. Industria, e alcuni gruppi ambientalisti vedono il gas naturale come un "combustibile ponte" che aiuta con l'integrazione delle energie rinnovabili nei sistemi elettrici.
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Però, ce n'è uno in più, chiara differenza tra centrali elettriche a carbone e a gas naturale. Per le centrali a carbone, quasi tutto l'impatto climatico è dovuto alla combustione del carbone, mentre per il gas naturale, l'impatto sul clima è una combinazione di combustione ed emissioni di metano, sia perdite che sfiati. Cambiare il modo in cui il carbone brucia è molto difficile. Ridurre le perdite di gas naturale è una possibilità molto concreta.
5. Perché alcune compagnie petrolifere e del gas hanno sostenuto le normative più severe sulle emissioni di metano?
L'EPA stima che i nuovi emendamenti proposti farebbero risparmiare all'industria petrolifera e del gas da 17 a 19 milioni di dollari all'anno. Anche se questo può sembrare un sacco di soldi, impallidisce rispetto al valore economico che si ottiene riducendo al minimo le perdite. Stimiamo che ridurre le emissioni di metano dal 2,3% all'1% comporterebbe un fatturato annuo di oltre mezzo miliardo di dollari l'anno, che è più di 30 volte il risparmio stimato derivante dal rollback dei regolamenti. Molte compagnie petrolifere e del gas riconoscono questo fatto, e riconoscono anche che sono necessarie normative per garantire che tutte le società siano tenute allo stesso standard.
La nostra esperienza lavorando a stretto contatto con oltre 20 partner del settore ha dimostrato che l'industria può fornire la leadership nella condivisione delle migliori pratiche operative, sviluppo di programmi completi di rilevamento e riparazione delle perdite, pilotare queste nuove tecnologie e impegnarsi in modo costruttivo nel processo normativo. La nostra esperienza in Colorado, che ha sviluppato alcune delle più severe normative nazionali sulle emissioni di metano, suggerisce inoltre fortemente che sono necessarie normative governative per garantire che le migliori pratiche diventino pratiche standard.
Alla fine, crediamo che gli sforzi dell'amministrazione Trump per ridurre i regolamenti, indipendentemente dalla loro efficacia, non solo peggiorerà il cambiamento climatico, ma influenzerà anche la salute e la sicurezza dei cittadini statunitensi e ridurrà gli sforzi dell'industria del gas naturale per produrre e promuovere il gas naturale come combustibile fossile pulito, un combustibile fossile che si integra bene con le fonti rinnovabili.
Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.