La buona notizia è che molte di queste perdite possono essere risolte, se vengono individuate rapidamente.

Riley Duren, ricercatore presso l'Università dell'Arizona ed ex ingegnere e scienziato della NASA, guida Carbon Mapper, un'organizzazione no-profit che sta progettando una costellazione di satelliti per il monitoraggio del metano. Il suo primo satellite, frutto di una partnership con il Jet Propulsion Laboratory della NASA e la società di imaging della Terra Planet Labs, verrà lanciato nel 2024.

Duren ha spiegato come i nuovi satelliti stanno cambiando la capacità delle aziende e dei governi di individuare e fermare le perdite di metano ed evitare lo spreco di un prodotto prezioso.

Perché le emissioni di metano sono così preoccupanti?

Il metano è il secondo inquinante più comune che causa il riscaldamento globale dopo l’anidride carbonica. Non rimane nell'atmosfera a lungo (solo circa un decennio rispetto ai secoli dell'anidride carbonica), ma ha una potenza enorme.

La capacità del metano di riscaldare il pianeta è quasi 30 volte maggiore di quella dell’anidride carbonica in 100 anni e più di 80 volte in 20 anni. Puoi pensare al metano come a una copertura molto efficace che intrappola il calore nell'atmosfera, riscaldando il pianeta.

Ciò che preoccupa molte comunità è che il metano è anche un problema sanitario. È un precursore dell’ozono, che può peggiorare l’asma, la bronchite e altri problemi polmonari. E in alcuni casi, le emissioni di metano sono accompagnate da altri inquinanti nocivi, come il benzene, un agente cancerogeno.

In molti giacimenti di petrolio e gas, meno dell'80% del gas che esce dal terreno da un pozzo è metano:il resto può essere costituito da inquinanti atmosferici pericolosi che non vorremmo trovarci vicino a casa o a scuola. Tuttavia, fino a poco tempo fa, il monitoraggio diretto per individuare le fughe di informazioni e bloccarle era molto limitato.

Perché sono necessari i satelliti per intercettare le fughe di metano?

Nella sua forma naturale, il metano è invisibile e inodore. Probabilmente non sapresti che c'è un enorme pennacchio di metano nella porta accanto se non avessi strumenti speciali per rilevarlo.

Le aziende hanno tradizionalmente contabilizzato le emissioni di metano utilizzando un metodo del 19° secolo chiamato inventario. Gli inventari calcolano le emissioni in base alla produzione dichiarata nei pozzi di petrolio e gas o alla quantità di rifiuti che finiscono in una discarica, dove i rifiuti organici generano metano mentre si decompongono. C’è molto spazio per gli errori in questa contabilità basata su ipotesi; ad esempio, non tiene conto di perdite sconosciute o sfiati persistenti.

Fino a poco tempo fa, lo stato dell'arte nel rilevamento delle perdite dalle operazioni di petrolio e gas prevedeva che un tecnico visitasse un pozzo ogni 90 giorni circa con una telecamera a infrarossi portatile o un analizzatore di gas. Ma una grande perdita può rilasciare un'enorme quantità di gas nell'arco di diversi giorni e settimane o può verificarsi in luoghi non facilmente accessibili, il che significa che molti di questi cosiddetti superemettitori non vengono rilevati.

I satelliti e gli aeroplani di telerilevamento, d'altra parte, possono ispezionare rapidamente vaste aree di routine. Alcuni dei satelliti più recenti, compresi quelli che stiamo lanciando attraverso la Carbon Mapper Coalition, possono ingrandire i singoli siti ad alta risoluzione, in modo da poter individuare i superemettitori di metano nello specifico pozzo, stazione di compressione o sezione di una discarica .

Puoi vedere un esempio del potere del telerilevamento nel nostro recente articolo sulla rivista Science. Abbiamo esaminato il 20% delle discariche a cielo aperto negli Stati Uniti con aerei e abbiamo scoperto che le emissioni in media erano superiori del 40% rispetto alle emissioni comunicate al governo federale utilizzando una contabilità basata su ipotesi.

Se gli scienziati riescono a monitorare le regioni frequentemente e in modo coerente dai satelliti, possono segnalare l'attività dei superemettitori e avvisare rapidamente l'operatore in modo che l'operatore possa individuare il problema mentre è ancora in corso e correggere eventuali perdite.

In che modo i satelliti rilevano il metano dallo spazio?

La maggior parte dei satelliti in grado di rilevare il metano utilizzano una qualche forma di spettroscopia.

Una tipica fotocamera vede il mondo in tre colori:rosso, verde e blu. Gli spettrometri per immagini che utilizziamo sono stati sviluppati dal Jet Propulsion Laboratory della NASA e vedono il mondo in quasi 500 colori, comprese le lunghezze d'onda oltre lo spettro visibile nell'infrarosso, che è essenziale per rilevare e misurare i gas serra.

I gas serra come il metano e l’anidride carbonica assorbono il calore nelle lunghezze d’onda degli infrarossi, ciascuno con impronte digitali uniche. La nostra tecnologia analizza la luce solare riflessa dalla superficie terrestre per rilevare le impronte infrarosse del metano e dell'anidride carbonica nell'atmosfera.

Queste tracce sono distinte da tutti gli altri gas, quindi possiamo immaginare pennacchi di metano e anidride carbonica per determinare le origini dei singoli superemettitori. Una volta utilizzata la spettroscopia per misurare la quantità di gas in un determinato pennacchio, possiamo calcolare un tasso di emissione utilizzando i dati sulla velocità del vento.

Cosa possono fare i nuovi satelliti che Carbon Mapper prevede di lanciare che gli altri non hanno ancora fatto?

Ogni satellite ha capacità diverse e spesso complementari. ManthropeSat, che l’Environmental Defense Fund ha appena lanciato nel marzo 2024, è come un obiettivo grandangolare che produrrà un’immagine molto precisa e completa delle emissioni di metano in grandi paesaggi. I nostri satelliti Carbon Mapper Coalition completeranno ManthropSAT agendo come una raccolta di teleobiettivi:saremo in grado di ingrandire per individuare i singoli emettitori di metano, come zoomare su un uccello che nidifica su un albero.

Lavorando con i nostri partner di Planet Labs e NASA, prevediamo di lanciare il primo satellite della Carbon Mapper Coalition nel 2024, con l’obiettivo di espandere la costellazione nei prossimi anni per fornire infine il monitoraggio quotidiano del metano nelle regioni ad alta priorità in tutto il mondo. Ad esempio, si stima che circa il 90% delle emissioni di metano derivanti dalla produzione e dall’uso di combustibili fossili provenga solo dal 10% della superficie terrestre. Quindi, prevediamo di concentrare i satelliti della Carbon Mapper Coalition sui bacini di produzione di petrolio, gas e carbone; grandi aree urbane con raffinerie, impianti di depurazione e discariche; e le principali regioni agricole.

Come verranno utilizzati i dati di monitoraggio?

Ci aspettiamo, dall'esperienza nella condivisione dei dati dei nostri aerei con gli operatori delle strutture e le autorità di regolamentazione, che molti dei nostri futuri dati satellitari verranno utilizzati per guidare gli sforzi di rilevamento e riparazione delle perdite.

Molte compagnie petrolifere e del gas, gestori di discariche e alcune grandi aziende agricole dotate di digestori di metano sono motivati ​​a individuare le perdite perché in questi casi il metano è prezioso e può essere catturato e utilizzato. Pertanto, oltre agli impatti sul clima e sulla salute, le perdite di metano equivalgono allo scarico dei profitti nell'atmosfera.

Con il monitoraggio satellitare di routine, possiamo avvisare rapidamente i proprietari e gli operatori delle strutture in modo che possano diagnosticare e risolvere eventuali problemi, e possiamo continuare a monitorare i siti per verificare che le perdite rimangano riparate.

I nostri dati possono anche aiutare ad avvisare le comunità vicine dei rischi, educare il pubblico e guidare gli sforzi di controllo nei casi in cui le aziende non risolvono volontariamente le loro fughe di notizie. Misurando le tendenze degli eventi di metano ad alte emissioni nel tempo e nei diversi bacini, possiamo anche contribuire a valutare se le politiche stanno avendo l'effetto previsto.