Las emisiones de metano de las plataformas de petróleo y gas en alta mar se pueden mapear sistemáticamente utilizando un método de detección remota basado en el brillo del sol, según han demostrado investigadores de EE. UU. Su nuevo enfoque podría ayudar a informar los esfuerzos para reducir la liberación de metano y mejorar los inventarios nacionales de emisiones.
El metano, un potente gas de efecto invernadero, contribuye significativamente al cambio climático. Investigaciones anteriores han establecido que al menos el 20% de las emisiones de metano relacionadas con los humanos provienen de la producción de petróleo y gas. Estos pueden provenir tanto de operaciones normales como de mal funcionamiento o fugas.
Si bien la liberación de metano de las instalaciones de petróleo y gas en tierra está bien estudiada, las emisiones de las plataformas en alta mar no se conocen bien, a pesar de que estas instalaciones contribuyen a alrededor del 30 % de toda la producción de petróleo y gas. Las estimaciones actuales de las emisiones de metano tienden a ser poco fiables y no tienen en cuenta las emisiones sesgadas en las que una pequeña fracción de los equipos es responsable de una gran proporción de las emisiones.
Desafíos en alta mar
Mientras tanto, los estudios de observación son difíciles dadas las ubicaciones remotas de las plataformas marinas. Los barcos a menudo no pueden acercarse lo suficiente a las plataformas y carecen de la capacidad de detectar con precisión columnas de emisiones elevadas. Las aeronaves equipadas con analizadores de gases pueden detectar metano, pero tienden a ser incapaces de localizar las fuentes con la precisión requerida. Las aeronaves y los satélites equipados con espectrómetros de imágenes ofrecen una resolución espacial más alta, pero tienen dificultades con la detección de gases traza sobre el océano porque el agua es una superficie muy oscura en las bandas de absorción de metano.
Para abordar estas deficiencias, el científico atmosférico Alana Ayasse de la Universidad de Arizona y Carbon Mappers y colegas han demostrado el potencial de un método de detección remota que funciona capturando el destello del Sol en la superficie del agua. Esto proporciona suficiente radiación reflejada para discernir una señal de metano.
“Logramos esto inclinando el avión en el momento y lugar correctos, de modo que el ángulo del sensor, montado en el avión, tenga el mismo ángulo que el Sol y esté alineado con el objetivo”, explica Ayasse.
estudio de luisiana
En 2021, el equipo utilizó esta técnica para analizar a lo largo del tiempo las emisiones de más de 150 pozos de petróleo/gas en aguas poco profundas y plataformas de producción en alta mar en el Golfo de México, frente a la costa de Luisiana. La encuesta cubrió alrededor del 8% de todas las instalaciones de este tipo en la región.
Los investigadores no solo demostraron la eficacia del método del destello solar para la detección remota de la liberación de metano, sino que también pudieron revelar que las emisiones de las plataformas en alta mar parecen ser generalmente más altas en relación con la producción y más persistentes que las de cuencas terrestres de petróleo y gas. Además, las emisiones estaban muy sesgadas, señaló el equipo, y la mayoría se derivaba de los tanques de almacenamiento y las barreras de ventilación.
Este trabajo es un gran paso hacia el monitoreo operativo a gran escala de las producciones en alta mar en grandes áreas a nivel mundial.
alana ayasse
“Si bien ha habido algunas detecciones experimentales únicas anteriores de metano sobre el océano, este trabajo es un gran paso hacia el monitoreo operativo a gran escala de las producciones en alta mar en grandes áreas a nivel mundial”, explica Ayasse. Esta capacidad, dice, es vital para informar los esfuerzos de reducción de emisiones. Por ejemplo, los investigadores señalan que el funcionamiento normal de una válvula de alivio de presión podría ser responsable de las emisiones intermitentes de metano de un tanque de almacenamiento, pero una liberación más persistente podría indicar que una válvula está atascada y necesita reparación.
“Hemos demostrado con programas piloto en California que compartir datos de metano de alta resolución con operadores de petróleo y gas en tierra puede conducir directamente a una acción voluntaria de reparación de fugas”, dice Ayasse. “La mitigación a largo plazo requiere muchos actores y muchas partes móviles, pero tener buenos datos es fundamental para todo”.
Despliegue de satélites
Físico atmosférico Debra Wunch de la Universidad de Toronto, que no participó en el estudio, dice que la investigación proporciona más evidencia de que, para avanzar en la reducción de la liberación de metano, las emisiones reportadas deben verificarse y monitorearse. "El uso de mediciones de destellos sobre el agua nos permitirá utilizar la próxima generación de satélites de metano para incluir la producción de petróleo y gas en alta mar en nuestro monitoreo atmosférico, una fuente de emisiones que antes era difícil de monitorear".
Grant Allen, un físico atmosférico de la Universidad de Manchester dice: “El estudio confirma los hallazgos de proyectos de campo anteriores basados en mediciones, que han encontrado consistentemente que una pequeña cantidad de instalaciones (en tierra y en alta mar) generalmente representan la gran mayoría de las emisiones de metano. las denominadas instalaciones de superemisores. A menudo, las razones de esto pueden deberse a una mala práctica operativa o a alguna ventilación potencialmente no identificada o no deseada (llamada emisión fugitiva). La identificación de superemisores de esta manera puede ayudar a orientar intervenciones rápidas para evitar más emisiones y conducir a una política y regulación de emisiones más específicas”.
Inventarios precisos
Allen también señala que la medición directa de las emisiones de metano puede ayudarnos a identificar errores en los inventarios nacionales de emisiones de gases de efecto invernadero y en las estimaciones de emisiones informadas por los operadores. El primero es importante para hacer que los gobiernos rindan cuentas sobre los objetivos de reducción de emisiones climáticas y nos permite modelar con precisión las trayectorias de emisiones y cambio climático. Concluye: "Estudios basados en mediciones como este ayudan a mantener nuestros inventarios de emisiones lo más honestos posible".
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Con su estudio inicial completo, los investigadores ahora buscan regresar al Golfo de México para estudiar una población más grande de infraestructura costa afuera para mejorar las evaluaciones de las tasas de pérdida de metano en la región. Esto incluye plataformas de aguas profundas, cuya producción es diferente a la de sus contrapartes de aguas someras.
“También esperamos lanzar los dos primeros satélites Carbon Mapper en 2023”, agrega Ayasse. Estos, explica, “están diseñados para proporcionar un monitoreo global más completo y resistente de las emisiones de metano de las principales áreas de producción de petróleo y gas en alta mar que, de lo contrario, permanecerían en gran parte invisibles”.
El estudio se describe en Environmental Research Letters.
