Le emissioni di metano dalle piattaforme petrolifere e del gas offshore possono essere sistematicamente mappate utilizzando un metodo di telerilevamento basato sul bagliore solare, hanno dimostrato i ricercatori statunitensi. Il loro nuovo approccio potrebbe aiutare a informare gli sforzi per ridurre il rilascio di metano e migliorare gli inventari nazionali delle emissioni.
Un potente gas serra, il metano contribuisce in modo significativo al cambiamento climatico. Precedenti ricerche hanno stabilito che almeno il 20% delle emissioni di metano legate all'uomo provengono dalla produzione di petrolio e gas. Questi possono derivare sia da normali operazioni che da malfunzionamenti o perdite.
Mentre il rilascio di metano dagli impianti onshore di petrolio e gas è ben studiato, le emissioni dalle piattaforme offshore sono poco conosciute, nonostante queste strutture contribuiscano a circa il 30% di tutta la produzione di petrolio e gas. Le attuali stime delle emissioni di metano tendono ad essere inaffidabili e non tengono conto delle emissioni distorte in cui una piccola frazione di apparecchiature è responsabile di un'ampia percentuale di emissioni.
Sfide offshore
Gli studi osservazionali, nel frattempo, sono difficili data la posizione remota delle piattaforme offshore. Le barche spesso non sono in grado di avvicinarsi abbastanza alle piattaforme e non sono in grado di rilevare con precisione pennacchi di emissioni elevate. Gli aeromobili dotati di analizzatori di gas possono rilevare il metano ma tendono a non essere in grado di localizzare le fonti con la precisione richiesta. Gli aerei e i satelliti armati di spettrometri di imaging offrono una risoluzione spaziale più elevata, ma hanno difficoltà a rilevare gas traccia sull'oceano perché l'acqua è una superficie molto scura nelle bande di assorbimento del metano.
Per affrontare queste carenze scienziato atmosferico Alana Ayasse dell'Università dell'Arizona e Carbon Mappers e colleghi hanno dimostrato il potenziale di un metodo di telerilevamento che funziona catturando il bagliore del sole sulla superficie dell'acqua. Ciò fornisce una radianza riflessa sufficiente per discernere un segnale di metano.
"Otteniamo ciò inclinando l'aereo al momento e nel luogo giusti, in modo che l'angolo del sensore - montato sull'aereo - sia alla stessa angolazione del Sole e sia allineato con il bersaglio", spiega Ayasse.
Studio della Louisiana
Nel 2021 il team ha utilizzato questa tecnica per analizzare nel tempo le emissioni di oltre 150 pozzi offshore di petrolio/gas in acque poco profonde e piattaforme di produzione nel Golfo del Messico, al largo della costa della Louisiana. L'indagine ha riguardato circa l'8% di tutte le strutture di questo tipo nella regione.
I ricercatori non solo hanno dimostrato l'efficacia del metodo sun glint per il rilevamento remoto del rilascio di metano, ma sono stati anche in grado di rivelare che le emissioni dalle piattaforme offshore sembrano essere generalmente sia più elevate rispetto alla produzione sia più persistenti rispetto a quelle delle bacini di petrolio e gas onshore. Inoltre, le emissioni erano molto distorte, ha osservato il team, e la maggior parte derivava da serbatoi di stoccaggio e bracci di sfiato.
Questo lavoro è un grande passo verso il monitoraggio operativo su vasta scala delle produzioni offshore su vaste aree a livello globale
Alana Ayasse
«Sebbene ci siano stati alcuni precedenti rilevamenti sperimentali una tantum di metano sull'oceano, questo lavoro è un grande passo verso il monitoraggio operativo su vasta scala delle produzioni offshore su vaste aree a livello globale», spiega Ayasse. Questa capacità, afferma, è vitale per informare gli sforzi di riduzione delle emissioni. Ad esempio, i ricercatori sottolineano che il normale funzionamento di una valvola limitatrice di pressione potrebbe essere responsabile delle emissioni intermittenti di metano da un serbatoio di stoccaggio, ma un rilascio più persistente potrebbe indicare che una valvola è bloccata e necessita di riparazione.
"Abbiamo dimostrato con programmi pilota in California che la condivisione di dati sul metano ad alta risoluzione con operatori di petrolio e gas a terra può portare direttamente a un'azione volontaria di riparazione delle perdite", afferma Ayasse. "La mitigazione a lungo termine richiede molti attori e molte parti in movimento, ma disporre di buoni dati è fondamentale per tutto".
Distribuzione satellitare
Fisico dell'atmosfera Debra Wunch dell'Università di Toronto, che non è stata coinvolta nello studio, afferma che la ricerca fornisce ulteriori prove del fatto che, al fine di compiere progressi nella riduzione del rilascio di metano, le emissioni segnalate devono essere verificate e monitorate. "L'utilizzo delle misurazioni del luccichio sull'acqua ci consentirà di utilizzare la prossima generazione di satelliti a metano per includere la produzione offshore di petrolio e gas nel nostro monitoraggio atmosferico, una fonte di emissioni precedentemente difficile da monitorare".
Grant Allen, un fisico dell'atmosfera dell'Università di Manchester, afferma: "Lo studio conferma i risultati di precedenti progetti sul campo guidati da misurazioni, che hanno costantemente rilevato che un piccolo numero di strutture (onshore e offshore) rappresenta tipicamente la grande maggioranza delle emissioni di metano - i cosiddetti super-emettitori. Spesso, le ragioni di ciò possono essere dovute a pratiche operative inadeguate oa qualche sfiato potenzialmente non identificato o indesiderato (chiamato emissione fuggitiva). Identificare i super emettitori in questo modo può aiutare a mirare a interventi rapidi per prevenire ulteriori emissioni e portare a politiche e normative sulle emissioni più mirate».
Inventari accurati
Allen sottolinea inoltre che la misurazione diretta delle emissioni di metano può aiutarci a identificare gli errori negli inventari nazionali delle emissioni di gas serra e nelle stime delle emissioni riportate dagli operatori. Il primo è importante per obbligare i governi a rendere conto degli obiettivi di riduzione delle emissioni climatiche e per consentirci di modellare accuratamente le traiettorie delle emissioni e del cambiamento climatico. Conclude: "Studi guidati dalla misurazione come questo aiutano a mantenere i nostri inventari delle emissioni il più onesti possibile".
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Con il loro studio iniziale completato, i ricercatori stanno ora cercando di tornare nel Golfo del Messico per esaminare una popolazione più ampia di infrastrutture offshore al fine di migliorare le valutazioni dei tassi di perdita di metano nella regione. Ciò include piattaforme in acque profonde, la cui produzione è diversa dalle loro controparti in acque poco profonde.
"Non vediamo l'ora di lanciare i primi due satelliti Carbon Mapper nel 2023", aggiunge Ayasse. Questi, spiega, “sono progettati per fornire un monitoraggio globale più completo e resistente delle emissioni di metano dalle principali aree di produzione offshore di petrolio e gas che altrimenti rimarrebbero in gran parte invisibili”.
Lo studio è descritto in Environmental Research Letters.
