Fuga de metano

Una fuga de metano es una fuga significativa de gas natural . El término se utiliza para referirse a un tipo de emisiones de metano que pueden provenir de una instalación industrial o un gasoducto.

Los datos satelitales permiten la identificación de eventos de superemisores (sinónimo de ultraemisores, véase "Mitigación de ultraemisores") que producen columnas de metano . En 2022 se encontraron más de 1000 fugas de metano de este tipo en todo el mundo. ^{[ 1 ]} Al igual que con otras fugas de gas , una fuga de metano es un peligro para la seguridad: el metano de los yacimientos de carbón en forma de emisión de gas fugitivo siempre ha sido un peligro para los mineros. ^{[ 2 ]} Las fugas de metano también tienen un grave impacto ambiental. El gas natural contiene metano, etano y otros gases, que desde el punto de vista de la seguridad y el medio ambiente plantean importantes problemas con la composición atmosférica y la salud humana.

Como gas de efecto invernadero y contribuyente al cambio climático , el metano ocupa el segundo lugar, después del dióxido de carbono . ^{[ 3 ]} La exploración, el transporte y la producción de combustibles fósiles son responsables de aproximadamente el 40% de las emisiones de metano causadas por el ser humano. ^{[ 1 ]} Las fugas más pequeñas que no se pueden detectar desde el espacio conforman la cola larga de emisiones. Se pueden identificar desde aviones que vuelan a 900 metros (3000 pies) . ^{[ 4 ]} Según Fatih Birol de la Agencia Internacional de Energía , "Las emisiones de metano siguen siendo demasiado altas, especialmente porque la reducción de metano se encuentra entre las opciones más económicas para limitar el calentamiento global a corto plazo". ^{[ 1 ]} 

Las fugas individuales de metano se reportan como eventos específicos con una gran cantidad de gas liberado. Un ejemplo de ello fue el sabotaje del gasoducto Nord Stream en 2022. Tras los primeros informes que indicaban que la fuga podría superar las ^10⁵ toneladas, el Observatorio Internacional de Emisiones de Metano del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente analizó la liberación. En febrero de 2023, estimó la masa de gas metano en un rango de 7,5 a 23,0 × 10⁴ ^toneladas . En términos de las emisiones totales de metano de origen antropogénico , estas cifras representan menos del 0,1 % del total anual. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

La detección de datos satelitales ha demostrado que los sitios superemisores de metano en Turkmenistán , EE. UU. y Rusia son responsables del mayor número de eventos provenientes de instalaciones de combustibles fósiles. Las emisiones estimadas de los ultraemisores de petróleo y gas ocupan el primer lugar en Turkmenistán con 1,3 megatones (Mt) de metano por año, seguido de Rusia, Estados Unidos, Irán , Kazajistán y Argelia . ^{[ 7 ]} Las fallas de los equipos suelen ser responsables de las fugas, que pueden durar semanas. ^{[ 8 ]}

La fuga de gas de Aliso Canyon de 2015 se ha cuantificado en al menos 1,09 × 10⁵ ^toneladas de metano. ^{[ 9 ]} Los datos satelitales de la mina de carbón Raspadskaya , óblast de Kemerovo , Rusia, indicaron en 2022 una tasa de fuga de metano por hora de 87 toneladas; ^{[ 10 ]} esto se compara con las 60 toneladas por hora de gas natural que se fugaron del incidente de Aliso Canyon, considerado uno de los peores eventos de fuga registrados. ^{[ 11 ]}

La Universidad Politécnica de Valencia , en España , en un estudio publicado en 2022, encontró que un evento de superemisión en una plataforma de gas y petróleo en el Golfo de México liberó alrededor de 4 × ^10⁴ toneladas de metano durante un período de 17 días en diciembre de 2021 (tasa horaria de alrededor de 98 toneladas). ^{[ 12 ]} Otro evento importante en 2022 fue una fuga de 427 toneladas por hora en agosto, cerca de la costa del Caspio de Turkmenistán y un importante oleoducto. ^{[ 8 ]}

Los ultraemisores de metano se caracterizan por producir más de 25 toneladas/hora de CH₄ _a partir de actividades de petróleo y gas, y se encuentran en el 1% superior de los emisores de metano del mundo. ^{[ 7 ]} La reducción de las emisiones de estos sitios puede lograrse reforzando la detección de fugas y reduciendo la ventilación durante el mantenimiento rutinario. ^{[ 7 ]}

Los ultraemisores son comunes y particularmente grandes en Rusia, Irán y Kazajstán, representando entre el 10 y el 20 % de las emisiones anuales reportadas a nivel mundial. ^{[ 7 ]} Se ha determinado que Estados Unidos alberga el 5 % de las emisiones mundiales anuales, pero esta cifra excluye las emisiones de la perforación en la cuenca Pérmica, que representa el 10 % de la producción de gas natural de Estados Unidos. ^{[ 7 ]} La perforación en la cuenca Pérmica genera alrededor de 2,7 Mt de emisiones al año, lo que representa el 35 % de las emisiones de la producción de petróleo y gas de Estados Unidos. ^{[ 7 ]}

El gasto para la mitigación de ultraemisores es financiado por la Agencia Internacional de Energía (AIE) , la Agencia de Protección Ambiental (EPA) y el Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados (IIASA) . ^{[ 7 ]} Se espera que la mitigación de las emisiones de ultraemisores sea más rentable que la de las fuentes de tamaño promedio debido a la eficiencia y los esfuerzos para controlar las fugas. ^{[ 7 ]}

El área geográfica de Lubbock ha sido un sitio de investigación continua sobre emisiones para evaluar el alcance y las implicaciones ambientales de la fuga de metano de pozos abandonados. ^{[ 13 ]} Lubbock está ubicado dentro de la Cuenca Pérmica en el oeste de Texas, Estados Unidos, e incluye un estimado de 1781 pozos de perforación. ^{[ 13 ]} Los estudios aeromagnéticos se utilizan para detectar pozos activos y abandonados y pueden detectar aquellos sin marcadores visibles en la superficie. ^{[ 13 ]} Las iniciativas regulares de monitoreo y reparación dirigidas a las emisiones de los tanques de almacenamiento pueden ser particularmente impactantes para mitigar las emisiones venteadas. ^{[ 13 ]} Incluso con los esfuerzos para medir con precisión las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas con los pozos abandonados, los datos de emisiones aún son relativamente inciertos debido a la caracterización del gas y las preocupaciones sobre la fuente. ^{[ 13 ]}

El uso de sensores para la detección de gas metano varía según la región, las condiciones ambientales y el propósito de las mediciones. Los tipos de sensores incluyen sensores ópticos, calorimétricos, piroeléctricos, de óxido semiconductor y electroquímicos.

Los informes cuantitativos de fugas de metano suelen utilizar el pie cúbico estándar (scf) del sistema de unidades de los Estados Unidos . Aplicado al gas natural, una mezcla compleja de proporciones inciertas y que depende de las condiciones de presión y temperatura, la precisión de los cálculos que convierten el scf a unidades métricas de masa está sujeta a limitaciones. Una cifra de conversión proporcionada es 5 × 10⁴ ^scf de gas natural como 1,32 toneladas cortas (1,20 t) . ^{[ 15 ]} 

Para la sensibilidad de detección, los criterios cuantitativos se suelen expresar en unidades de pies cúbicos estándar por hora (scf/h, "skiff", EE. UU.) o mil pies cúbicos estándar por día (Mscf/d); o con unidades métricas de kilogramos por hora (kg/h) y metros cúbicos por día (m³/d). ^{[ 16 ]}

Para describir el balance de masas de metano en la atmósfera, las tasas de masa se describen en unidades de Tg/año, es decir, teragramos por año, donde un teragramo es 10⁶ ^toneladas (megagramos). ^{[ 17 ]} La fuga de metano de la Cuenca Pérmica , una región importante del Área de Producción de Petróleo del Medio Continente , se estimó para 2018/9 a partir de datos satelitales en 2,7 Tg/año. Citada en términos de la proporción de la masa de gas extraído, la fuga llega al 3,7 %. ^{[ 18 ]} El proyecto Carbon Mapper 2021, una colaboración del Laboratorio de Propulsión a Chorro y la academia, detectó 533 superemisores de metano en la Cuenca Pérmica. ^{[ 19 ]}