Es hora de abordar las emisiones de metano, un potente e invisible gas de efecto invernadero

¿Qué tienen en común las vacas, los gasoductos y los rellenos sanitarios? CH4, una molécula orgánica más conocida como metano. Si bien el esfuerzo por reducir las emisiones de gases de efecto invernadero se ha centrado durante mucho tiempo en el dióxido de carbono, el metano es más de 25 veces más potente en su capacidad de atrapar radiación, lo que lo convierte potencialmente en el gas de efecto invernadero más peligroso.

Mientras que científicos e ingenieros han mejorado los métodos para identificar las emisiones de metano y cuantificar su impacto en el calentamiento climático, estudios recientes confirman que el nivel de metano en la atmósfera es más alto de lo que se pensaba anteriormente. Y con las continuas emisiones de metano provenientes de la industria del petróleo y del gas, rellenos sanitarios, agricultura y aguas residuales, ese nivel crece a un ritmo que pone fuera de alcance los objetivos climáticos del Acuerdo de París.

La política y el activismo climático también están abordando el desafío que plantea el metano. Desde el lanzamiento del Compromiso Global de Metano en la cumbre climática COP26 de noviembre de 2021 en Glasgow, 112 naciones acordaron voluntariamente reducir las emisiones globales de metano en un 30 % antes del 2030 en comparación con 2020. La acción rápida en este objetivo de emisiones de metano, según los autores del compromiso, es la “estrategia más efectiva para mantener el objetivo de limitar el calentamiento a 1,5  °C dentro del alcance”.

Además de este enfoque global, están surgiendo regulaciones sobre el metano a nivel nacional y local, especialmente en la industria del petróleo y gas. Estas regulaciones incluyen requisitos tecnológicos mejorados, requisitos de divulgación y transparencia, incentivos para reducir las emisiones de metano e impuestos o tarifas que ponen un precio a los costos ambientales y de salud de las emisiones. La Agencia Internacional de la Energía ofrece un plan de estas iniciativas que varían ampliamente en todo el mundo. En los Estados Unidos, por ejemplo, la administración Biden presiona para que se adopte un plan integral para reducir las emisiones de metano en varios sectores, entre ellos la agricultura, la gestión de rellenos sanitarios, la construcción y la industria pesada.

 

La tecnología actual ofrece una solución

A medida que el panorama regulatorio cambia, las empresas experimentan una mayor presión para reducir las emisiones de metano. Aunque reducir las emisiones puede parecer desafiante, hay buenas noticias: Si bien es más potente que el CO2, el metano permanece en la atmósfera durante un período mucho más corto antes de descomponerse. Centrarse en reducciones rápidas de emisiones de metano puede tener un impacto ampliado a corto plazo en la desaceleración del calentamiento climático, lo que nos permite ganar tiempo para la masiva y compleja misión de reducir el CO2 en la atmósfera.

Y hay noticias aún mejores: hay mucho que se puede hacer para reducir de inmediato las emisiones de metano, con un coste bajo o incluso negativo. De acuerdo con el Programa de las Naciones Unidas para el Medioambiente, las medidas de control específicas existentes en los sectores de combustibles fósiles y desechos podrían reducir más del 30 % de las emisiones de metano esta década. La tecnología, que incluye tecnologías de imagen altamente avanzadas combinadas con nuevas herramientas digitales, sensores remotos, seguimiento de satélites y aeronaves, y sensores y válvulas, puede identificar fugas de metano y otras emisiones en cualquier punto de la cadena de valor. Esta tecnología genera datos que proporcionan una imagen más integral del problema y hacia dónde dirigir la solución.

Y con la tecnología y los sistemas de Emerson, utilizados en lugares que van desde instalaciones de servicio de alimentos hasta ductos de petróleo y gas, se pueden mitigar, reducir o eliminar por completo las emisiones de metano, lo que ayuda a las empresas a cumplir sus objetivos de emisiones.

Reducción de desechos de alimentos, generación de energía y omisión del relleno sanitario

Una fuente importante pero poco conocida de metano son los desechos de alimentos. De acuerdo con la Agencia de Protección Ambiental (EPA), los Estados Unidos enviaron más de 35 millones de toneladas de desechos de alimentos a rellenos sanitarios en 2018, y estos constituyen la tercera contribución más grande al total de emisiones de metano en los Estados Unidos. Un esfuerzo dirigido por la EPA y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U.S. Department of Agriculture, USDA) pretende reducir los desperdicios de alimentos en un 50 % para 2030.

Las instalaciones comerciales de todos los tamaños pueden generar un gran impacto. El centro de convenciones más grande del país, McCormick Place en Chicago, instaló el sistema Grind2Energy de Emerson para reducir sus emisiones de metano. El sistema Grind2Energy procesa los desechos de alimentos del centro en un lodo que se almacena in situ en tanques sellados de manera segura, antes de ser transportados a una planta de digestión anaeróbica.

“En McCormick Square, todo lo que hacemos está profundamente arraigado en un enfoque sostenible que abarca desde nuestro jardín en la terraza hasta nuestros programas de reciclaje in situ y las donaciones de alimentos sobrantes, pasando por las obras de beneficencia del vecindario”, menciona Lori T. Healey, directora ejecutiva de Metropolitan Pier and Exposition Authority. “El sistema Grind2Energy de Emerson nos ayudará a llevar más allá estas iniciativas”.

Desde 2019, la energía renovable generada a partir del lodo rico en energía Grind2Energy de McCormick Place es suficiente para alimentar 12 hogares durante un mes; la cantidad de CO₂ reducida mediante el desvío de residuos a rellenos sanitarios equivale a 101 000 millas menos recorridas en automóvil; y la cantidad potencial de fertilizante creado, rico en nutrientes, es de 3,5 toneladas.

En general, desde 2014, el sistema Grind2Energy de Emerson ha ayudado a escuelas y universidades, estadios de alta capacidad e instalaciones comerciales a desviar 100 millones de libras de desechos de alimentos de rellenos sanitarios; las emisiones equivalen a 83 millones menos de millas recorridas en automóvil.

Tuberías de mejoras

En la industria del petróleo y gas, el desafío es abordar distintos tipos de emisiones, como el metano directo de fugas y ventilación, así como el dióxido de carbono emitido durante la combustión. La ventilación es un ejemplo de liberación intencional de gases a la atmósfera durante las operaciones para ayudar a reducir la sobrepresión. Las recientes regulaciones ambientales en EE. UU. y Canadá se centran especialmente en reducir las emisiones ventiladas de los equipos operados por gas natural, como válvulas directas operadas por gas y sistemas hidráulicos de tipo “gas-over-oil”.

Muchos lugares de petróleo y gas upstream se ubican en áreas muy remotas, de acuerdo con un artículo escrito por Lura Parrent, una ingeniera de Emerson, y Brian Van Vliet, especialista en ventas técnicas de Spartan Controls. Los requisitos de control en las cabezas de pozo y en los sitios de separación temprana son relativamente simples, pero requieren una fuente de energía neumática o eléctrica para operar válvulas y otros instrumentos. Debido a que el aire comprimido o la energía a menudo no están disponibles, muchas empresas utilizan gas natural presurizado para operar sus instrumentos neumáticos y válvulas de control. El sistema funciona bien, pero produce emisiones significativas de metano.

Los controladores neumáticos de “gran purga”, utilizados para muchos propósitos en toda la cadena de valor de petróleo y gas, representan una parte significativa de las liberaciones de metano de la industria, alrededor del 25 % de la liberada por la industria en los EE. UU.,  de acuerdo con EPA.

La tecnología de Emerson ofrece varias alternativas para los operadores de tuberías que reducen o eliminan virtualmente estas emisiones, según el tipo de operación. Estos pueden incluirse en nuevas construcciones o para refaccionar sistemas existentes. Por ejemplo, en Canadá, con la introducción de nuevas y estrictas regulaciones de metano, una compañía de ductos en Columbia Británica se vio obligada a poner a sus operadores hidráulicos en cumplimiento con un requisito de cero emisiones. Para ello, la compañía reemplazó los controladores que liberan metano en cada carrera con el sistema ECAT (tecnología de accionamiento controlado por emisiones) de Emerson. Este sistema, que utiliza la presión del gas en el ducto para alimentar el sistema hidráulico, se basa en un pequeño motor eléctrico alimentado por energía solar para forzar el gas de regreso al ducto y eliminar las emisiones de metano. Esta refacción permitió que la empresa canadiense cumpliese con los nuevos requisitos de manera asequible, sin cambiar el equipo neumático existente.

Las últimas regulaciones sobre la reducción de metano no necesitan ser una carga onerosa para los productores de energía. Según Parrent y Van Vliet, “cuando se tienen en cuenta el costo de créditos de gas o carbono recuperados, el equipo de reemplazo puede generar un ROI rápido, incluso cuando ayuda al sitio a cumplir con los requisitos regulatorios”.

Solución para el futuro

El problema de las emisiones de metano debe abordarse con urgencia, tanto por su potencia como por ser producido por numerosas actividades humanas. Pero la última década nos ha armado con gran parte de la información que necesitamos para orientarla, y muchas de las soluciones tecnológicas y el conocimiento experto ya están al alcance de nuestra mano. Solucionar el problema será bueno tanto para el medio ambiente como para el resultado final.