È il momento di combattere le emissioni di metano, un gas serra potente e invisibile

Cosa hanno in comune mucche, condotte di gas e discariche? CH4, una molecola organica meglio nota come metano. Sebbene lo sforzo per ridurre le emissioni di gas serra si è concentrato a lungo sull'anidride carbonica, il metano è più di 25 volte più potente nella capacità di intrappolare le radiazioni, quindi è potenzialmente il gas serra più pericoloso.

Mentre scienziati e ingegneri hanno migliorato i metodi per identificare le emissioni di metano e quantificarne l'impatto sul riscaldamento climatico, recenti studi confermano che il livello di metano nell'atmosfera è più alto di quanto si pensasse. Con le continue emissioni di metano da parte dell'industria petrolifera e del gas, delle discariche, dell'agricoltura e delle acque reflue, il livello sta crescendo a un ritmo che vanifica gli obiettivi climatici dell'accordo di Parigi.

Anche l'attivismo per la politica e il clima è in ritardo rispetto alla sfida posta dal metano. Dal lancio dell'Impegno globale per il metano al vertice sul clima COP26 del novembre 2021 a Glasgow, 112 nazioni hanno volontariamente deciso di ridurre le emissioni globali di metano del 30% entro il 2030 rispetto al 2020. Un intervento rapido su questo obiettivo rispetto alle emissioni di metano, secondo gli autori del Pledge, è la "singola strategia più efficace per mantenere raggiungibile l'obiettivo di limitare il riscaldamento a 1,5° centigradi".

Oltre a questa attenzione globale, stanno emergendo normative sul metano a livello nazionale e locale, soprattutto nel settore petrolifero e del gas. Tali normative includono requisiti tecnologici migliorati, requisiti di divulgazione e trasparenza, incentivi per ridurre le emissioni di metano e tasse che impongono un prezzo sui costi ambientali e sulla salute delle emissioni. L'Agenzia internazionale dell'energia offre un tabella di marcia per questi sforzi, che variano ampiamente nel mondo. Negli Stati Uniti, per esempio, l'amministrazione di Biden sta spingendo per l'adozione di un piano complessivo per ridurre le emissioni di metano in vari settori, tra cui l'agricoltura, la gestione delle discariche, l'edilizia e l'industria pesante.

La tecnologia odierna offre una soluzione

Con l'evoluzione delle normative, le aziende stanno subendo una pressione crescente per ridurre le emissioni di metano. Sebbene la riduzione delle emissioni possa sembrare impegnativa, ci sono buone notizie: sebbene sia più potente della CO2, il metano resta nell'atmosfera per un periodo molto più breve prima di scomporsi. Concentrarsi sulla rapida riduzione delle emissioni di metano può avere un grande impatto a breve termine sul rallentamento del riscaldamento climatico, consentendoci di guadagnare tempo per la missione globale e complessa di ridurre la CO2 nell'atmosfera.

Immagine ad alta risoluzione

Ci sono notizie ancora migliori: è possibile fare molto per ridurre immediatamente le emissioni di metano, con un costo basso o addirittura negativo. Secondo il Programma delle Nazioni Unite per l'ambiente, le misure di controllo mirate esistenti nei settori dei combustibili fossili e dei rifiuti potrebbero ridurre di oltre il 30% le emissioni di metano in questo decennio. La tecnologia, comprese le tecnologie di diagnostica altamente avanzate combinate con nuovi strumenti digitali, sensori remoti, tracciamento satellitare e aereo, sensori e valvole, è in grado di identificare le perdite di metano e altre emissioni in qualsiasi punto lungo la catena del valore. Questa tecnologia genera dati che forniscono un'immagine più completa del problema e indicano dove indirizzare la soluzione.

Grazie alla tecnologia e ai sistemi Emerson, utilizzati dalle strutture di servizi alimentari alle condutture di petrolio e gas, le emissioni di metano possono essere mitigate, ridotte o completamente eliminate, aiutando le aziende a raggiungere gli obiettivi relativi alle emissioni.

Riduzione dei rifiuti alimentari, generazione di energia e riduzione dei rifiuti in discarica

Una delle fonti di metano, ancora poco note, è lo spreco alimentare. Secondo l'Agenzia per la protezione ambientale (EPA), nel 2018 i soli Stati Uniti hanno inviato alle discariche oltre 35 milioni di tonnellate di rifiuti alimentari e le discariche sono il terzo principale fattore che ha contribuito alle emissioni totali di metano degli Stati Uniti. Uno sforzo guidato dall'EPA e dal Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti (USDA) mira a ridurre i rifiuti alimentari del 50% entro il 2030.

Strutture commerciali di tutte le dimensioni possono contribuire a creare un grande impatto. Il più grande centro congressi del paese, McCormick Place a Chicago, ha installato il sistema Grind2Energy di Emerson per ridurre le emissioni di metano. Il sistema Grind2Energy trasforma i rifiuti alimentari del centro in liquidi con sospensioni solide, che vengono stoccati in serbatoi sigillati in modo sicuro prima di essere trasportati in un impianto di decomposizione anaerobica.

"Dal giardino sul tetto, ai programmi di riciclaggio in sede, alle donazioni di generi alimentari in eccesso alle organizzazioni di beneficenza locali, abbiamo integrato comportamenti e approcci sostenibili in tutte le attività di McCormick Square", ha dichiarato Lori T. Healey, chief executive officer del Metropolitan Pier and Exposition Authority. "Il sistema Grind2Energy di Emerson ci aiuterà a estendere ulteriormente questo impegno".

Dal 2019, l'energia rinnovabile creata dai liquidi con sospensioni solide ricchi di energia di Grind2Energy del McCormick Place è sufficiente per alimentare 12 case per un mese; la quantità di CO2 ridotta deviando i rifiuti dalle discariche equivale a oltre 160.000 chilometri in meno percorsi in automobile e la quantità potenziale di fertilizzante ricco di nutrienti creata è di 3,5 tonnellate.

Nel complesso, dal 2014, il sistema Grind2Energy di Emerson ha aiutato college e università, stadi ad alta capacità e strutture commerciali a deviare oltre 45.000 tonnellate di rifiuti alimentaridalle discariche, con emissioni equivalenti a oltre 133 milioni di chilometri percorsi in automobile in meno.

Una serie di miglioramenti

Nel settore petrolifero e del gas, la sfida consiste nell'affrontare diversi tipi di emissioni, come il metano diretto proveniente da perdite e sfiati e l'anidride carbonica emessa durante la combustione. Lo sfiato è un esempio di rilascio intenzionale di gas nell'atmosfera durante le operazioni per contribuire a ridurre la sovrappressione. Le recenti normative ambientali negli Stati Uniti e in Canada si concentrano in particolare sul taglio delle emissioni da sfiati delle apparecchiature azionate da gas naturale, come le valvole ad azionamento diretto a gas e i sistemi idraulici di gas su petrolio.

Immagine ad alta risoluzione


Molti siti upstream per petrolio e gas si trovano in aree molto remote, secondo un articolo di Lura Parrent, ingegnere di Emerson, e Brian Van Vliet, tecnico di vendita presso Spartan Controls. ​​ I requisiti di controllo sulla testa di pozzo e i siti di separazione precoce sono relativamente semplici, ma richiedono una fonte di energia pneumatica o elettrica per azionare le valvole e altri strumenti. Poiché l'aria compressa o l'alimentazione elettrica spesso non sono disponibili, molte aziende utilizzano gas naturale pressurizzato per azionare gli strumenti pneumatici e le valvole di controllo. Il sistema funziona bene, ma produce significative emissioni di metano.

I controllori pneumatici a sfiato elevato, utilizzati per molti scopi nella catena del valore di petrolio e gas, rappresentano una quota significativa delle emissioni di metano del settore, circa il 25% di quello rilasciato negli Stati Uniti, secondo l'EPA.

La tecnologia Emerson offre agli operatori dei gasdotti diverse alternative che riducono o eliminano tali emissioni, secondo il tipo di funzionamento. Possono essere incluse in nuove costruzioni o per aggiornare sistemi esistenti. Per esempio, in Canada, con l'introduzione di nuove severe normative sul metano, un gasdotto della Columbia Britannica è stato costretto a conformare i propri operatori idraulici a un requisito di zero emissioni. Per farlo, l'azienda ha sostituito i controllori che rilasciano metano ad ogni corsa con il sistema ECAT (tecnologia di attuazione con emissioni controllate) di Emerson. Questo sistema, che utilizza la pressione del gas nella tubazione per alimentare l'impianto idraulico, si affida a un piccolo motore elettrico alimentato da energia solare per riportare il gas nel condotto, eliminando le emissioni di metano. Questo aggiornamento ha consentito all'azienda canadese di soddisfare i nuovi requisiti in modo economicamente accessibile, mantenendo in funzione le apparecchiature pneumatiche esistenti.

Le normative più recenti sulla riduzione del metano non devono essere un peso oneroso e costoso per i produttori di energia. Secondo Parrent e Van Vliet, "Quando si considera il costo del gas recuperato e/o dei crediti di carbonio, l'apparecchiatura sostitutiva può generare un ROI rapido, oltre ad aiutare il sito a soddisfare i requisiti normativi".

Soluzioni per il futuro

Il problema delle emissioni di metano deve essere affrontato con urgenza, sia per la sua forza che per la sua produzione da tante aree dell'attività umana. Ma l'ultimo decennio ci ha dotato di molte delle informazioni di cui abbiamo bisogno per affrontarlo, e molte soluzioni tecnologiche e conoscenze degli esperti sono già disponibili. Risolvere il problema sarà un bene sia per l'ambiente che per i profitti.