É hora de combater as emissões de metano, um gás do efeito estufa potente e invisível

O que as vacas, os gasodutos e os aterros têm em comum? CH4, uma molécula orgânica mais conhecida como metano. Embora o esforço para conter as emissões de gases de efeito estufa tenha se concentrado há muito tempo no dióxido de carbono, o metano é mais de 25 vezes mais potente em sua capacidade de capturar radiação, tornando-o potencialmente o gás de efeito estufa mais perigoso.

À medida que cientistas e engenheiros aprimoraram métodos para identificar emissões de metano e quantificar seu impacto no aquecimento climático, estudos recentes confirmam que o nível de metano na atmosfera é maior do que se pensava. E com as contínuas emissões de metano da indústria de óleo e gás, aterros, agricultura e águas residuais, esse nível está crescendo a um ritmo que coloca as metas climáticas do Acordo de Paris fora de alcance.

A política e o ativismo climático também estão cientes do desafio que o metano representa. Desde o lançamento do Global Methane Pledge (Compromisso Global de Metano) na cúpula climática da COP26 de novembro de 2021 em Glasgow, 112 nações concordaram voluntariamente em reduzir as emissões globais de metano em 30% até 2030 em comparação com 2020. A ação rápida sobre essa meta de emissões de metano, de acordo com os autores do compromisso, é a “estratégia mais eficaz para manter a meta de limitar o aquecimento a 1,5 ⁰C dentro do alcance”.

Além desse foco global, as regulamentações do metano estão surgindo nos níveis nacional e local, especialmente na indústria de óleo e gás. Esses regulamentos incluem requisitos tecnológicos aprimorados, requisitos de divulgação e transparência, incentivos para a redução de emissões de metano e impostos ou taxas que colocam um preço nos custos ambientais e de saúde das emissões. A Agência Internacional de Energia oferece um plano de ação desses esforços, que variam bastante em todo o mundo. Nos Estados Unidos, por exemplo, a administração Biden está pressionando a adoção de um plano abrangente para diminuir as emissões de metano em vários setores, incluindo agricultura, gestão de aterros, construção e indústria pesada.

A tecnologia atual oferece uma solução

À medida que o cenário regulatório muda, as empresas estão vivenciando uma pressão crescente para reduzir as emissões de metano. Embora a redução das emissões possa parecer desafiadora, há boas notícias: embora seja mais potente que o CO2, o metano permanece na atmosfera por um período muito mais curto antes de se decompor. Concentrar-se em reduções rápidas nas emissões de metano pode ter um impacto ampliado a curto prazo na desaceleração do aquecimento climático, ganhando tempo para a missão colossal e complexa de reduzir o CO2 na atmosfera.

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E há notícias ainda melhores: muito pode ser feito para reduzir imediatamente as emissões de metano a um custo baixo ou até mesmo negativo. De acordo com o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente, as medidas de controle direcionadas existentes nos setores de combustíveis fósseis e resíduos poderiam reduzir mais de 30% das emissões de metano nesta década. A tecnologia, incluindo tecnologias de imagem altamente avançadas combinadas com novas ferramentas digitais, sensores remotos, rastreamento de satélites e aeronaves, sensores e válvulas, podem identificar vazamentos de metano e outras emissões a qualquer momento ao longo da cadeia de valor. Essa tecnologia gera dados que fornecem um quadro mais abrangente do problema e onde direcionar a solução.

E com a tecnologia e os sistemas da Emerson, usados em locais desde instalações de serviços alimentares até tubulações de óleo e gás, as emissões de metano podem ser mitigadas, reduzidas ou eliminadas completamente, ajudando as empresas a cumprir suas metas de emissão.

Reduzindo o desperdício de alimentos, gerando energia e evitando o aterro sanitário

Uma das principais fontes de metano (e pouco conhecida) são os resíduos alimentares. De acordo com o Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA, em inglês), só os Estados Unidos enviaram mais de 35 milhões de toneladas de resíduos alimentares para aterros em 2018, e os aterros são o terceiro maior contribuinte para o total de emissões de metano nos EUA. Um esforço liderado pela EPA e pelo Departamento de Agricultura dos EUA (USDA) tem como objetivo reduzir os resíduos alimentares em 50% até 2030.

Instalações comerciais de todos os tamanhos podem ajudar a causar um grande impacto. O maior centro de convenções do país, McCormick Place em Chicago, instalou o sistema Grind2Energy da Emerson para reduzir suas emissões de metano. O sistema Grind2Energy processa resíduos alimentares do centro em uma pasta, que é armazenada no local em tanques selados com segurança antes de ser transportado para uma instalação de digestão anaeróbia.

“Do nosso jardim no telhado até nossos programas de reciclagem local e doações de excesso de alimentos para instituições de caridade do bairro, uma abordagem sustentável está profundamente arraigada em tudo o que fazemos na McCormick Square”, diz Lori T. Healey, diretora executiva da Metropolitan Pier and Exposition Authority. O sistema Grind2Energy da Emerson nos ajudará a avançar com esses esforços.

Desde 2019, a energia renovável criada com base na pasta rica em energia proveniente do Grind2Energy na McCormick Place é suficiente para alimentar 12 casas por um mês; a quantidade de CO2 reduzida ao desviar resíduos para aterros é o equivalente a 101.000 milhas automobilísticas a menos; e a quantidade potencial de fertilizante rico em nutrientes criada é de 3,5 toneladas.

No geral, desde 2014, o sistema Grind2Energy da Emerson tem ajudado faculdades e universidades, estádios de alta capacidade e instalações comerciais a desviar 100 milhões de libras em resíduos alimentaresde aterros sanitários, o equivalente a 83 milhões de milhas automobilísticas a menos.

Canal de melhorias

Na indústria de óleo e gás, o desafio é destinar diferentes tipos de emissões, como o metano proveniente de vazamentos e ventilação, bem como o dióxido de carbono que é emitido durante a combustão. A ventilação é um exemplo de liberação intencional de gases na atmosfera durante as operações para ajudar a reduzir a sobrepressão. As recentes regulamentações ambientais nos EUA e Canadá estão especialmente focadas em reduzir as emissões provenientes da ventilação de equipamentos operados a gás natural, como válvulas diretas operadas a gás e sistemas hidráulicos de gás sobre óleo.

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Muitos locais de extração de óleo e gás upstream estão localizados em áreas remotas, de acordo com um artigo de ​​Lura Parrent, engenheira da Emerson, e Brian Van Vliet, especialista em vendas técnicas da Spartan Controls. Os requisitos de controle na boca de poço e em pontos de separação inicial são relativamente simples, mas exigem uma fonte de energia pneumática ou elétrica para operar válvulas e outros instrumentos. Como ar comprimido ou energia geralmente não estão disponíveis, muitas empresas usam gás natural pressurizado para operar seus instrumentos pneumáticos e válvulas de controle. O sistema funciona bem, mas produz emissões significativas de metano.

Controladores pneumáticos de “alta purga”, usados para muitos propósitos em toda a cadeia de valor de óleo e gás, representam uma parte significativa das liberações de metano do setor: cerca de 25% da liberação pela indústria nos EUA, de acordo com a EPA.

A tecnologia da Emerson fornece várias alternativas para operadores de dutos que reduzem ou praticamente eliminam essas emissões, dependendo do tipo de operação. Elas podem ser incluídos em novas construções ou para adequação de sistemas existentes. Por exemplo, no Canadá, com a introdução de novas regulamentações rigorosas de metano, uma empresa de dutos na Colúmbia Britânica foi forçada a colocar seus operadores hidráulicos em conformidade com um requisito de emissões zero. Para isso, a empresa substituiu os controladores que liberam metano em cada atuação pelo sistema ECAT (Tecnologia de Atuadores com emissões controladas) da Emerson. Esse sistema, que usa a pressão do gás na tubulação para alimentar o sistema hidráulico, depende de um pequeno motor elétrico alimentado por energia solar para forçar o retorno do gás à tubulação, eliminando as emissões de metano. Esta adequação permitiu que a empresa canadense atendesse aos novos requisitos a preços acessíveis, mantendo o equipamento pneumático existente no lugar.

Os últimos regulamentos de redução de metano não precisam ser um fardo oneroso e custoso para os produtores de energia. De acordo com Parrent e Van Vliet, “quando o custo do gás recuperado e/ou créditos de carbono são considerados, o equipamento de substituição pode gerar um ROI rápido, ao passo que ajuda a planta a cumprir os requisitos regulatórios”.

Solução para o futuro

É preciso lidar com o problema das emissões de metano urgentemente, tanto por causa de seu potencial quanto pela produção em tantas áreas de atividade humana. Mas na última década nos armamos de grande parte das informações que precisamos para atingir as metas, e muitas das soluções tecnológicas e conhecimento especializado já estão ao nosso alcance. Resolver o problema será bom tanto para o ambiente quanto para o resultado final.