Metano, un potente gas de efecto invernadero que atrapa unas 30 veces más calor que el dióxido de carbono, se libera comúnmente de los campos de arroz, lecherías, vertederos e instalaciones de petróleo y gas, todas las cuales abundan en California. Ahora, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab) ha recibido $ 6 millones del estado para encontrar "súper emisores" de metano en un esfuerzo por cuantificar y potencialmente mitigar las emisiones de metano.

Con una subvención de la Comisión de Energía de California, el proyecto se centrará en el sur del Valle de San Joaquín, una región donde la industria láctea y la industria del petróleo y el gas son las fuentes dominantes de metano. Berkeley Lab está trabajando en colaboración con la Universidad de Stanford, UC Riverside, la Colaboración del Asma de California Central, Aviación científica, y Bluefield en el proyecto, apodado SUMMATION, o SUPER eMitters de detección de metano utilizando aeronaves, Torres y Red Intensiva de Observación.

"Los marcos de monitoreo y contabilidad de metano existentes en California están limitados en su capacidad para resolver emisiones a escala de ciudades o instalaciones individuales, como un campo de petróleo y gas o una instalación de procesamiento de gas natural, mucho menos componentes individuales, "dijo Sébastien Biraud, un científico de Berkeley Lab que lidera el esfuerzo. "La idea de este proyecto se basa en el desarrollo de un sistema de observación escalonado".

Los investigadores monitorearán y cuantificarán las emisiones de metano a múltiples escalas, desde escalas regionales a instalaciones y componentes. Los métodos de detección incluyen la recolección de muestras de aire de una red de torres fijas y aviones, ejecutar campañas de campo para probar nuevas tecnologías, incluidos sensores de bajo costo, conducir en toda la región utilizando vehículos de carretera equipados con una variedad de equipos, y topografía de edificios residenciales y comerciales.

"Mostraremos al estado cómo se puede realizar la cuantificación de las emisiones de metano en una región compleja, y, con suerte, demostrar que nuestro enfoque se puede replicar de manera rentable en otras áreas de interés en California, como el Área de la Bahía de San Francisco o la región de Sacramento, ", Dijo Biraud." El objetivo es diseñar un marco, demuestre que funciona, y expandirlo por todo el estado ".

Desafíos de la monitorización precisa del metano

El metano está clasificado como un contaminante climático de corta duración ya que permanece en la atmósfera solo unos 10 años. mientras que el dióxido de carbono, el gas de efecto invernadero antropogénico más abundante, permanece en la atmósfera durante unos 100 años. California tiene el mandato de reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero según varias leyes y órdenes ejecutivas, y ha priorizado la reducción de los contaminantes climáticos de vida corta como una forma de lograr un impacto beneficioso más inmediato sobre el cambio climático y la salud pública.

Por ejemplo, California aprobó el año pasado la Ley de Enfriamiento de California que prohíbe ciertos hidrofluorocarbonos en los nuevos sistemas de aire acondicionado y refrigeración. Y tras el desastre de Aliso Canyon en 2015, una fuga masiva de una instalación de almacenamiento de gas natural en el sur de California, el estado adoptó una regulación del aire que requiere el monitoreo trimestral de las emisiones de metano de los pozos de petróleo y gas, instalaciones de procesamiento de gas natural, y otros equipos utilizados en el procesamiento y suministro de petróleo y gas natural.

También realiza inventarios regulares de las emisiones de gases de efecto invernadero de California, pero numerosos estudios, incluso de Berkeley Lab, han descubierto que los inventarios oficiales podrían estar subestimando las emisiones de metano. El sur del Valle de San Joaquín carece particularmente de observaciones atmosféricas confiables de metano. Combinado con la complejidad de las fuentes de esta región, esto se traduce en una incertidumbre significativa en la magnitud total y la distribución (en el espacio, tiempo, y sector) de las emisiones de metano en la región.

La mayoría de las emisiones de metano de los súper emisores

El objetivo principal de SUMMATION son los grandes emisores. "Las emisiones de metano podrían tener la forma de un área distribuida de pequeñas fugas, que es difícil de abordar, o de un gran super emisor, que es fruta madura, ", Dijo Biraud." Un estudio de metano en todo el estado dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA desde 2015 hasta 2017 encontró que el 80% de las emisiones de metano en California provienen del 25% de las fuentes; en algunos casos, tan solo el 1% de las fuentes contribuyen con más de la mitad de las emisiones. Un súper emisor podría ser una lechería, podría ser un vertedero que no está bien mantenido, o podría ser una estación compresora de gas natural con fugas ".

Tener múltiples métodos de recolección, incluyendo campañas de campo continuas y frecuentes, mejorará la detección y el seguimiento. "Muchas fuentes no son persistentes; podrían estar encendidas durante unos meses, luego fuera, ", Dijo Biraud." Si solo realiza encuestas una o dos veces al año, estás pescando. Puede que veas una fuente puede que no. Con una persistente red de torres, aborda la naturaleza de las fuentes intermitentes ".

El equipo de SUMMATION utilizará trazadores para ayudar a atribuir la fuente de metano. Por ejemplo, ciertos alcanos (como el etano) están presentes en el metano de las operaciones de petróleo y gas, pero no están presentes en el metano de las operaciones lácteas.

Un componente clave del proyecto es evaluar sensores de metano de bajo costo. "Están surgiendo nuevas tecnologías, ", Dijo Biraud." Invitaremos a las empresas a participar, luego, implemente algunos de ellos durante un período de un año ".

Con observaciones y análisis de datos del marco del sistema de observación por niveles desarrollado en el condado de Kern, Los investigadores de Berkeley Lab realizarán un análisis económico, buscando formas rentables de implementar algunas de estas tecnologías para abordar ciertas preguntas en otras partes del estado.

Otro aspecto importante del proyecto incluye la participación de las partes interesadas y la comunidad. "Llegaremos a comunidades desfavorecidas, tanto para educarlos sobre las emisiones de metano como para escuchar sus preocupaciones con el fin de informar el desarrollo de futuros sistemas de medición, ", Dijo Biraud." Estas comunidades se ven afectadas de manera desproporcionada por el metano y los COV [compuestos orgánicos volátiles] ".