Metano, um potente gás de efeito estufa que retém cerca de 30 vezes mais calor do que o dióxido de carbono, é comumente liberado de campos de arroz, laticínios, aterros sanitários, e instalações de petróleo e gás - todas abundantes na Califórnia. Agora, o Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (Berkeley Lab) recebeu US $ 6 milhões do estado para encontrar "superemissores" de metano em um esforço para quantificar e potencialmente mitigar as emissões de metano.

Com uma bolsa da Comissão de Energia da Califórnia, o projeto se concentrará no sul do Vale de San Joaquin, uma região onde a indústria de laticínios e a indústria de petróleo e gás são as fontes dominantes de metano. Berkeley Lab está trabalhando em colaboração com a Universidade de Stanford, UC Riverside, a Central California Asthma Collaborative, Aviação Científica, e Bluefield no projeto, apelidado de SUMMATION, ou SUper eMitters de detecção de metano usando aeronaves, Torres, e Rede Observacional Intensiva.

"As estruturas existentes de contabilidade e monitoramento de metano na Califórnia são limitadas em sua capacidade de resolver as emissões na escala de cidades ou instalações individuais, como um campo de petróleo e gás ou uma instalação de processamento de gás natural, muito menos componentes individuais, "disse Sébastien Biraud, um cientista do Berkeley Lab que lidera o esforço. "A ideia deste projeto é baseada no desenvolvimento de um sistema de observação em camadas."

Os pesquisadores estarão monitorando e quantificando as emissões de metano em múltiplas escalas, de escalas regionais para instalações e componentes. Os métodos de detecção incluem a coleta de amostras de ar de uma rede de torres fixas e aeronaves, executando campanhas de campo para testar novas tecnologias, incluindo sensores de baixo custo, dirigir em toda a região usando veículos rodoviários equipados com uma variedade de equipamentos, e levantamento de edifícios residenciais e comerciais.

“Vamos mostrar ao estado como a quantificação das emissões de metano pode ser feita em uma região complexa, e, com sorte, demonstrar que nossa abordagem pode ser replicada de maneira econômica em outras áreas de interesse na Califórnia, como a área da baía de São Francisco ou a região de Sacramento, "Biraud disse." O objetivo é projetar uma estrutura, mostre que funciona, e expandi-lo para todo o estado. "

Desafios do monitoramento preciso do metano

O metano é classificado como um poluente climático de curta duração, uma vez que permanece na atmosfera apenas cerca de 10 anos, enquanto o dióxido de carbono, o gás de efeito estufa antropogênico mais abundante, permanece na atmosfera por cerca de 100 anos. A Califórnia é obrigada a reduzir suas emissões de gases de efeito estufa sob várias leis e ordens executivas, e priorizou a redução de poluentes climáticos de curta duração como forma de causar um impacto benéfico mais imediato sobre a mudança climática e a saúde pública.

Por exemplo, A Califórnia aprovou a Lei de Resfriamento da Califórnia no ano passado, banindo certos hidrofluorocarbonos em novos sistemas de ar condicionado e refrigeração. E após o desastre do Aliso Canyon em 2015, um vazamento massivo de uma instalação de armazenamento de gás natural no sul da Califórnia, o estado adotou um regulamento do ar exigindo o monitoramento trimestral das emissões de metano de poços de petróleo e gás, instalações de processamento de gás natural, e outros equipamentos utilizados no processamento e entrega de petróleo e gás natural.

Também faz inventários regulares das emissões de gases de efeito estufa da Califórnia, mas numerosos estudos, incluindo do Berkeley Lab, descobriram que os inventários oficiais podem estar subestimando as emissões de metano. O sul do Vale de San Joaquin é particularmente carente de observações atmosféricas confiáveis ​​de metano. Combinado com a complexidade das fontes desta região, isso se traduz em incerteza significativa na magnitude e distribuição total (no espaço, Tempo, setor) das emissões de metano na região.

A maioria das emissões de metano de superemissores

O principal alvo de SUMMATION são os grandes emissores. "As emissões de metano podem ser na forma de uma área distribuída de pequenos vazamentos, o que é difícil de resolver, ou de um grande superemissor, que é uma fruta fácil de alcançar, “Disse Biraud.“ Uma pesquisa de metano em todo o estado liderada pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA de 2015 a 2017 descobriu que 80% das emissões de metano na Califórnia são de 25% das fontes; em alguns casos, apenas 1% das fontes contribuem com mais da metade das emissões. Um superemissor pode ser um laticínio, pode ser um aterro sanitário que não está bem conservado, ou pode ser uma estação de compressão de gás natural com vazamento. "

Tendo vários métodos de coleta, incluindo campanhas de campo contínuas e frequentes, melhorará a detecção e o monitoramento. "Muitas fontes não são persistentes - podem durar alguns meses, então fora, "Biraud disse." Se você fizer pesquisas uma ou duas vezes por ano, você está pescando. Você pode ver uma fonte, você não pode. Com uma rede persistente de torres, você aborda a natureza das fontes intermitentes. "

A equipe SUMMATION usará rastreadores para ajudar a atribuir a origem do metano. Por exemplo, certos alcanos (como o etano) estão presentes no metano das operações de petróleo e gás, mas não estão presentes no metano das operações de laticínios.

Um componente chave do projeto é avaliar sensores de metano de baixo custo. “Existem novas tecnologias emergentes, "Biraud disse." Vamos convidar as empresas a participar, em seguida, implantar alguns deles ao longo de um período de um ano. "

Com observações e análise de dados da estrutura do sistema de observação em camadas desenvolvido no Condado de Kern, Os pesquisadores do Berkeley Lab farão uma análise econômica, procurando maneiras econômicas de implantar algumas dessas tecnologias para resolver certas questões em outras partes do estado.

Outro aspecto importante do projeto inclui o envolvimento das partes interessadas e da comunidade. "Estaremos alcançando comunidades carentes, tanto para educá-los sobre as emissões de metano quanto para ouvir sobre suas preocupações, a fim de informar o desenvolvimento de sistemas de medição futuros, "Biraud disse." Essas comunidades são afetadas desproporcionalmente por metano e VOCs [compostos orgânicos voláteis]. "