I pozzi di petrolio abbandonati emettono livelli significativi di metano: uno studio

Da “Resilience”. Traduzione di MR

Di Andrew Nikiforuk, pubblicato originariamente su The Tyee

Uno studio dell'Università di Princeton ha scoperto che le perdite dai pozzi di petrolio e gas abbandonati pongono non solo un rischio alle falde acquifere, ma rappresentano una minaccia crescente al clima. Fra 200.000 e 900.000 pozzi abbandonati nello stato della Pennsylvania è probabile che contribuiscano dal 4 al 7% delle emissioni antropogeniche di metano in quella giurisdizione, una fonte della quale prima non si teneva conto, dice lo studio. La Pennsylvania, come l'Alberta in Canada, è la più vecchia produttrice di petrolio e gas negli Stati Uniti e la scena di una forte controversia ambientale dovuta all'impatto della fratturazione idraulica sul suo panorama abbondantemente trivellato. Di conseguenza, le perdite dalle infrastrutture di gas di scisto e da quelle convenzionali potrebbe rendere questa industria più sporca di quella della produzione di carbone.

Gli scienziati del campo hanno coerentemente rilevato che i modelli usati dall'industria del petrolio e del gas e dai legislatori sottostimano significativamente le perdite di metano da valvole, pompe, gasdotti, impianti di gas e pozzi produttivi. Ora sono stati aggiunti all'elenco anche i pozzi abbandonati. L'esperto di metano ed ecologista dell'Università di Cornell Robert Howarth ha detto che il nuovo studio è importante perché illustra che le emissioni delle attività di petrolio e gas sono molto maggiori di quanto stimino il governo e l'industria. Il problema dei pozzi abbandonati che perdono “non è stato studiato bene nel passato e non viene considerato affatto dalla statunitense EPA nelle sue stime delle emissioni di gas serra, né viene considerato da altri studi accademici come il mio. E' un ulteriore esempio di quanto poco sappiamo in realtà sulle emissioni di metano da parte dell'industria del gas e del petrolio e una ragione in più per credere che l'EPA abbia gravemente sottostimato le emissioni totali”, ha detto.

Non c'è niente di terribilmente unico riguarda la Pennsylvania, ha aggiunto Howarth, “quindi mi aspetterei che questo sia un problema che colpisce gran parte se non tutti i giacimenti di gas e petrolio”. Il problema della perdita dei pozzi, tuttavia, è diffuso e globale e coinvolge milioni di pozzi di petrolio e gas. I guasti dei pozzi nei giacimenti in alto mare della Norvegia, per esempio, avevano una media del 24% in un'analisi, mentre i guasti dei pozzi appena fratturati in Pennsylvania hanno una media del 6,4%. Saskatchewan mostra i  tassi di guasti come corrispondenti al 20%. Perdite estese da pozzi di petrolio pesante (fino al 45%) sono risultate in contaminazione di acqua di falda documentate dell'area di Lloydminster al confine fra Alberta e Saskatchewan.

Fuga di gas

Le scoperte della Kang rafforzano le scoperte di uno studio dell'Università di Waterloo che ha chiamato i 500.000 pozzi che perdono della nazione una minaccia alla sicurezza pubblica e all'ambiente  a causa del “potenziale deterioramento della qualità dell'acqua di falda, dei contributi in emissioni di gas serra e ai rischi di esplosione se il gas metano si accumula in aree non adeguatamente ventilate”.

Lo studio di Waterloo ha anche fatto appello ai legislatori e all'industria perché monitorizzino e misurino immediatamente le emissioni da decine di migliaia di pozzi abbandonati nel Canada occidentale. Ha anche osservato che le emissioni di gas documentate dai pozzi rappresentano solo una parte di quello che sta uscendo sottoterra verso le acque di falda o verso altre formazioni. In Pennsylvania, la Kang ha scoperto che i pozzi abbandonati perdono in media circa 96 metri cubi all'anno, ma potrebbero esserci da 280.000 ai 970.000 di tali pozzi in quel solo stato. Circa il 16% di tutti i pozzi non perdevano piccole quantità, ma sembrano essere dei “super emettitori” o sputa metano. Il pozzo più inquinante emetteva 3,2 metri cubi di gas al giorno, o 1.168 metri cubi di gas all'anno. E' quasi il corrispettivo di 300 dollari all'anno. In confronto, secondo Enbridge, un residente tipico canadese usa 3.064 metri cubi di gas all'anno per riscaldare la propria casa e la propria acqua. Circa il 10% di tutti i pozzi nella Columbia Britannica  perdono, ma non viene fatto alcun monitoraggio sul tasso di perdite dai 10.000 pozzi inattivi o abbandonati della provincia. Alcuni pozzi di gas di scisto da fracking in produzione sono diventati super emettitori e perdono 3.000 metri cubi all'anno.

Altre scoperte sorprendenti

La Kang ha anche fatto diverse altre scoperte sorprendenti. Le perdite di metano dai pozzi chiusi, che vengono adeguatamente sigillati con cemento al momento del loro abbandono, avevano dei tassi alti quanto quelli non chiusi. I pozzi collegati alle formazioni di arenaria perdevano di più dei pozzi di altre formazioni. La Kang ha trovato anche etano, propano e n-butano mescolati al metano – tutti indicatori che il gas proveniva da zone mirate dall'industria anziché da paludi e fonti naturali. L'impulso di metano che finisce in atmosfera è anche cambiato nel tempo. Durante l'inverno le perdite diventavano minori, mentre durante l'estate usciva sempre più metano dai pozzi. Le scoperte drammatiche dello studio di Princeton illustra ancora una volta che i sigilli di cemento nei dei pozzi abbandonati ed attivi si spaccano, riducono e fratturano col tempo, permettendo al metano di fuoriuscire e trovare il percorso di minore resistenza, come le fratture naturali. Il gas vagante può percorrere distanze fino a 14 km di distanza e fuoriuscire in fiumi e case. Per fare in modo che i legislatori e l'industria affrontino il problema, la Kang ha suggerito nella sua tesi di dottorato che “I gas, compresi metano ed altri idrocarburi, emessi da pozzi di petrolio e gas” dovrebbero essere considerati “come una risorsa energetica alternativa”.

Più abbandonati che bonificati

L'inquinamento dell'acqua potabile col metano è stata documentata in Pennsylvania, Colorado e Texas, o dovunque la fratturazione idraulica e la trivellazione intensiva abbia avuto luogo. Ma in molti casi, i legislatori hanno messo da parte le prove scientifiche e concluso che il metano fuoriesce naturalmente. Il Legislatore Energetico dell'Alberta conserva un database delle perdite di 316.439 pozzi riportate dall'industria a a pertire dal 1910. Ma non è di pubblico dominio e il legislatore non ha alcuna politica per testare le perdite di gas dai pozzi una volta che vengono abbandonati. Attualmente, la responsabilità per l'abbandono e la bonifica dei pozzi, dei gasdotti e degli impianti inattivi assomma a 32 miliardi di dollari nell'Alberta. Eppure il legislatore ha 279 milioni di dollari in obbligazioni per ripulire il pasticcio. Le compagnie di petrolio e gas stanno abbandonando i pozzi ad un ritmo molto più veloce di quanto non li stiano bonificando, un processo che comprende una valutazione del cemento e il posizionamento di uno sfiato in cima al pozzo.

Concentrazione di pozzi attivi ed abbandonati in Nord America. Un numero fra l1,9 e il 75% di questi perde metano. Fonte: Richard Davies / Marine and Petroleum Geology Journal.

Theresa Watson, una ex legislatrice dell'Alberta, ha osservato in una presentazione del 2013 che un numero sempre maggiore di pozzi multi-livello fratturati idraulicamente stavano entrando in contatto con pozzi preesistenti col “potenziale di colpire i possedimenti (altre proprietà dell'industria) e le acqua di falda”. Ad oggi, ci sono stati più di 20 casi di industrie che eseguono lavori di fratturazione ad alta pressione che si sono congiunti a pozzi vicini, risultando in eruzioni di fluidi tossici in superficie. Alcuni cosiddetti “successi del fracking” hanno viaggiato per 2.400 metri attraverso fratture o anomalie naturali o provocate dall'uomo prima di giungere in superficie. Più di 30 eventi del genere sono accaduti nella Columbia Britannica. Tutte mettono a rischio le falde acquifere. “Gli scheletri stanno uscendo dall'armadio”, ha detto. La Winston nella sua presentazione. La Kang ha concluso che i governi devono fare un lavoro migliore nel riportare e monitorare i pozzi abbandonati, perché sembrano essere una fonte significativa ed inaspettata di emissioni di metano di cui non si tiene conto. “Servono misure supplementari per caratterizzare e determinare la distribuzione dei flussi di metano dai pozzi abbandonati di petrolio e gas in Pennsylvania ed in altre regioni”, ha scritto. Un grande studio del 2014 del ricercatore britannico Richard Davies su Marine and Petroleum Geology è giunto alla stessa conclusione ed ha richiesto un monitoraggio sistematico e a lungo termine si dei pozzi attivi si di quelli abbandonati.

Rilascio di metano dalle trivellazioni: Nuovi dati indicano che era stato fortemente sottostimato

Da “Los Angeles Times”. Traduzione di MR

La torre di un pozzo nella Pennsylvania sud-occidentale. Un nuovo studio scopre che i livelli di metano sopra i pozzi di gas di scisto durante la fase di trivellazione sono fino a 1000 volta più alti di quanto stimato dalla EPA. (Foto, per gentile concessione di Dana Caulton)

Di Neela Banerjee

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Le operazioni di trivellazione di diversi pozzi di gas naturale nella Pennsylvania sud-occidentale hanno rilasciato metano nell'atmosfera a tassi che erano da 100 a 1000 volte maggiori di quanto stimato dalle autorità di regolamentazione federali, come mostra una nuova ricerca.

Usando un aereo che è stato attrezzato specificamente per misurare le emissioni di gas serra nell'aria, gli scienziati hanno scoperto che le attività di perforazione di sette torri di di pozzo nella formazione Marcellus in forte espansione hanno emesso 34 grammi di metano al secondo, in media. L'Agenzia per la Protezione Ambientale (Environmental Protection Agency – EPA) ha stimato che tale trivellazione rilascia fra 0,04 e 0,30 grammi di metano al secondo.

Lo studio, pubblicato lunedì negli Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze, si aggiungono ad un corpus di ricerca che suggerisce che l'EPA stia gravemente sottostimando le emissioni di metano dalle operazioni di petrolio e gas. Ci si attendeva che l'agenzia pubblicasse le proprie analisi delle emissioni di metano dal settore del petrolio e del gas per questo martedì, cosa che darebbe agli esperti esterni una possibilità di valutare quanto abbiano capito bene il problema le autorità di regolamentazione federale.

Il biossido di carbonio rilasciato dalla combustione dei combustibili fossili è il più grande contributo al cambiamento climatico, ma il metano – il componente principale del gas naturale – è circa 20 o 30 volte più potente quando si stratta di intrappolare calore nell'atmosfera. Le emissioni di metano contano per il 9% delle emissioni di gas serra del paese e stanno aumentando, secondo la Casa Bianca.

Lo studio della Pennsylvania è stato lanciato nel tentativo di capire se le misurazioni del metano aereo combaciavano con le emissioni stimate basate sulle letture prese al livello del suolo, l'approccio che l'EPA e le autorità di regolamentazione federale hanno storicamente usato.

I ricercatori hanno fatto volare il loro aereo a circa un chilometro di altitudine al di sopra di un'area di 2.800 chilometri quadrati nella Pennsylvania sud-occidentale che comprende diversi pozzi di gas attivi. In un periodo di due giorni nel giugno del 2012, hanno rilevato da 2 a 14 grammi di metano al secondo per chilometro quadrato sull'intera area. Le stime della EPA di quell'area sono da 2,3 a 4,6 grammi di metano al secondo per chilometro quadrato.

Visto che le misure in quota sono state così tanto più grandi delle stime dell'EPA, i ricercatori hanno cercato di seguire il pennacchi di metano fino alle loro fonti, ha detto Paul Shepson, un chimico dell'atmosfera all'Università di Purdue che ha aiutato a condurre lo studio. In alcuni casi, sono stati in grado di quantificare le emissioni dai singoli pozzi.

I ricercatori hanno determinato che i pozzi che perdono più metano erano in fase di trivellazione, un periodo che non era conosciuto per le alte emissioni. Gli esperti avevano pensato che fosse più probabile che il metano venisse rilasciato durante le fasi successive di produzione, comprese la fratturazione idraulica, il completamento del pozzo o il trasporto lungo i gasdotti.

Le letture aeree sono state un'istantanea su due giorni, ha avvertito Shepson, servono ulteriori ricerche su un periodo più lungo per sapere se le misurazioni della Pennsylvania siano tipiche. Gran parte delle trivellazioni di gas naturale nella Pennsylvania sud-occidentale passano attraverso letti di carbone, che contengono metano che potrebbe fuoriuscire, secondo lo studio. I ricercatori hanno ipotizzato che i metodi di “underbalanced drilling” - nei quali la pressione nel foro di pozzo è inferiore a quella della geologia circostante – favorisce l'entrata nel foro di pozzo stesso di fluidi e gas che arrivano alla superficie. I produttori di energia usano l'underbalanced drilling perché permette loro di recuperare preziose forniture di etano e butano, ha detto Shepson.

La disparità fra le misurazioni dei ricercatori e i dati dell'EPA illustra i limiti del metodo usato dalle autorità di regolamentazione, ha detto Shepson. L'approccio dell'EPA mette le autorità di regolamentazione alla mercé delle compagnie energetiche, che controllano l'accesso ai pozzi, ai gasdotti, agli impianti di lavorazione e alle stazioni di compressione, dove dovrebbero essere fatte le misurazioni. “E' difficile”, ha detto Shepson.

Lo scorso anno, ricercatori da Stanford, Harvard e da altrove hanno riportato su PNAS che le emissioni di metano negli Stati Uniti continentali potrebbero essere del 50% maggiori delle stime ufficiali dell'EPA. Un altro studio di ricercatori di Stanford, pubblicato a febbraio nella rivista Science, hanno a loro volta concluso che l'EPA sottostimi le perdite di metano da parte dell'industria del gas naturale e da altre fonti.

[Aggiornato alle 10 del 10 aprile: L'EPA ha detto che era consapevole che scienziati non governativi erano giunti a “conclusioni diverse sui livelli di emissioni di metanodal settore del petrolio e del gas”. Alcune di quelle stime sono più alte di quelle dell'EPA ed alcune più basse, ha detto l'agenzia in una dichiarazione. Una moltitudine di nuovi dati sul metano e le trivellazioni è atteso per i prossimi anni e i funzionari dell'EPA revisioneranno tutto aggiornando le proprie stime sulle emissioni se necessario, secondo la dichiarazione.]

Il nuovo studio arriva due settimane dopo che la Casa Bianca ha ordinato all'EPA di identificare dei modi per tagliare il metano dalla produzione di petrolio e gas. Se l'agenzia decide di emettere nuove regole, devono essere operative per la fine del 2016.

A febbraio, il Colorado è diventato il primo stato a regolare le emissioni di metano da parte del settore del petrolio e del gas, richiedendo all'industria di rilevare e riparare le perdite e di installare delle apparecchiature per catturare il 95% delle emissioni di metano. La scorsa settimana, l'Ohio ha adottato regole per indurre le compagnie a ridurre la perdita di metano dalle apparecchiature in superficie usate nello sviluppo del gas naturale, come valvole e gasdotti. Quelle regole non sembrano affrontare le perdite durante la trivellazione.

Tesoro, ho mitigato il cambiamento climatico

Da “Skeptical Science”. Traduzione di MR

Di Ari Jokimäki

Le azioni della specie umana rilasciano gas serra nell'atmosfera. Le concentrazioni di gas serra sono aumentate causando il riscaldamento della Terra, che è stato evidente durante gli ultimi decenni. Questo riscaldamento globale procede così rapidamente che causa problemi sia alla biosfera si alla specie umana. Queste preoccupazioni sono state ampiamente notate e l'atteggiamento generale è che dovremo fare qualcosa per questo problema il prima possibile. Ci sono già alcuni tentativi limitati di fare qualcosa. Anche se le decisioni di politica internazionale non sono state tempestive, c'è stata qualche azione da parte di diverse nazioni, multinazionali, gruppi di cittadini e singoli cittadini.

Il problema è in gran parte nella produzione di energia, Perché per quella al momento usiamo principalmente combustibili fossili, che rilasciano molti gas serra in atmosfera quando vengono bruciati. Stiamo pertanto cercando di sostituire i combustibili fossili con qualcosa che non rilasci così tanti gas serra nell'atmosfera. Esempi di tali metodi di produzione di energia sono l'energia eolica e quella solare. Queste due sono chiaramente delle buone opzioni. Tuttavia, alcune delle opzioni non sembrano essere così buone.

I problemi del gas naturale con perdite ed aerosol

Ci sono alcuni combustibili fossili che rilasciano diverse quantità di gas serra nell'atmosfera. Uno di questi combustibili fossili è il gas naturale, che rilascia chiaramente meno gas serra quando viene bruciato rispetto al carbone e al petrolio. Questa è una delle ragioni per cui sono stati fatti molti sforzi per aumentare l'uso del gas naturale. Sfortunatamente, considerare soltanto la quantità di gas serra rilasciati quando il gas viene bruciato è una visione piuttosto semplicistica. Ultimamente è stato riconosciuto che la produzione di gas naturale rilascia metano nell'atmosfera attraverso le perdite dai siti di raccolta e dalle condutture di trasporto. Questo potrebbe negare i benefici in termini di gas serra ottenuti durante la combustione. Se solo una piccola percentuale di gas naturale viene perso sotto forma di metano nell'atmosfera, allora l'uso del gas naturale non ha affatto benefici in termini di gas serra in confronto al carbone e al petrolio. Alcuni studi hanno riportato perdite molto superiori.  

Da una prospettiva climatica, c'è anche un altro problema nel sostituire il carbone col gas naturale. Bruciando gas naturale si rilasciano meno aerosol nell'atmosfera rispetto al carbone. Gli aerosol hanno un effetto raffreddante sul clima, quindi riducendo le emissioni di aerosol causa un effetto riscaldante. Pertanto, sostituire il carbone col gas naturale ha un effetto riscaldante aggiuntivo (Hayhoeet al. 2002). Questo è un effetto a breve termine, comunque, ma l'effetto ha una tempistica per cui avviene proprio quando pensavamo che avremmo mitigato il riscaldamento globale sostituendo il carbone col gas naturale. Tuttavia, dobbiamo ricordare che gli aerosol hanno effetti pericolosi sulla salute umana, quindi ridurre le emissioni di aerosol potrebbe avere qualche beneficio sulla salute. 

Problemi di uso del territorio della bioenergia

Lo schema di base della bioenergia è imperniata sull'idea che coltiviamo piante e quindi le bruciamo per ottenere energia. La combustione rilascia gas serra, in special modo biossido di carbonio, ma coltiviamo il lotto successivo di piante che prendono biossido di carbonio dall'atmosfera mentre crescono. La quantità di biossido di carbonio preso dall'atmosfera è la stessa che viene rilasciata quando bruciamo le piante. Quindi, idealmente, questa è un'energia a zero emissioni. L'enfasi qui è fortemente sulla parola “idealmente”, perché sappiamo che questa non è davvero un'energia netta pari a zero (anche se qualcuno, persino qualche ricercatore, continua ancora a sostenerlo). Primo, il trasporto della biomassa e la produzione di bioenergia producono un po' di emissioni di gas serra che già la rendono un'energia a emissione maggiore di zero. 

Secondo, durante gli ultimi anni, la ricerca su questo tema ha scoperto che l'uso di territorio collegato alla produzione di bioenergia produce enormi emissioni di gas serra quando le foreste vengono in qualche modo incluse nello scenario di produzione di bioenergia. Le emissioni provenienti dall'uso del terreno sono grandi abbastanza da produrre inizialmente emissioni simili o addirittura maggiori dei combustibili fossili. Le emissioni diventano minori col tempo, ma per molti scenari di produzione di bioenergia i tagli delle emissioni non sono molto grandi, anche dopo un centinaio di anni. Per alcuni scenari, le emissioni di gas serra della bioenergia sono maggiori di quelle dei combustibili fossili, anche dopo cento anni. Ci sono alcuni scenari in cui la bioenergia può essere una buona opzione, però. Un tale scenario è quello di coltivare piante per bioenergia in terreni agricoli degradati. 

Tuttavia, al posto di concentrarsi sugli scenari bioenergetici buoni, tagliamo foreste fuori mano  pluviali per fa spazio alle piantagioni di palma da olio. Bruciamo persino le foreste fuori mano (Suyantoet al. 2004). Tagliamo le foreste per sostituirle con campi di mais per produrre biocombustibili. In casi del genere il carbonio immagazzinato, che la foresta ha sequestrato nel suolo, viene rilasciato nell'atmosfera. Tutto questo risulta in enormi emissioni di biossido di carbonio. 

Scenario peggiore

E se usassimo molto gas naturale e bioenergia collegata alle foreste per sostituire carbone e petrolio e se le emissioni di gas serra da gas naturale e bioenergia sono grandi come abbiamo detto sopra? In un caso del genere avremmo sostituito carbone e petrolio con fonti di energia che hanno emissioni di gas serra maggiori di carbone e petrolio, almeno in una finestra di 100 anni. Ma questa non è ancora tutta la storia. Abbiamo sostituito carbone e petrolio con qualcosa che pensavamo avesse meno emissioni, quindi non abbiamo fatto molto altro per ridurre quelle emissioni. Questo significa che non solo abbiamo aumentato le nostre emissioni, abbiamo anche perso riduzioni potenziali di emissioni – situazione il doppio peggiore di quella che pensavamo di avere. La situazione nella vite reale potrebbe non essere disastrosa come descritto qui, ma potrebbe anche esserlo. Dovremmo rischiare?

Riferimenti

Saggi sulle perdite di gas in cui sono coinvolte le industrie del gas naturale 

Saggi sulle emissioni di gas serra da uso del territorio collegato alla bioenergia 

Katharine Hayhoe, Haroon S. Kheshgi, Atul K. Jain, Donald J. Wuebbles, 2002, Sostituzione del carbone col gas naturale: effetti climatici delle emissioni del settore degli impianti, Cambiamento Climatico, luglio 2002, Volume 54, numeri 1-2, pp 107-139, DOI: 10.1023/A:1015737505552.[abstract, testo completo] 

Suyanto, S., G. Applegate, R. P. Permana, N. Khususiyah e I. Kurniawan. 2004. Il ruolo del fuoco nel cambiamento d'uso del terreno e dei mezzi di sussistenza a Riau-Sumatra. Ecologia e società 9(1): 15..[abstract e testo completo]