Os satélites podem ser a chave para a crise do metano

No mês passado, cientistas trabalhando com dados do Tropomi , um instrumento de monitoramento a bordo do satélite Sentinel-5 da Agência Espacial Européia , publicaram algumas descobertas surpreendentes . Escrevendo na revista Science , a equipe informou que havia encontrado cerca de 1.800 ocorrências de grandes liberações de metano (mais de 25 toneladas por hora) na atmosfera em 2019 e 2020. Dois terços deles eram de instalações de petróleo e gás, com os vazamentos se concentraram nas maiores bacias de petróleo e gás do mundo, bem como nos principais oleodutos de transmissão, disse a equipe.
Lançado em 2017, o Tropomi foi um grande passo à frente para os cientistas que pesquisam o metano, sendo o primeiro instrumento no espaço que pode ver diretamente as plumas de emissões de metano, diz Lena Höglund-Isaksson, pesquisadora de metano do Instituto Internacional de Análise de Sistemas Aplicados. Por exemplo, o instrumento levou à descoberta de enormes vazamentos de metano no Turcomenistão que os pesquisadores não conheciam antes, diz ela.
Mas essas emissões são apenas a ponta do iceberg de metano. “A atual constelação de satélites em órbita ao redor do planeta hoje pode ver cerca de 10% das emissões de metano de petróleo e gás no planeta”, diz Riley Duren, executivo-chefe da Carbon Mapper e pesquisador da Universidade do Arizona, que co-escreveu o papel. “Os 90% restantes dessas emissões de metano de petróleo e gás estão abaixo do limite de detecção desse satélite, mas não permanecerão indetectáveis por muito tempo”.
Uma melhor detecção de onde o metano está vindo está se tornando um imperativo global. Uma análise no mês passado da Agência Internacional de Energia descobriu que as emissões de metano de petróleo, gás e carvão são cerca de 70% maiores do que os governos estão relatando oficialmente. Se o mundo vai conseguir reduções significativas desse gás, ele precisa saber de onde ele está vindo.
Nos próximos anos, vários novos satélites com resoluções muito mais altas devem ser lançados, incluindo o MethaneSat , programado para lançamento pelo Fundo de Defesa Ambiental (EDF) sem fins lucrativos dos EUA no início de 2023, e os dois primeiros satélites do Carbon Mapper no final de 2023 ; o último planeja ter toda uma “constelação” deles em órbita até 2025.
Esses satélites permitirão um rastreamento sem precedentes das fontes desse potente gás de efeito estufa e, espera-se, ajudar a parar as emissões que ocorrem em primeiro lugar.
O metano é o segundo maior contribuinte para as mudanças climáticas depois do CO 2, mas até recentemente recebeu muito menos atenção quando se trata de ação climática. “Historicamente, o mundo se concentrou tanto em estabilizar o clima a longo prazo e a maneira de fazer isso é reduzir as emissões de CO 2”, diz Ilissa Ocko, cientista do clima da EDF.
Embora o metano permaneça na atmosfera por muito menos tempo do que o CO 2 , é um gás de aquecimento muito mais potente no curto prazo. Vinte anos após seu lançamento, é mais de 80 vezes mais potente que o CO 2; após 100 anos, o número é reduzido para cerca de 30 vezes. Isso significa que o metano tem um impacto descomunal no aquecimento global no curto prazo.
As emissões de metano têm aumentado – elas aumentaram cerca de 8-10% entre 2000 e 2017 . Em seu sexto relatório de avaliação, publicado no ano passado, o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas alertou que o metano antropogênico (causado pelo homem) é responsável por cerca de um quarto do aquecimento de 1,1°C que estamos vendo hoje, enquanto um relatório da ONU no ano passado disse que cortar o metano emissões em 45% evitaria 0,3°C de aquecimento até a década de 2040. Combater o metano terá um enorme impacto sobre se o mundo consegue manter o aumento da temperatura global abaixo de 1,5°C.
“Até há relativamente pouco tempo, não tínhamos uma compreensão completa do impacto que o metano estava causando em nosso clima”, diz Jonathan Banks, diretor internacional de superpoluentes da Clean Air Task Force.
“[Mas] o metano, por ser um poluente climático de vida curta, nos dá a oportunidade de realmente desacelerar o aquecimento. Porque não é apenas o quão quente o planeta fica, mas também a rapidez com que aquecemos o que importa.”
Após décadas de foco no CO 2 , no ano passado mais de 100 países assinaram um compromisso na conferência sobre mudanças climáticas Cop26 para reduzir as emissões globais de metano em 30% até 2030 em comparação com os níveis de 2020. “Foi realmente emocionante ver-nos realmente virar a esquina na conscientização sobre o metano e na ação do metano”, diz Ocko. “Ter um alvo separado para o metano é enorme”.
Ela considera que a meta é tão ambiciosa quanto poderia ter sido conseguir mais de 100 países para assinar, embora mais possa ser feito com as tecnologias disponíveis. Um dos problemas com o metano, no entanto, é que nem sempre é fácil saber de onde ele vem.
“Se os países querem atingir essas metas de redução de 30%, então temos que ter algum tipo de forma de verificar isso”, diz Höglund-Isaksson.
A grande maioria das emissões de metano no planeta a partir da atividade humana permanece “invisível” hoje porque não está sendo monitorada – pelo menos não de forma abrangente e não regular, diz Duren. Naturalmente, os pântanos são uma enorme fonte de metano , mas essas emissões são agora superadas pelas emissões antrópicas da produção de combustíveis fósseis, agricultura e resíduos.
A agricultura é a maior fonte de metano produzida pelo homem , principalmente de vacas (que emitem metano tanto através de seus arrotos quanto de seu esterco) e arroz (que emite metano quando os campos são inundados).
Já existem movimentos para lidar com isso, desde o uso de diferentes sistemas de produção de arroz até a variedade de maneiras propostas para impedir que as vacas emitam tanto metano (ou simplesmente reduzir completamente o consumo de carne ).
A questão aqui é menos detecção do que ação, mas a natureza mais dispersa da agricultura significa que este será um navio lento para virar.
Os aterros sanitários também podem liberar uma quantidade significativa de metano, mas também há soluções aqui: o gás do aterro pode ser capturado e usado , o que também reduz a poluição do ar local . Detectar grandes locais de liberação de metano do espaço será útil, diz Banks, ajudando a direcionar a atenção internacional e, em última análise, dinheiro para os piores locais emissores.
No entanto, um estudo publicado no ano passado pela EDF descobriu que é a indústria de combustíveis fósseis que tem o maior potencial para reduzir facilmente as emissões de metano no curto prazo.
O estudo descobriu que 50% das emissões de metano do setor de petróleo e gás poderiam ser cortadas até 2030 sem incorrer em custos líquidos. No geral, o estudo descobriu que cerca de um quarto das emissões globais de metano poderiam ser reduzidas com medidas econômicas, um valor que já aproximaria o mundo da meta de 30%, diz Ocko. O metano é o principal componente do gás natural e é emitido na indústria de petróleo e gás sempre que o gás natural é liberado na atmosfera, em vez de ser queimado em CO 2.
Existem três fontes principais: ventilação intencional de gás metano; queima incompleta, onde o gás é deliberadamente queimado em vez de vendido, mas não totalmente convertido em CO 2; e emissões “fugitivas” não intencionais de vazamentos acidentais, como através de um selo defeituoso. Uma quantidade substancial de metano também é liberada através da mineração de carvão, pois o metano encontrado perto do carvão é frequentemente expelido para evitar explosões.
A tecnologia de detecção é fundamental para ajudar a tapar os vazamentos na indústria de petróleo e gás, diz Ocko. “Às vezes, basta apertar uma válvula ou substituir uma junta ou ajustar um motor – é um encanamento realmente simples que você pode fazer para evitar que esses vazamentos ocorram. O desafio é apenas saber onde eles estão.”
A promessa de metano na Cop26 deu um impulso aos esforços para reduzir as emissões. Mas alguns cientistas e grupos sem fins lucrativos já estão muito à frente dos políticos sobre como fazer isso. Há anos, eles vêm trabalhando no próximo passo na detecção de metano: uma nova geração de satélites que trará uma visão muito mais profunda sobre exatamente onde as emissões de metano estão ocorrendo no planeta.
“Nos próximos dois a três anos, você verá uma constelação em expansão de satélites de monitoramento de metano que nos darão uma visão mais ampla do iceberg de metano”, diz Duren. Esses satélites fornecerão uma visão geral sem precedentes de onde o metano está sendo emitido e ajudarão a orientar os operadores e tomadores de decisão em seus esforços para reduzi-lo.
Os satélites
O primeiro deles é o MethaneSat da EDF, programado para começar a fornecer dados em 2023. O MethaneSat terá uma precisão sem precedentes em comparação com o Tropomi, diz Ocko. Ele será capaz de capturar vazamentos tão baixos quanto 5 kg por hora por quilômetro quadrado, muito abaixo das 25 toneladas por hora que o Tropomi pode ver, e fornecerá cobertura quase global.
“Ele fornecerá informações sobre a quantidade de emissões provenientes de uma determinada área, que pode ser agregada para países específicos, para que você fique mais informado sobre quais são suas emissões de linha de base”, diz Ocko.
“Você também será notificado quando houver grandes vazamentos, [ou se] houver algo de repente incomum que aconteceu. E assim você pode entrar e determinar a fonte e consertá-la o mais rápido possível, em vez de deixá-la vazar continuamente”.
O MethaneSat será particularmente útil para entender melhor o metano proveniente das partes do mundo onde é mais difícil pilotar uma aeronave com sensor, como a Rússia, acrescenta Ocko. “[Ele] terá uma precisão sem precedentes para identificar essas fontes de metano globalmente e, portanto, será realmente útil em termos de completar o quebra-cabeça em termos de quais são as emissões globais de petróleo e gás”.Enquanto isso, os satélites do Carbon Mapper poderão se concentrar em fontes individuais de metano com uma resolução espacial de apenas 30 metros (98 pés).
Seu objetivo final é fornecer “monitoramento diário a semanal de todas as regiões de alta emissão ao redor do planeta e disponibilizar esses dados de metano e CO 2 publicamente”, diz Duren. Quando todos os 20 satélites estiverem em órbita em meados da década de 2020, o Carbon Mapper espera aumentar a detecção de satélites para cerca de 90% dos vazamentos do setor de petróleo e gás.
O que é ótimo sobre os dois satélites subirem juntos é que eles são complementares um do outro, diz Banks. O MethaneSat da EDF é mais como uma lente grande angular, diz ele, e verá muito mais do planeta. Os satélites do Carbon Mapper, por sua vez, são mais como uma lente telefoto, permitindo uma visão ampliada de fontes específicas. “Então eles trabalham juntos. Acho que eles vão mudar drasticamente nossa percepção desse problema.”
Chegar ao nível em que podemos detectar emissões diretamente dos locais começa a permitir que os governos responsabilizem empresas individuais pelas emissões, diz Höglund-Isaksson, e verifiquem se as emissões continuam.
Até agora, não havia como monitorar os sites continuamente, observa ela. “Estávamos tropeçando um pouco no escuro porque não tínhamos como verificar as emissões no nível da fonte”, diz ela sobre seu trabalho analisando as origens das emissões de metano.
Existem outros métodos úteis para detectar fontes de emissões de metano, como câmeras de imagem óptica de gás portáteis e medições de sensoriamento remoto feitas de aviões.
Essas redes permanecerão mais sensíveis a emissões menores em escala local, diz Ann Stavert, cientista do Projeto Global de Carbono no departamento de Oceanos e Atmosfera da Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization na Austrália. “Os satélites têm um papel importante a desempenhar, mas a expansão das observações terrestres será igualmente importante”, diz ela. “Não existe uma bala mágica em termos de infraestrutura de observação de metano – é necessária uma variedade de abordagens.” À medida que os líderes globais se concentram na redução do metano por razões climáticas, entender de onde o metano está vindo se tornará cada vez mais importante. “Já foi dito muitas vezes antes: você não pode gerenciar o que não mede”, diz Duren. “A verdade hoje é que a grande maioria das emissões de metano no planeta a partir da atividade humana permanece invisível”.
O metano vaza
em nossas cozinhas
Pode não ser detectável por satélite, mas os pesquisadores sinalizaram outra fonte preocupante de metano. Um estudo em janeiro deste ano descobriu que os fogões a gás em cerca de 40 milhões de casas nos EUA liberam metano por meio de combustão incompleta durante o cozimento e por vazamentos quando o fogão é desligado.
Embora qualquer redução nas emissões seja uma coisa boa, com menos de 0,1% das emissões de metano dos EUA, é provável que os fogões a gás sejam responsáveis apenas por um pequeno componente do total, diz Stavert. No entanto, a queima de gás também emite CO 2 , então escolher o cozimento elétrico ainda é um bom passo para cortar carbono, acrescenta.
Outro problema com fogões a gás é seu impacto na saúde: dezenas de milhões de americanos que cozinham com fogões a gás provavelmente estão enfrentando níveis de poluição interna por dióxido de nitrogênio que seriam ilegais se estivessem fora, segundo um relatório de 2020 .