El mito de que el gas es "energía limpia"

El mito del gas natural "limpio" está contaminando el debate sobre el futuro energético de Estados Unidos.

Ante el rechazo público generalizado al carbón —el combustible fósil más contaminante, que se ha ganado con creces la mala reputación que tiene—, la industria del gas se ha esforzado enormemente por presentar su producto como una energía «limpia» y un combustible «alternativo». Como prueba del éxito de sus campañas de cabildeo y publicidad, incluso el gobierno federal se refiere cada vez más al gas como un combustible «limpio» [1] y «alternativo» [2] . El presidente Barack Obama se sumó a este mito, incluyendo el gas natural en la definición de «fuentes de energía limpia» que pronunció en su discurso sobre el Estado de la Unión de 2011. [3]

El gas, un combustible fósil contaminante, se obtiene de fuentes no renovables de materia orgánica formadas hace millones de años. [4] Se extrae de la tierra mediante perforaciones y procedimientos invasivos, lo que representa una amenaza para la salud pública y el medio ambiente, especialmente en zonas del país con mucha actividad de perforación. [5]

La producción, el transporte y la combustión del gas natural generan una importante contaminación atmosférica. El metano, principal componente del gas natural, es un potente gas de efecto invernadero ( GEI ), más de 20 veces más eficaz que el dióxido de carbono ( CO₂ ) para retener el calor en la atmósfera . [6] Otras emisiones del gas natural incluyen dióxido de carbono (CO₂ ) , dióxido de azufre (SOₓ ) , óxidos de nitrógeno (NOₓ ) , monóxido de carbono (CO), partículas, compuestos orgánicos volátiles (COVS ) , incluido el benceno, y otros contaminantes. [7]

De hecho, en las zonas rurales y urbanas del oeste de Estados Unidos, donde abundan las operaciones de perforación de petróleo y gas, la calidad del aire se ve significativamente afectada, especialmente por el ozono troposférico (smog). [8] La Associated Press informó recientemente que la calidad del aire en Wyoming es peor que en Los Ángeles debido al desarrollo de gas. [9] Hay cada vez más indicios de que las operaciones de perforación en la región de esquisto de Marcellus, en el este de Estados Unidos, también generan preocupación por la contaminación del aire. [10] La contaminación por smog proveniente de la perforación puede viajar hasta 200 kilómetros desde el área de producción de gas, causando daños generalizados a la salud humana y ambiental. [11]

Impactos climáticos del desarrollo de gas no convencional

Debido a la creciente amenaza que representa el cambio climático global, el gas natural se suele promover como una fuente de energía provisional ideal (o «combustible puente») en la transición del carbón y el petróleo hacia las energías renovables. Sin embargo, como informó el Consejo de Presidentes de Sociedades Científicas —que representa a 1.4 millones de científicos de más de 150 disciplinas científicas— a la administración Obama en mayo de 2010, «algunos puentes energéticos que actualmente se fomentan en la transición desde los sistemas de energía fósil emisores de GEI no han recibido un análisis científico adecuado antes de su implementación, y estos pueden tener mayores emisiones de GEI y costos ambientales de lo que se suele pensar». El desarrollo del gas no convencional a partir de yacimientos de esquisto, advierte el Consejo, es un «ejemplo en el que la política ha precedido al estudio científico adecuado». [12]

Se ha prestado poca atención científica al tema de los impactos climáticos asociados con la producción de gas a partir de yacimientos no convencionales. Sin embargo, los pocos estudios realizados contradicen claramente la idea popular de que el gas es una fuente de energía limpia.

Dióxido de Carbono

El desarrollo de yacimientos de gas no convencionales es una actividad que consume mucha energía. La enorme cantidad de maquinaria pesada necesaria para bombear agua y generar la presión de perforación adecuada para extraer gas de esquisto produce importantes emisiones. La construcción de plataformas de perforación, la recolección de agua y la eliminación de residuos conllevan emisiones relacionadas con el transporte. Gran parte de la producción en una plataforma de perforación no convencional, como la perforación horizontal y la fracturación hidráulica, se realiza con motores diésel contaminantes. [13]

El Centro Tyndall para la Investigación del Cambio Climático estima que las emisiones de CO₂ de la perforación de gas ascienden a 15 kg de CO₂ por pie perforado solo por el uso de motores diésel. [14] Las profundidades de los pozos en el esquisto de Marcellus, que son notablemente profundas, pueden alcanzar hasta 8,000 pies verticalmente y otros 11 000 pies horizontalmente. [15] Una longitud total de pozo de 19 000 pies produciría 285 000 kg (285 toneladas métricas) de CO₂ solo por los motores diésel. Al calcular las emisiones de CO₂ asociadas , los pozos no convencionales se distinguen de los pozos convencionales por dos razones: la mayor distancia del pozo debido a la perforación horizontal y, más importante aún, la fracturación hidráulica.

Según informa el Centro Tyndall, la fracturación hidráulica es la principal fuente de emisiones de CO₂ procedentes de la perforación de gas no convencional. Las elevadas emisiones de CO₂ están relacionadas con el proceso de fracturación hidráulica, que utiliza motores, incluyendo la mezcla de productos químicos de fracturación y arena bombeada desde el almacenamiento, así como la compresión a alta presión, la inyección y la recuperación de materiales dentro y fuera del pozo. [16]

Tras calcular las principales emisiones de CO₂ procedentes de la extracción de gas de esquisto, el Centro Tyndall estima que un solo pozo perforado una vez para extraer gas no convencional emitirá entre 348 y 438 toneladas métricas de CO₂ . Si bien esta cifra es elevada, solo refleja una parte de las emisiones de CO₂ y no abarca la totalidad de las emisiones de gases de efecto invernadero ( GEI ) derivadas de la extracción de gas no convencional.

Más allá del problema de las emisiones de CO₂ , existe una creciente preocupación por el componente principal del gas: el metano. El metano fugitivo es una enorme fuente adicional de emisiones de gases de efecto invernadero provenientes de la extracción de gas.

Metano

Según un reciente análisis del ciclo de vida realizado por un equipo de científicos de la Universidad de Cornell, liderado por el profesor Robert W. Howarth, el gas no convencional —en particular cuando se extrae de esquisto mediante fracturación hidráulica— probablemente represente una amenaza aún mayor para el cambio climático que el carbón y el petróleo, los otros combustibles fósiles contaminantes. Debido a las importantes emisiones de metano derivadas de la extracción, el procesamiento y el transporte, el gas no convencional podría tener un mayor impacto global en los gases de efecto invernadero de lo que se creía anteriormente.

Howarth y sus coautores sostienen que cuando se consideran estos aspectos de los ciclos de vida, “la gran huella de GEI del gas de esquisto socava la lógica de su uso como combustible de transición durante las próximas décadas, si el objetivo es reducir el calentamiento global”. [17]

El análisis más reciente realizado por el equipo de Howarth en Cornell, publicado recientemente en la revista científica revisada por pares Climatic Change Letters, afirma que en un horizonte temporal de 20 años “la huella de GEI del gas de esquisto es al menos un 20 % mayor y quizás más del doble que la del carbón cuando se expresa por cantidad de energía disponible durante la combustión”. [18]

El profesor Howarth calcula que la extracción, el procesamiento y el transporte de gas natural, si se consideran junto con las fugas de metano, sitúan al gas natural por delante de otros combustibles fósiles en términos de emisiones totales de gases de efecto invernadero. «La conclusión principal del estudio», afirma el profesor Howarth, «es que si se realiza un estudio integral de 20 años tras el desarrollo del gas, se observa que el gas de esquisto es peor que el gas convencional, e incluso peor que el carbón y el petróleo». [19]

El equipo de Cornell ha advertido a políticos e industria sobre un cambio a gran escala al gas natural, alertando que la carrera por desarrollar reservas de gas no convencionales sin considerar el impacto total del proceso podría tener consecuencias nefastas para el clima global. El aumento previsto de la producción de gas en EE. UU. preocupa a algunos analistas, quienes temen que el gas no sustituya a otras fuentes de combustible contaminantes como el carbón, sino que se utilice además de otras fuentes, contribuyendo aún más al creciente consumo total de combustibles fósiles. [20] A pesar del rápido aumento de las tasas de producción nacional, algunos líderes de la industria admiten que EE. UU., debido a la creciente demanda de energía, seguirá siendo un importador neto de gas. [21] El estudio de Cornell no ofrece una respuesta definitiva sobre el tema del metano, pero plantea suficientes preocupaciones como para justificar una moratoria inmediata en la emisión de nuevos permisos de fracturación hidráulica a las compañías de gas y la necesidad urgente de realizar más estudios.

Ataques de la industria contra la ciencia

Cuando el Dr. Howarth publicó el primer borrador del análisis de su equipo en la primavera de 2010, la industria del gas no tardó en atacarlo. [22] Aunque el equipo de Howarth basó su análisis inicial en gran medida en las estimaciones del gobierno federal sobre las fugas de metano, [23] sosteniendo que el 1.5 por ciento de todo el gas natural consumido se escapa como emisiones fugitivas, Howarth admitió abiertamente que su trabajo era un análisis tentativo y que se necesitaría mayor claridad. La investigación científica en esta área es difícil debido a la falta general de datos y monitoreo. Las cifras de emisiones se conocen mejor en la industria del carbón que en la del gas por diversas razones, "una de las cuales es que el metano está regulado en la industria minera del carbón y no en la del gas natural", según el Dr. Howarth. [24]

Sin embargo, resulta que sus suposiciones iniciales sobre las fugas de metano del gas de esquisto —y las propias estimaciones de la EPA— eran mucho menores que la realidad, subestimando significativamente las fugas de metano del gas de esquisto extraído mediante fracturación hidráulica. Aparentemente, la EPA no había tenido en cuenta previamente las emisiones totales de las extensas redes de producción, procesamiento, venteo y transporte utilizadas para dar servicio a los pozos de gas natural. [25] La EPA advierte ahora que su informe autorizado de 1996, Emisiones de metano de la industria del gas natural, “subestimó significativamente” las fuentes de emisión. [26]

Las cifras de emisiones revisadas de la EPA corroboraron las afirmaciones de Howarth de que las emisiones fugitivas de metano constituyen un problema grave y deberían tener serias implicaciones para nuestro interés en el gas como combustible de transición. Ahora se sabe que fuentes de emisión previamente no examinadas contribuyen con enormes cantidades de metano a la atmósfera, a tasas miles de por ciento superiores a las que se habían contabilizado anteriormente. [27]

El equipo del Dr. Howarth revisó sus propias cifras para incorporar los nuevos datos de la EPA y su análisis reciente refleja esta tasa de emisiones aún más sorprendente: “Sumamos todas las pérdidas estimadas, calculamos que durante el ciclo de vida de un pozo promedio de gas de esquisto, entre el 3.6 y el 7.9 % de la producción total del pozo se emite a la atmósfera en forma de metano. Esto es al menos un 30 % más y quizás más del doble de las emisiones de metano del ciclo de vida que estimamos para el gas convencional”. [28]

Estas mayores emisiones del gas de esquisto no convencional son significativamente mayores que las del gas convencional “debido a las emisiones de metano con los fluidos de retorno y a la perforación de pozos durante su terminación”. [29] Los pozos convencionales no tienen retorno porque no se perforan hidráulicamente y se terminan sin una fase de perforación. Solo en la etapa de retorno, donde una mezcla de metano y fluidos de fracturación regresa a la superficie, los pozos no convencionales pierden entre el 0.6 y el 3.2 por ciento de su producción total de gas. [30]

Una vez que el pozo está listo para la producción, la fase de perforación implica la extracción de los tapones, lo que permite que fluya el gas previamente contenido. Durante esta etapa se pierde un 0.33 % adicional de la producción total de gas. [31]

El Dr. Anthony Ingraffea, de la Universidad de Cornell, experto en fracturación hidráulica y coautor del informe de Howarth, determina que la huella de gases de efecto invernadero tanto de la producción de gas convencional como de la no convencional nunca se ha evaluado correctamente. Sin embargo, las diferencias entre la perforación convencional y la no convencional son significativas, afirma Ingraffea, debido al drástico aumento de tamaño de los pozos no convencionales. Estos últimos tienen una longitud total mayor que los pozos convencionales, debido a sus extensiones laterales subterráneas.

Esta mayor longitud total implica que los pozos de gas no convencional requieren equipos de perforación más numerosos y pesados, mayor tiempo de perforación, mayor probabilidad de problemas durante la perforación y mayor ventilación durante la misma. Además, estos pozos más largos requieren equipos de fracturación hidráulica más numerosos y pesados, más etapas y mayor volumen por etapa, más tapones y períodos de perforación más prolongados.

También es significativo que estas operaciones de perforación a gran escala produzcan más residuos de reflujo y agua producida, lo que a su vez significa mayores volúmenes de residuos durante períodos más prolongados y mayor venteo y quema de gas. [32]

Gran parte del metano que se escapa se libera durante la preparación del pozo, antes de que entre en producción. Durante la perforación, el reflujo y después de cada etapa de fracturación hidráulica, la producción de gas aún no es posible, por lo que, según Ingraffea, el gas fugitivo se ventila o se quema en antorcha. Los perforadores suelen encontrar bolsas de metano superficial que fluyen directamente al pozo. Este metano inicial también debe ventilarse o quemarse en antorcha.

“Debo señalar”, añade, “que hay muchos países en el mundo donde la quema de gases es ilegal”. [33]

Cuando las empresas queman gas, no solo desperdician gas mediante prácticas ineficientes, gas por el cual los propietarios de los terrenos no reciben compensación, sino que también emiten directamente a la atmósfera potentes gases de efecto invernadero. Para que sus estimaciones fueran conservadoras, el equipo de Cornell promedió que la industria del gas divide sus residuos de gas por igual entre la ventilación y la quema.

Debido a la escasez de informes sobre emisiones de metano, el equipo también excluyó la ventilación de gas superficial, los accidentes, los incidentes y la migración de metano desde las inmediaciones del pozo y hacia la superficie antes de la producción. Esto significa que las alarmantes tasas de emisión que presenta el estudio podrían ser inferiores a las reales.

Un análisis detallado del metano es fundamental para comprender el potencial de calentamiento global ( PCG ) de este gas, afirma el profesor Howarth, ya que el metano interactúa con la atmósfera de manera diferente al dióxido de carbono. Es importante señalar que los hallazgos del equipo de Cornell se basan en datos limitados y deben ser replicados mediante estudios científicos adicionales.

Las cifras sobre las emisiones fugitivas de metano procedentes del carbón y el petróleo tampoco se han evaluado correctamente. Todas las industrias extractivas de combustibles fósiles deberían estar obligadas a recopilar y publicar datos completos sobre las emisiones fugitivas. Hasta que eso ocurra, persistirá una gran incertidumbre.

Debido a que el GWP es la “influencia integrada de un gas en comparación con el dióxido de carbono en el calentamiento global durante un período de tiempo definido”, el marco temporal influye en cómo se entiende un gas determinado. En el caso del metano, Howarth sostiene que el horizonte temporal es crucial, “porque el metano no permanece en la atmósfera tanto tiempo como el dióxido de carbono.

El metano permanece en la atmósfera durante aproximadamente una década, mientras que el dióxido de carbono permanece en la atmósfera durante aproximadamente un siglo. Por lo tanto, en un corto período, justo después de su emisión, el metano es un gas de efecto invernadero increíblemente potente, pero en el transcurso de un siglo desaparece. [34]

Howarth realizó dos cálculos básicos en su análisis del metano: uno basado en un período de 100 años y otro en uno de 20 años. Las cifras estándar sitúan al metano 21 veces más potente que el CO₂ en una escala de 100 años y 72 veces más potente en una escala de 20 años. Según Howarth, estas cifras se han revisado recientemente a 33 y 105 respectivamente, nuevos valores que el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático le recomendó seguir. [35]

Nuevas investigaciones han demostrado que el metano, además de tener un alto potencial de calentamiento, en realidad impide el enfriamiento atmosférico debido a los efectos indirectos que el gas tiene sobre la formación de aerosoles en la atmósfera. [36] Es necesario comprender este tipo de efectos integrados en un horizonte temporal más corto, dice Howarth, “porque queremos resolver el cambio climático ahora y debemos preocuparnos por esos aspectos a corto plazo”. [37] El equipo de Cornell cuestiona la idea de que el gas de esquisto pueda considerarse alguna vez “limpio”. Mucho peor que el carbón para el clima en las próximas dos décadas, e igual de malo que el carbón en el próximo siglo, el gas no convencional ya no se presenta como un combustible “de transición” digno, concluye el equipo de Howarth.

La decisión de la EPA en noviembre de 2010 de monitorear con mayor rigor las fugas de metano de la industria del petróleo y el gas se debe a que las tasas de emisión de la industria son comparables a las de 40 millones de automóviles de pasajeros al año. [38] Desde el 1 de enero de 2011, la industria del petróleo y el gas natural está obligada a informar sobre las fugas de metano de todas sus operaciones. Es posible que estos informes de la industria contribuyan a estimaciones aún mayores de metano fugitivo.

A pesar de su engañosa reputación de ser «limpio» y «abundante», el gas es una fuente de energía contaminante y no renovable. En su reciente testimonio ante el Comité Permanente de Recursos Naturales de Canadá, el Dr. Ingraffea declaró que:

Pero estos posibles impactos no han recibido la debida consideración y la nación ya se ha comprometido, en cierto modo, con un futuro que depende en gran medida del gas. «Lo que esperamos lograr con este estudio», dice Ingraffea, «es estimular la investigación científica que debería haberse realizado antes de que, en mi opinión, los planes de negocios corporativos se impusieran a la estrategia energética nacional». [40]

Esta crítica desinfla las aspiraciones de la industria del gas, desinflando la idea de que el gas deba convertirse en el combustible de transición del país hacia un futuro de energías renovables. De hecho, cada día que la sociedad retrasa la transición a un sistema de producción de energía verdaderamente limpio y renovable representa un retroceso en la lucha contra el cambio climático global. Todos los combustibles fósiles son contaminantes, una amenaza para la salud pública y el medio ambiente, y una mala noticia para el clima global.