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.

Dado el rechazo público generalizado al carbón—el combustible fósil más contaminante, que se merece la reputación que se ha ganado— la industria del gas se ha esforzado enormemente por presentar su producto como un combustible alternativo y de energía “limpia”. Como prueba del éxito de sus campañas de cabildeo y publicidad, incluso el gobierno federal se refiere cada vez más al gas como una energía “limpia”.[ 1 ] y “alternativa”[ 2 ] combustible. El presidente Barack Obama se ha dejado seducir por este mito, incluyendo el gas natural en su definición de "fuentes de energía limpia" en su discurso sobre el Estado de la Unión de 2011.[ 3 ]

El gas, un combustible fósil contaminante, se deriva de fuentes no renovables de materia orgánica formada hace millones de años.[ 4 ] Se extrae de la tierra mediante perforaciones y procedimientos invasivos, lo que supone 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 producen una importante contaminación atmosférica. El metano, el 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 atrapar el calor en la atmósfera.2).[ 6 ] Otras emisiones de gas natural incluyen dióxido de carbono (CO₂).2), dióxido de azufre (SOX), óxidos de nitrógeno (NOX), monóxido de carbono (CO), partículas, compuestos orgánicos volátiles (COV)S) incluyendo benceno y más contaminación.[ 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, en particular por el ozono troposférico (smog).[ 8 ] La agencia Associated Press informó recientemente que la calidad del aire de Wyoming es peor que la de Los Ángeles debido a la explotación de gas.[ 9 ] Cada vez hay más indicios de que las operaciones de perforación en la región de esquisto de Marcellus, en el este de Estados Unidos, también presentan problemas de contaminación atmosférica.[ 10 ] La contaminación por smog derivada de las perforaciones puede viajar hasta 200 millas desde la zona 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 supone el cambio climático global, el gas natural se promueve a menudo como una fuente de energía provisional ideal (o «combustible puente») en la transición del carbón y el petróleo hacia las energías renovables. Sin embargo, tal 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 combustibles puente que actualmente se fomentan en la transición de GEILos sistemas de energía fósil que generan emisiones no han recibido un análisis científico adecuado antes de su implementación, y estos pueden tener mayores consecuencias. GEI “Las emisiones y los costes medioambientales son mayores de lo que se suele apreciar”. El desarrollo del gas no convencional procedente de yacimientos de esquisto, advierte el Consejo, es un “ejemplo en el que la política se ha adelantado a un 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

La explotación de yacimientos de gas no convencional 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 las plataformas de perforación, la captación de agua y la eliminación de residuos también generan emisiones derivadas del transporte. Gran parte de la producción en una plataforma de perforación de gas no convencional, como la perforación horizontal y la fracturación hidráulica, se realiza mediante motores diésel contaminantes.[ 13 ]

El Centro Tyndall para la Investigación del Cambio Climático estima que el CO₂2 Las emisiones procedentes de la perforación de gas ascienden a 15 kg de CO₂.2 por pie perforado utilizando únicamente motores diésel.[ 14 ] Las profundidades de los pozos en la formación Marcellus Shale, que son extraordinariamente profundas, pueden alcanzar hasta 8,000 pies verticalmente y otros 11,000 pies horizontalmente.[ 15 ] Un pozo con una longitud total de 19,000 pies produciría 285,000 kg (285 toneladas métricas) de CO₂.2 solo de los motores diésel. Al calcular el CO asociado2 Las emisiones de los pozos no convencionales se diferencian de los pozos convencionales por dos razones: la mayor distancia entre pozos debido a la perforación horizontal y, lo que es más importante, la fracturación hidráulica.

Según informa el Centro Tyndall, la fracturación hidráulica es la principal fuente de CO₂.2 Emisiones procedentes de la perforación de gas no convencional. CO pesado2 Las emisiones están vinculadas al proceso de fracturación hidráulica mediante motores, incluyendo la mezcla de productos químicos de fracturación y arena que se bombean desde el almacenamiento, y la compresión a alta presión, la inyección y la recuperación de materiales dentro y fuera del pozo.[ 16 ]

Tras calcular el CO clave2 En cuanto a las emisiones derivadas de la extracción de gas de esquisto, el Centro Tyndall estima que un solo pozo perforado una vez para la extracción de gas no convencional emitirá entre 348 y 438 toneladas métricas de CO₂.2Aunque esta cifra es elevada, solo refleja una parte del CO₂.2 emisiones y no tiene en cuenta todo el espectro de gases de efecto invernadero (GEI) emisiones procedentes de la perforación de gas no convencional.

Más allá del tema del CO₂2 En cuanto a las emisiones, existe una creciente preocupación por el principal componente del gas: el metano. El metano fugitivo es una enorme fuente adicional de GEI emisiones procedentes de la perforación de gas.

Metano

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

Howarth y sus coautores sostienen que cuando se consideran estos aspectos de los ciclos de vida, “el gran GEI La huella ecológica 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, considerados 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 integrado de 20 años tras la explotación 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 y a la industria sobre los peligros de un cambio masivo al gas natural, señalando que la carrera por desarrollar reservas de gas no convencional sin considerar el impacto total del proceso podría tener consecuencias nefastas para el clima global. El aumento previsto de la producción de gas en Estados Unidos preocupa a algunos analistas, quienes temen que el gas no sustituya a otras fuentes de combustible contaminantes como el carbón, sino que se utilice como complemento, 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 Estados Unidos, 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 tanto una moratoria inmediata en la emisión de nuevos permisos de fracturación hidráulica a las compañías de gas como 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 ] Si bien el equipo de Howarth basó su análisis inicial en gran medida en las estimaciones del gobierno federal sobre las fugas de metano,[ 23 ] Howarth afirmó que el 1.5 % del gas natural consumido se escapa en forma de emisiones fugitivas, pero admitió abiertamente que su análisis era preliminar y que se requerían más estudios. La investigación científica en este campo es compleja debido a la escasez general de datos y sistemas de monitoreo. Las cifras de emisiones son más conocidas en la industria del carbón que en la del gas por diversas razones, «una de ellas es que el metano está regulado en la minería del carbón, pero no en la del gas natural», según el Dr. Howarth.[ 24 ]

Sin embargo, resulta que sus primeras suposiciones sobre las fugas de metano del gas de esquisto—y EPALas propias estimaciones de la empresa resultaron ser mucho más bajas que la realidad, subestimando significativamente las fugas de metano del gas de esquisto extraído mediante fracturación hidráulica. Al parecer, EPA Anteriormente no se habían tenido en cuenta las emisiones totales procedentes de las extensas redes de producción, procesamiento, ventilación y transporte utilizadas para dar servicio a los pozos de gas natural.[ 25 ] El EPA Ahora advierte que su informe de referencia de 1996, Emisiones de metano de la industria del gas natural, “subestimó significativamente” las fuentes de emisión.[ 26 ]

El EPALas cifras revisadas de emisiones corroboraron las afirmaciones de Howarth de que las emisiones fugitivas de metano constituyen un grave problema 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 incorporarlas EPALos nuevos datos y análisis recientes de la empresa reflejan esta tasa de emisiones aún más alarmante: “Sumando 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 representa al menos un 30% más, y quizás más del doble, de las emisiones de metano que estimamos para el gas convencional durante su ciclo de vida”.[ 28 ]

Estas mayores emisiones procedentes del gas de esquisto no convencional son significativamente superiores a las del gas convencional “debido a las emisiones de metano con los fluidos de retorno y las procedentes de la perforación durante la terminación de los pozos”.[ 29 ] Los pozos convencionales no presentan reflujo porque no se perforan hidráulicamente y se completan sin una fase de perforación inicial. Tan solo en la etapa de reflujo, 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 a lo largo de su vida útil.[ 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.

“Cabe señalar”, añade, “que hay muchos países en el mundo donde la quema de gas 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 esencial para comprender su potencial de calentamiento global (GWPSegún el profesor Howarth, el metano se comporta de forma diferente con la atmósfera que el dióxido de carbono, lo que explica que su composición de gases es distinta. Es importante señalar que las conclusiones del equipo de Cornell se basan en datos limitados y deben ser replicadas 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 El concepto de influencia integrada de un gas en comparación con el dióxido de carbono sobre el calentamiento global durante un período de tiempo definido influye en cómo se comprende dicho gas. 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, el dióxido de carbono permanece en la atmósfera durante aproximadamente un siglo. Así, en un corto período de tiempo, justo después de su emisión, el metano es un gas de efecto invernadero increíblemente potente, pero en un siglo desaparece.[ 34 ]

Howarth realizó dos cálculos básicos en su análisis del metano: uno considerando un horizonte temporal de 100 años y otro, uno de 20 años. Según cifras estándar, el metano es 21 veces más potente que el CO₂.2 En un horizonte temporal de 100 años, su potencia es 72 veces mayor en un horizonte 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 ]

Un nuevo estudio ha demostrado que el metano, además de tener un alto potencial de calentamiento, en realidad previene el enfriamiento atmosférico debido a los efectos indirectos que este gas tiene sobre la formación de aerosoles en la atmósfera.[ 36 ] Según Howarth, es necesario comprender este tipo de efectos integrados en un horizonte temporal más corto, “porque queremos solucionar 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 durante las próximas dos décadas, e igual de malo que el carbón durante el próximo siglo, el gas no convencional ya no se presenta como un combustible “de transición” digno, concluye el equipo de Howarth.

El EPALa decisión de noviembre de 2010 de monitorear más rigurosamente las emisiones fugitivas de metano de la industria del petróleo y el gas se debe a tasas de emisión de la industria que se comparan con las de 40 millones de automóviles de pasajeros anualmente. [ 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 procedentes de todas sus operaciones. Es posible que estos informes contribuyan a estimaciones aún mayores de las emisiones fugitivas de metano.

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:

Sin embargo, estos posibles impactos no se han considerado debidamente y el país ya se ha comprometido, en cierto modo, con un futuro de alto consumo de gas. «Lo que esperamos lograr con este estudio», afirma Ingraffea, «es impulsar la investigación científica que, en mi opinión, debería haberse realizado antes de que los planes de negocio de las empresas 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.