Sostenibilidad
Las emisiones aceleradas de metano ponen a los científicos en alerta mientras la Tierra sigue calentándose
El cambio climático se está convirtiendo rápidamente en una grave preocupación a medida que sus efectos se están viendo en todo el mundo. Como informamos, el cambio climático hizo que el verano de 2024 fuera el más caluroso registrado a nivel mundial y para Europa. Esto requiere esfuerzos para estabilizar el clima reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero, beneficiando tanto al clima como a nuestra salud.
Los gases de efecto invernadero son esos gases que atrapan el calor en la atmósfera. El dióxido de carbono (CO2) es el más prominente de estos gases y se libera como resultado de quemar combustibles fósiles como el carbón, el gas natural y el petróleo así como árboles y residuos sólidos y como resultado de ciertas reacciones químicas como la producción de cemento.
Otro ejemplo de gas de efecto invernadero es el óxido nitroso (N2O). Se emite durante actividades agrícolas e industriales durante el tratamiento de aguas residuales y la combustión de combustibles fósiles. Los gases fluorados, mientras tanto, se emiten de una variedad de aplicaciones domésticas y comerciales.
El metano (CH4), por otro lado, se emite durante la producción y el transporte de petróleo, gas natural y carbón. Sin embargo, la gran mayoría de las emisiones de CH4 provienen en realidad de actividades humanas o fuentes “antropogénicas” como vertederos, uso del suelo, ganado y otras prácticas agrícolas. Fuentes naturales como termitas y humedales, también, son responsables de las emisiones de CH4.
El metano es un gas incoloro, inodoro y inflamable que contribuye al calentamiento global y al cambio climático. Un componente principal del gas natural, el metano, se usa como combustible para generar calor y luz y para fabricar productos químicos orgánicos.
Según Rob Jackson, un científico de la Universidad de Stanford que preside el Global Carbon Project, un grupo que monitorea anualmente las emisiones de gases de efecto invernadero:
“El metano es una amenaza climática que el mundo está ignorando. El metano ha aumentado mucho más y mucho más rápido que el dióxido de carbono.”
Mientras el enfoque colectivo ha estado en la reducción del dióxido de carbono debido a la vida atmosférica más corta del metano en comparación con el CO2, el CH4 calienta la atmósfera de la Tierra 90 veces más eficazmente que el dióxido de carbono durante las dos primeras décadas después de su liberación.
De hecho, un nuevo estudio ha encontrado que la tasa de emisión de metano está ocurriendo a un ritmo rápido, presentando un gran obstáculo para resolver el problema del cambio climático.
Las emisiones de metano aumentan más rápido que nunca
Un artículo de perspectiva publicado a principios de esta semana en Environmental Research Letters, junto con datos en Earth System Science Data, reveló que las concentraciones de metano en la atmósfera de la Tierra han estado aumentando a una velocidad récord durante los últimos cinco años.
Los documentos son obra del Global Carbon Project, una iniciativa que rastrea las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial.
Aunque más de 150 países se han comprometido a reducir las emisiones de metano en un 30% esta década bajo el Global Methane Pledge, eso realmente no ha ocurrido. Este compromiso global se lanzó en 2021 por la UE y EE. UU.
Por el contrario, las emisiones globales de metano —dos tercios de las cuales provienen ahora de actividades humanas, incluyendo agricultura, uso de combustibles fósiles, vertederos y otros desechos— están aumentando más rápido que nunca.
La tendencia “no puede continuar si queremos mantener un clima habitable,” escribieron los investigadores en el artículo.
Las concentraciones atmosféricas de CH4 son actualmente más de 2.6 veces mayores que en la era preindustrial. De hecho, ahora son las más altas en al menos 800,000 años.
La trayectoria de aumento de las tasas de emisión de metano es la más extrema utilizada por los principales científicos climáticos del mundo en los escenarios de emisión. A este ritmo, conduciría al calentamiento global por encima de 5 grados Fahrenheit o 3 grados Celsius para finales de este siglo.
Aunque el metano es un gas de efecto invernadero de corta vida, como señalamos antes, es altamente potente, lo que lo convierte en un objetivo principal para limitar el calentamiento global a corto plazo.
Como resultado, ha habido un creciente enfoque político en la reducción de emisiones de metano, pero eso realmente no ha tenido ningún efecto, ya que las emisiones anuales totales de metano han aumentado en un 20% en las últimas dos décadas. La contribución humana ha sido la mayor, alrededor del 18%, mientras que las fuentes naturales, mayormente de humedales, solo aumentaron un 2% en dos décadas.
El aumento de 61 millones de toneladas en emisiones de CH₄ ha sido impulsado principalmente por la producción y uso de petróleo y gas, junto con la minería de carbón, cuyas emisiones aumentaron un 33%. La descomposición de alimentos y residuos orgánicos en vertederos mostró un aumento del 30%, mientras que las emisiones de la agricultura aumentaron un 14%. La mayor fuente de emisiones de metano vinculada a los humanos, señaló Jackson, son las vacas.
Quién lidera el aumento de emisiones de CH4
En cuanto a los países que más contribuyen a las emisiones de metano, China (16%) ocupa el primer lugar.
Como autora principal del artículo de Earth System Science Data, Marielle Saunois de la Université Paris-Saclay en Francia señaló que los mayores aumentos regionales en emisiones de CH4 provienen de China y el sudeste de Asia.
Un estudio separado de Global Energy Monitor (GEM) advirtió recientemente que la expansión de minas de carbón de China podría aumentar aún más sus emisiones de metano y amenazar los objetivos climáticos.
En 2023, la producción de carbón de China alcanzó un récord de 4.7 mil millones de toneladas, aproximadamente el 50% de la producción mundial. Ahora, el país está planificando un proyecto para aumentar la capacidad de producción en 1.2 mil millones de toneladas anuales. Esta expansión puede incrementar las emisiones de metano en 10 millones de toneladas.
Mientras China sigue invirtiendo en carbón para energía y mantiene un conjunto de minas “inactivas pero operativas” para necesidades urgentes, los permisos para plantas de energía de carbón disminuyeron un 83% este año. Esto indica un posible cambio en la política energética del país.
China es seguida ahora por India (9%), los Estados Unidos (7%), Brasil (6%) y Rusia (5%) como los mayores emisores de metano del mundo.
Según Saunois:
“Solo la Unión Europea y posiblemente Australia parecen haber disminuido las emisiones de metano de actividades humanas en las últimas dos décadas.”
La agencia nacional de ciencia de Australia declaró recientemente que los niveles globales de metano están poniendo al mundo en una trayectoria peligrosa.
El Global Methane Budget de la agencia, elaborado en colaboración con socios de investigación internacionales, incluido CSIRO, informó que las fuentes de metano inducidas por el ser humano habían aumentado en 61 millones de toneladas métricas por año, un aumento del 20% en los últimos veinte años.
Agricultura se informó que contribuyó más al presupuesto, con un 40%, siendo el ganado y los arrozales las principales causas. Esto fue seguido por el sector de combustibles fósiles con un 34%, residuos sólidos y aguas residuales con un 19%, y finalmente, la quema de biomasa y biocombustibles con un 7%.
Mejor cuantificando la influencia humana en la emisión de CH4
Para cuantificar mejor la influencia humana en las emisiones de metano, los científicos profundizaron aún más y descubrieron que en 2020, el año más reciente con datos completos, el 65% —casi 400 millones de toneladas— del metano emitido globalmente fue resultado de actividades humanas. Los desechos y la agricultura juntos representaron aproximadamente dos toneladas de CH4 por cada tonelada de la industria de combustibles fósiles.
Aunque los confinamientos por la pandemia hace unos cuatro años deberían haber reducido la emisión de gases, no fue así.
Durante la pandemia, aproximadamente 42 millones de toneladas de CH4 se acumularon en la atmósfera—el doble del aumento anual promedio de 20.9 millones de toneladas observado entre 2010 y 2019. Esto también es más de seis veces el aumento visto durante la primera década de los años 2000, cuando era de 6.1 millones de toneladas por año.
El confinamiento sí redujo las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) relacionadas con el transporte, lo que ayudó a evitar que parte del metano se acumulase en la atmósfera, según los investigadores.
Sin embargo, la caída temporal de la contaminación por óxidos de nitrógeno fue solo la mitad del aumento en las concentraciones atmosféricas de metano en 2020.
“Todavía estamos intentando comprender los efectos completos de los confinamientos por COVID en el presupuesto global de metano. COVID cambió casi todo —desde el uso de combustibles fósiles hasta las emisiones de otros gases que alteran la vida útil del metano en la atmósfera.”
– Jackson
El estudio más reciente también realizó un cambio importante en la contabilización de las fuentes globales de metano y los “sumideros”, que son bosques y suelos que eliminan y almacenan metano de la atmósfera.
Anteriormente, los científicos del Global Carbon Project clasificaban todo el metano de ríos, lagos, estanques y humedales como natural. Sin embargo, en su última evaluación, los científicos hicieron un primer intento de estimar la creciente cantidad de emisiones de estos tipos de fuentes que resultan de actividades humanas.
Jackson señaló cómo los embalses detrás de presas, construidos por personas, son una fuente directa de emisiones de metano tan importante como las de un campo de petróleo y gas. Estos embalses emiten aproximadamente 30 millones de toneladas de metano al año debido a la materia orgánica recién sumergida que libera CH4 al descomponerse.
Según los científicos, los humanos han influido en un tercio de las emisiones de metano de aguas dulces y humedales en los últimos años. El aumento de temperaturas, el uso del suelo, las aguas residuales y la escorrentía de fertilizantes han incrementado aún más estas emisiones.
Empresas que abordan el problema de las emisiones de metano
Con el aumento global de las emisiones de metano, muchas empresas han asumido la tarea de abordar este problema. BP (British Petroleum) es una de ellas, utilizando tecnologías de detección de metano para reducir las emisiones de CH₄ de sus operaciones de petróleo y gas como parte de sus objetivos más amplios de net-zero.
De manera similar, Carbon Clean desarrolla tecnologías modulares para capturar metano de procesos industriales y convertirlo en productos valiosos, mientras que Clarke Energy ofrece soluciones de generación de biogás para capturar metano de fuentes como vertederos y plantas de tratamiento de aguas residuales, convirtiéndolo en energía renovable.
En el ámbito tecnológico, empresas como Project Canary y GHGSat están contribuyendo de manera sustancial. Project Canary ayuda a las industrias a rastrear sus emisiones de metano, y GHGSat ofrece monitoreo satelital de alta resolución para detectar y medir las emisiones de metano de sitios industriales. Estos datos ayudan a las industrias a identificar fugas y tomar medidas correctivas.
Ahora, vamos a echar un vistazo a una empresa que ha adoptado un enfoque innovador a este problema, particularmente con la minería de Bitcoin.
Crusoe Energy Systems
Una startup de minería de Bitcoin, Crusoe Energy Systems, se fundó durante el mercado bajista de criptomonedas de 2018 para abordar el problema de la quema de gas natural. Un subproducto de la extracción de petróleo, el gas natural a menudo se quema si no existen casos de uso económicos para él o si los operadores de los campos petroleros no pueden transferirlo. El metano es un componente principal del gas natural, y el proceso de quemar gas no logra combustionar completamente el CH4.
Crusoe, aquí, captura emisiones de metano residuales de operaciones de petróleo y gas y las utiliza para alimentar centros de datos modulares para la minería de Bitcoin. Para ello, la empresa quema gas natural para la producción de electricidad, lo que quema completamente el metano y produce CO2 como subproducto. Al utilizar un “producto de desecho” y luego convertirlo en energía útil al “costo más bajo”, Crusoe reduce las emisiones mientras permite operaciones de minería de Bitcoin sostenibles.
Según el cofundador y presidente de Crusoe, Cully Cavness:
“Hay una enorme cantidad de gas quemado en todo el mundo. Si lo capturaran todo, podría generar aproximadamente dos tercios de toda la electricidad de Europa y alimentaría a la industria de centros de datos muchas veces.”
La empresa ‘carbon-negative’ recaudó 750 millones de dólares en financiación y recibió una valoración post-money de 1.75 mil millones de dólares en abril de 2022. Crusoe tiene alrededor de 30 sitios ubicados en todos los principales campos petroleros de EE. UU., incluido uno en Argentina. Según su informe de impacto de 2023, la compañía declaró más de 200 MW de capacidad desplegada en negocios de nube y minería de Bitcoin.
En 2021, el gigante del gas natural ExxonMobil se asoció con Crusoe para usar gas excedente de sus campos petroleros de Dakota del Norte para minar $1.14 billones de capitalización de mercado BTC.
El año pasado, el Sustainable Bitcoin Protocol (SBP) inició un piloto con Crusoe para crear una metodología que verifique que la adquisición de gas residual y la tecnología de esta última están reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero y contribuyendo a la transición hacia energía limpia.
Hace un par de meses, la empresa con sede en Denver firmó un acuerdo multimillonario con la compañía tecnológica Lancium para construir un centro de datos de 200 megavatios en la primera fase de una expansión mayor de 1.2 gigavatios para “satisfacer las necesidades únicas de las empresas de IA”.
Después del halving de Bitcoin en abril de 2024, que redujo las recompensas de bloque a 3.125 BTC, los mineros han buscado diversificarse para financiar sus operaciones y ser rentables. Muchos mineros de Bitcoin, incluido Crusoe, han dirigido su atención al floreciente sector de IA.
A plena capacidad, el centro de datos Crusoe-Lancium será uno de los campus de centros de datos de IA más grandes del mundo. La instalación se espera que entre en funcionamiento el próximo año.
“Los centros de datos están evolucionando rápidamente para soportar cargas de trabajo modernas de IA, requiriendo nuevos niveles de espacio de rack de alta densidad, refrigeración líquida directa al chip y demandas energéticas sin precedentes.”
– CEO y cofundador de Crusoe, Chase Lochmiller
Por primera vez en abril, los ingresos de Crusoe provinieron principalmente de sus centros de datos de IA, superando los ingresos de Bitcoin.
Conclusión
Así que, como hemos visto, las emisiones globales de metano continúan aumentando significativamente, con la contribución humana también registrando un aumento constante. Dado que este gas de efecto invernadero es el segundo mayor contribuyente al cambio climático y causa eventos de calor extremo y fenómenos meteorológicos, es crucial tomar medidas firmes para reducir las emisiones de metano.
Ya estamos presenciando cómo el cambio climático puede resultar en clima severo y olas de calor. El mundo, según el último estudio, “ha alcanzado el umbral de aumentos de 1.5°C en la temperatura media global de la superficie y apenas está comenzando a experimentar las consecuencias completas”.
Aunque se han realizado intentos para reducir las emisiones de metano mediante regulaciones, descarbonización y el Global Methane Pledge, en gran medida han sido ineficaces. Es necesario un enfoque más coordinado que combine regulación y prácticas industriales mejoradas que puedan allanar el camino para nuevas innovaciones tecnológicas en el sector energético.
