Gases de efecto invernadero – Identificando y reutilizando el metano

Los gases de efecto invernadero son extremadamente importantes para hacer que nuestro planeta sea habitable. Sin embargo, la alta concentración de estos gases que atrapan el calor está elevando significativamente la temperatura de la superficie terrestre, lo que conduce al calentamiento global y al cambio climático.

Mientras que el dióxido de carbono es el gas de efecto invernadero antropogénico más importante, el metano (CH4) es mucho más potente. Este gas, comparativamente de corta duración, atrapa 80 veces más calor que el CO2 en un período de dos décadas. Según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, desde la época preindustrial, el metano ha representado aproximadamente el 30 % del cambio climático.

Este segundo gas de efecto invernadero más abundante es el componente principal del gas natural y del biogás.

El metano es incoloro, inodoro y altamente inflamable. El metano natural se encuentra bajo tierra, siendo los humedales su mayor fuente. También se encuentra bajo el lecho marino, bajo el hielo antártico y en los océanos. Este gas también es producido por volcanes y por la descomposición de materia vegetal y animal.

Un importante contribuyente a la liberación de metano al medio ambiente son las actividades humanas, que incluyen vertederos, actividades agrícolas, ganado, estiércol, minería de carbón y producción de petróleo y gas.

Cuando se emite al aire, el metano reacciona de manera peligrosa. No solo libera emisiones de dióxido de carbono mediante oxidación, sino que también contribuye a la formación del ozono. De esta forma, disminuye la calidad del aire, provocando muertes prematuras en humanos, reducción de los rendimientos de los cultivos y problemas de salud en los animales.

En los humanos, este potente gas de efecto invernadero también puede causar problemas como asma, enfermedades cardiovasculares y mayor riesgo de accidente cerebrovascular. La intoxicación por gas metano, por su parte, puede provocar asfixia.

Altos niveles de metano también pueden causar problemas como pérdida de memoria, habla arrastrada, náuseas, enrojecimiento, dolor de cabeza, vómitos, cambios de humor y problemas de visión. Además, el contacto con metano licuado liberado bajo presión puede provocar congelación.

Dado el efecto nocivo del metano, se ha puesto un mayor énfasis en cuantificar mejor y reducir drásticamente la contaminación por metano para prevenir los peores impactos climáticos.

Emisiones de metano provenientes del estiércol mucho mayores

El ganado de granja es una fuente destacada de emisiones de metano provenientes de la agricultura. Según la estimación actual del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), representa entre el 12 % y el 14,5 % de todas las emisiones de gases de efecto invernadero inducidas por el ser humano.

Los inventarios nacionales de emisiones de gases de efecto invernadero, por su parte, informan que las emisiones provenientes directamente de los sistemas digestivos de los animales (fermentación entérica) son de tres a nueve veces mayores que las de la gestión del estiércol, incluida la almacenación y dispersión de lodos y estiércol. Sin embargo, las emisiones de estos dos casos podrían estar mucho más cercanas a una proporción 50:50.

Según nuevas investigaciones, sin embargo, las emisiones reales de metano de los almacenes de lodos en granjas lecheras podrían ser hasta cinco veces más de lo que sugieren las estadísticas oficiales.

Realizado por la Universidad de East Anglia (UEA) y una asociación sin fines de lucro, la International Fugitive Emissions Abatement Association (IFEAA), el estudio se basa en cálculos de dos granjas lecheras en Inglaterra.

La investigación sugiere que los cálculos de ‘Tier 2’ que actualmente utilizan los países para reportar sus emisiones anualmente al IPCC pueden no ser sólidos, de ahí la subestimación.

Las mediciones de emisiones de los lagos de lodos fueron analizadas por investigadores durante 2022-23. Para capturar el metano, se utilizaron cubiertas herméticas que encerraban los lagos de lodos, lo que demostró que generan mucho más CH4 de lo sugerido anteriormente.

Según los hallazgos, la emisión real fue de 145 kg por vaca al año en una granja y de 198 kg por vaca al año en la otra. Esto es entre 3,8 y 5,2 veces más alto que la cifra oficial existente de 38 kg por vaca reportada en el Inventario Nacional del Reino Unido.

Aunque la metodología internacional estándar parece subestimar las emisiones de metano de los almacenes de lodos, la investigación afirma que hoy disponemos de la tecnología que puede ayudar a “convertir este problema en una oportunidad de negocio”. El metano puede capturarse fácilmente y luego usarse como una alternativa a los combustibles fósiles, lo que también crea “una fuente de ingresos adicional para las granjas”.

Destacando el enorme potencial de convertir ese metano en una fuente de energía renovable, el profesor Neil Ward del Tyndall Centre for Climate Change Research de la UEA señaló que usar metano como combustible puede ayudar a los agricultores a reducir sus facturas de energía y volverse energéticamente independientes.

Capturar y convertir el metano emitido en biogás podría ahorrar a una granja lechera de tamaño medio alrededor de £52,500 en costos de combustible. En total, este ahorro podría superar los £400 millones para el sector lácteo.

La tecnología existente puede capturar el gas, y su uso en los rebaños lecheros de la UE podría reducir las emisiones en un estimado del 5,8 % del presupuesto necesario para limitar el calentamiento global a 1,5 °C, según la investigación.

La subestimación significativa de las emisiones de la gestión del estiércol significa que no solo las estimaciones son inexactas, sino que también pueden distorsionarse las prioridades respecto a las opciones de reducción.

“Esta investigación, por lo tanto, representa un llamado urgente a la acción y a un mayor trabajo para comprender mejor las emisiones de metano de la gestión del estiércol.”

– Prof. Ward

Por lo tanto, la investigación recomienda al gobierno aumentar las subvenciones para las cubiertas de los lagos de lodos, así como para el equipo de procesamiento de gas asociado, además de introducir incentivos fiscales para la inversión en la cadena de suministro en la recuperación y uso del metano y simplificar el proceso de planificación y permisos.

“La tecnología existe para capturar, procesar y utilizar el metano que actualmente se pierde en la atmósfera y contribuye a la acumulación de gases de efecto invernadero, y parece económicamente prometedora, particularmente si se puede implementar un marco de incentivos para la inversión de capital en las granjas, junto con apoyo regulatorio.”

– Prof. Penny Atkins, CEO de IFEAA

Reducir las emisiones de metano, mientras tanto, según George Eustice, presidente de IFEAA y ex Secretario de Estado de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales, es “crítico para la ruta hacia el Net Zero”. Dado que el metano es un GHG potente pero de corta duración, reducir las emisiones también puede ayudar a limitar el aumento de la temperatura global a 1,5 grados.

Con ello, el estudio concluyó que la contribución colectiva de CH4 de la gestión del estiércol por parte de las granjas lecheras es notable y que existen ventajas significativas al actuar antes que después para limitar las emisiones.

La huella de carbono del GNL también es mucho mayor

Un nuevo estudio de Cornell, por su parte, indica que la huella de carbono del gas natural licuado (GNL) es mucho peor, un 33 % más que el carbón cuando también se consideran su procesamiento y transporte.

Durante la extracción, el procesamiento, el transporte y el almacenamiento del GNL, se liberan CH4 y CO2, y esas emisiones representan aproximadamente la mitad de su huella total de gases de efecto invernadero.

Al analizar la comparación del impacto atmosférico de diferentes gases de efecto invernadero, se revela que la huella de carbono del GNL es un tercio mayor que la del carbón en un período de dos décadas. Incluso en una escala de tiempo de un siglo, la huella de carbono del GNL iguala o sigue superando la del carbón.

Tanto el gas de esquisto como el gas natural son perjudiciales para el clima, según el autor del estudio Robert Howarth, pero el GNL es “peor”. Mientras que el GNL se produce a partir de gas de esquisto, el proceso requiere superenfriarlo (menos 260 grados Fahrenheit) a forma líquida y luego usar grandes buques cisterna para transportarlo al mercado, lo que consume energía.

Este modo de transporte tiene un costo ambiental. Los buques modernos con motores de dos o cuatro tiempos tienen menores emisiones de CO2 que los barcos de vapor, y queman GNL durante el almacenamiento y transporte, lo que hace que el CH4 escape al escape.

En cuanto a los buques impulsados por vapor, emiten casi nada de metano en sus gases de escape. Y esto puede compensar, en parte, sus mayores emisiones de CO2.

Las emisiones de metano de los buques, según el estudio, oscilan entre el 3,9 % y el 8,1 %, dependiendo del barco. Durante el proceso de licuefacción del gas natural, esto se acerca al 8,8 % del total cuando se utiliza el potencial de calentamiento global.

Según el estudio, el tipo de buque tiene una influencia relativamente pequeña en la huella de gases de efecto invernadero del GNL, ya que son más eficientes en combustible y, por lo tanto, tienen menores emisiones de CO2 pero mayor fuga de metano en sus escapes.

Al hablar del efecto de la velocidad de un buque en las emisiones, el autor señala que velocidades más lentas conducen a eficiencias considerablemente mayores, lo que reduce tanto las emisiones de CO2 como de CH4. El artículo afirmaba:

“Sin embargo, las emisiones de los buques son una pequeña parte del total del GNL.”

Son las emisiones upstream y midstream del gas de esquisto las que son más responsables de la huella de carbono del gas natural licuado que exporta EE. UU.

El CO2 de la combustión final del gas natural licuado realmente contribuye solo con el 34 % de la huella total de gases de efecto invernadero (GEI) del GNL, mientras que las emisiones de metano upstream y midstream son responsables del 38 % de las emisiones totales de GNL. Al añadir las emisiones de CO2 de la energía utilizada para producir GNL, las emisiones totales upstream y midstream representan en promedio el 47 % de la huella total de GEI del GNL. Según Howarth:

“Casi todas las emisiones de metano ocurren upstream cuando se extrae el gas de esquisto y se licua. Todo esto se magnifica solo para llevar el gas natural licuado al mercado.”

Esto significa que el gas natural licuado “siempre” tiene una huella climática mayor que el gas natural, y con ello, “termina siendo sustancialmente peor que el carbón”.

Según la investigación, estos hallazgos tienen implicaciones para la producción de gas natural licuado en EE. UU, que actualmente es el mayor exportador mundial. Mientras la nación prohibió la exportación de GNL, levantó la prohibición en 2016, y desde entonces, las exportaciones han aumentado drásticamente. En 2023, EE. UU representó el 21 % de todo el transporte mundial de GNL, y el presidente Biden solo impuso una moratoria a estas crecientes exportaciones a principios de este año.

Además, casi todo el aumento de la producción de gas natural en EE. UU durante la última década proviene del gas de esquisto. La producción de gas de esquisto junto con la licuefacción para producir GNL y el posterior transporte del GNL es intensiva en energía, lo que contribuye significativamente a su huella de gases de efecto invernadero.

Así, mientras los gobiernos de todo el mundo piden una rápida transición lejos de los combustibles fósiles, incluido el gas natural, como parte de su política climática global, el gas natural licuado tiene una huella de carbono mucho mayor que el gas natural. Howarth dijo: “Poner fin al uso del GNL debería ser una prioridad global”.

Por lo tanto, cambiar del carbón al GNL no es la solución, según Howarth, debido a la necesidad de enormes inversiones en infraestructura. Recomienda utilizar recursos financieros para construir un futuro libre de combustibles fósiles lo más rápido posible, como un enfoque mucho mejor.

Una alternativa poderosa: usar gas metano para minar BTC

Con la minería de Bitcoin enfrentando críticas por su naturaleza intensiva en energía, convertir el gas metano de los desechos animales en energía presenta un enfoque innovador y proactivo para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero.

Esta combinación de minería de BTC con captura de metano permite que estas emisiones se transformen en una fuente valiosa para tecnología de vanguardia en lugar de contribuir al calentamiento global.

Dado que los mineros de Bitcoin pueden operar prácticamente desde cualquier parte del mundo, esto abre oportunidades incluso para los sitios de vertederos más aislados, remotos y pasados por alto. Los vertederos son una fuente importante de metano. En EE. UU, son la tercera fuente más grande de emisiones de metano relacionadas con la actividad humana.

Las empresas de minería de Bitcoin pueden capturar el metano de los desechos de los vertederos y luego convertirlo en electricidad para alimentar sus equipos de minería, convirtiendo efectivamente todos estos desechos en un recurso valioso.

Otra forma en que los mineros de Bitcoin pueden aprovechar esta energía es estableciendo operaciones de minería cerca de campos petroleros, donde el metano a menudo se quema debido a la falta de infraestructura para su uso. Al capturar este gas, se pueden reducir aún más los desechos y la contaminación.

Este tipo de proyecto ofrece otras ventajas, incluida la monetización del metano directamente en el sitio sin requerir inversiones costosas, lo que implica un despliegue rápido y generación de ingresos. Con una inversión mínima, los mineros de Bitcoin pueden acceder a fuentes de energía renovable de bajo costo y reducir su dependencia de las redes eléctricas locales mientras convierten el gas nocivo en energía.

De esta manera, Bitcoin puede ayudar a promover un cambio hacia fuentes de energía más limpias y sostenibles. Mientras tanto, los mineros de Bitcoin pueden operar de forma sostenible, posicionando la red como un posible beneficio ambiental.

Chainergy es una empresa que ha estado trabajando activamente en la conversión de gas metano en energía para minar Bitcoin. Este movimiento también le dio a la empresa acceso a electricidad a una tarifa competitiva y consolidó su presencia en el mercado energético.

Crusoe Energy Systems es otra empresa que captura emisiones de metano residual de operaciones de petróleo y gas y lo utiliza para alimentar centros de datos de minería de Bitcoin. En 2021, ExxonMobil (XOM ) se asoció con Crusoe para usar gas excedente de uno de sus campos petroleros para minar Bitcoin.

#1. Mara Digital Holdings

Esta empresa de minería de Bitcoin ha estado explorando soluciones energéticas sostenibles y fuera de la red y, para ello, ha trabajado con varios proveedores de energía. Una de esas iniciativas incluye experimentar con el uso de gas metano de vertederos para alimentar sus operaciones.

En noviembre de 2023, anunció una asociación con Nodal Power, que desarrolla y opera activos de energía renovable, para lanzar su proyecto de minería de BTC en Utah. Este proyecto piloto de 280 kW está totalmente alimentado por gas metano de vertedero y ya está en pleno funcionamiento. El CEO de Marathon, Fred Thiel, dijo en ese momento:

“En Marathon, buscamos constantemente formas innovadoras de diversificar nuestras operaciones, reducir nuestros costos energéticos y aprovechar los aspectos únicos de la minería de Bitcoin para mejorar los entornos en los que operamos.”

Al capturar el CH4 que se emite de los vertederos y luego convertirlo en electricidad para alimentar los mineros de Bitcoin de la empresa, Thiel señaló, Marathon está “únicamente posicionada para ayudar a convertir este gas nocivo en una fuente productiva de energía limpia y renovable”.

Las acciones de la compañía (MARA: NASDAQ) cotizan actualmente a $16, con una caída del 31,93 % en lo que va del año (YTD) en comparación con el aumento del 61,4 % del valor de Bitcoin durante el mismo período, mientras se negocian cerca de $62,300. Con una capitalización de mercado de $4,70 mil millones, Mara tiene un EPS (TTM) de 1,73, un P/E de 9,22 y un ROE (TTM) de 26,26 %.

La semana pasada, uno de los mineros de Bitcoin cotizados en bolsa más grandes del mundo informó actualizaciones no auditadas para septiembre, durante las cuales aumentó su tasa de hash energizada a 36,9 EH/s, un salto del 5 % respecto al mes anterior. La compañía espera alcanzar los 50 EH/s para fin de año. Mientras tanto, la producción de BTC aumentó un 5 % a 705 BTC.

“Estamos orgullosos de haber superado un maratón de bitcoin HODL en septiembre y actualmente contamos con casi 27 000 BTC en nuestro balance.”

– CEO Fred Thiel

Mara también presentó una divulgación al Climate Disclosure Project (CDP), respaldando su “compromiso con la transparencia ambiental y la responsabilidad corporativa”.

Conclusión

El cambio climático sigue siendo un desafío urgente, ya que la temperatura media global aumenta a una tasa de 0,175 °C cada década. Un contribuyente significativo a este calentamiento actual es el metano (CH4), que provoca mucho más calentamiento que el CO2.

Aunque reducir las emisiones de metano de la producción ganadera se ha considerado un problema difícil, como informamos, en realidad puede tener un impacto grande y rápido en la reducción del calentamiento, al tiempo que ofrece oportunidades económicas para ser utilizado como una forma de reemplazar los combustibles fósiles. Además, está la conversión del metano de los desechos animales en energía para la minería de BTC, lo que representa otra solución única y rentable que aborda la naturaleza intensiva en energía de la minería de Bitcoin mientras convierte todos los desechos en valor económico. Estos esfuerzos pueden allanar efectivamente el camino hacia un futuro sostenible.