La tecnologia di rimozione del metano necessita di una revisione, poiché i danni potrebbero superare i benefici

Il metano continua a creare rischi ambientali in tutto il mondo. Oltre a essere un potente gas serra, contribuisce alla formazione di ozono troposferico nocivo, associato a problemi respiratori. Sono quindi stati compiuti molti sforzi per capire come ridurne o eliminarne gli effetti sull’ambiente. Meno attenzione è stata invece dedicata agli effetti a lungo termine e alle conseguenze involontarie delle tecnologie di rimozione del metano. Ecco cosa occorre sapere.

Metano (CH4)

Il metano si forma quando una singola molecola di carbonio e idrogeno si lega. È abbondante in natura e si trova spesso sotto terra. Le sue principali concentrazioni sono al di sotto del livello del mare e nell’Artico. Il metano è incolore, inodore e altamente infiammabile.

È uno dei gas serra più corrosivi, con studi che mostrano che il suo potenziale di riscaldamento globale (GWP) è 27,9 volte quello dell’anidride carbonica (CO2) su un periodo di 100 anni.  Il Programma delle Nazioni Unite per l’Ambiente ha determinato che il metano ha rappresentato circa il 30 % del cambiamento climatico fin dall’epoca preindustriale.

Il metano è un sottoprodotto di molti processi industriali, tra cui l’estrazione di petrolio e carbone, la raffinazione del gas e persino la gestione delle discariche. Sorprendentemente, solo queste industrie producono il 60 % del metano emesso nell’atmosfera. Questo inquinamento continua a provocare un aumento del numero di persone che soffrono di asma, malattie cardiovascolari e ictus a causa dell’ozono a livello del suolo.

Rimozione naturale del metano

La madre natura possiede alcune tecniche integrate di rimozione del metano che funzionano bene quando l’ambiente è in equilibrio. L’ossidazione avviene nell’atmosfera, rimuovendo il metano in modo sicuro aggiungendo un’altra molecola e creando O2. Tuttavia, questi sistemi sono stati sovraccaricati a causa dell’aumento delle emissioni. Fortunatamente, gli scienziati hanno trovato modi unici per duplicare l’approccio.

Fonte – Università dello Utah

Metodo attuale di rimozione del metano

Esistono diversi metodi che gli scienziati hanno sviluppato per ridurre gli effetti nocivi o riutilizzare il metano. Queste strategie mirano a garantire che non rimanga intrappolato nell’atmosfera, distruggendo lo strato di ozono. I metodi vanno dall’imitare la natura fino alla creazione di nuovi processi di produzione che utilizzano il metano invece di scartarlo o rilasciarlo.

Ossidazione

Il processo di rimozione del metano più comune è duplicare la natura aggiungendo più ossigeno all’atmosfera. Questo metodo mostra potenzialità, il che ha spinto molti a sostenere un’immediata implementazione su larga scala di torri di ossidazione. Ecco alcuni altri metodi unici ideati dai ricercatori.

Prevenzione

Il modo migliore per ridurre i livelli di metano è impedirne l’ingresso o la permanenza nell’atmosfera. I metodi di prevenzione includono l’integrazione di energia verde per le fabbriche, nuovi metodi di perforazione per i minatori e nutrire il bestiame con alimenti diversi per prevenire i gas.

Sistemi a ciclo chiuso

Un approccio interessante scoperto dagli scienziati è la creazione di un processo di produzione a ciclo chiuso che prende l’anidride carbonica prodotta come sottoprodotto di scarto e aggiunge molecole aggiuntive per creare metano. Il metano viene poi utilizzato nel processo produttivo e il CO2 di scarto viene nuovamente riciclato. Questo approccio potrebbe creare impianti di produzione più puliti ed efficienti.

Rischi della rimozione del metano

Possono verificarsi diversi rischi ambientali e per la salute pubblica nell’uso di sistemi di rimozione del metano. Per esempio, la maggior parte degli approcci non ha esaminato gli effetti collaterali della rimozione del metano e se tale rimozione creerà nuovi legami chimici più nocivi o ridurrà l’efficacia del processo nel tempo.
Alcuni scienziati temono che modificare il livello di ossidanti troposferici possa creare inquinanti secondari, tra cui ozono nocivo e particolato. Inoltre, non esiste una supervisione internazionale o una conformità normativa che questi ingegneri debbano seguire durante le fasi sperimentali. Fortunatamente, un team di ingegneri del Dipartimento di Scienze Atmosferiche dell’Università di Utah ha dedicato tempo a sollevare il velo e rivelare gli effetti a lungo termine dei processi di rimozione del metano odierni.

Studio sui rischi della rimozione del metano

Lo studio “Potential Air Quality Side-Effects of Emitting H2O2 to Enhance Methane Oxidation as a Climate Solution“¹ è il primo documento ad approfondire i possibili effetti collaterali di alcune di queste tecnologie di rimozione. Il documento presenta un esperimento in cui torri spruzzano perossido di idrogeno aerosolizzato (H₂O₂) nell’atmosfera. L’H₂O₂ si lega al metano, eliminandolo dall’aria come un depuratore naturale.

Simulazioni al computer sui rischi della rimozione del metano

Il ricercatore ha raccolto dati da 50 torri distribuite in Nord America per un periodo di un anno. Le torri hanno rilasciato O2 e i loro effetti sono stati studiati. I dati sono stati poi usati per creare simulazioni a griglia nidificata del processo. La simulazione ha previsto diversi tassi di emissione e ha tenuto conto di una varietà di fattori ambientali che potrebbero influenzare il legame, come il livello di luce solare.
Il modello globale di trasporto chimico dell’ingegnere, GEOS-Chem, è in grado di simulare le quattro stagioni, diversi pattern meteorologici e molto altro. Notabilmente, il team ha deciso di utilizzare 3 diversi scenari di emissione. Questo approccio consentirebbe agli ingegneri di individuare problemi specifici più rapidamente.

Test sui rischi della rimozione del metano

Gli ingegneri hanno iniziato a testare le loro simulazioni usando i diversi pattern. Ogni modello di spruzzo aveva quantità predefinite. Ad esempio, il pattern medio rilasciava 1,35 libbre di H₂O₂ ogni secondo. Questo passo è stato ripetuto nella simulazione per dieci ore al giorno per un intero anno. Da lì, il team disponeva di sensori in grado di determinare la quantità che subiva fotolisi, creando O₂.

Risultati del test sui rischi della rimozione del metano

Il test ha mostrato risultati interessanti e inaspettati. Per esempio, i risultati hanno indicato che gli ingegneri dovrebbero aggiungere molto più H₂O₂ prima che questo metodo di riduzione del metano abbia un effetto trascurabile. Anche con 50 torri in dispersione, ridurrebbe solo lo 0,01 % delle emissioni antropogeniche annuali di metano.

Per diventare efficace, questo metodo dovrebbe essere scalato a un livello pericoloso. Il team ha determinato che sarebbero necessarie fino a 352.000 emissioni per fare la differenza. In questa configurazione, hanno rimosso il 50 % del metano antropogenico. Anche se le torri fossero scalate, sarebbero comunque necessari più di 40.000 per avere un effetto reale.

È notevole che i test abbiano dimostrato la possibilità di utilizzare l’ossidazione per migliorare la qualità dell’aria. Tuttavia, i miglioramenti sono durati solo circa 50 anni prima che effetti collaterali imprevisti iniziassero a comparire nel modello. Per esempio, gli ingegneri hanno determinato che un alto livello di particolato sarebbe stato rilasciato nell’atmosfera.

Particolato

Il particolato è una preoccupazione sanitaria importante a livello globale. L’aumento dei livelli di particolato è stato collegato a depressione, suicidio e malattie polmonari, secondo recenti studi dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS). Lo studio rivela che ridurre i livelli di PM a 10 microgrammi per metro cubo ha ridotto significativamente i tassi di depressione nella popolazione.
Gli effetti collaterali del processo H₂O₂ hanno prodotto un piccolo impatto sull’inquinamento da O₃ a livello superficiale. Inoltre, l’aerosol di solfato ha registrato un aumento del 3 % in tutte le caselle della griglia a livello del suolo. Questo aumento può portare alla formazione di concentrazioni di solfato e nitrato, con impatti ambientali a lungo termine sulla biosfera e sull’idrosfera. I risultati dimostrano che, a lungo termine, la qualità dell’aria subirebbe una notevole riduzione a causa di questo tipo di processo di rimozione del metano.

Ricercatori sui rischi della rimozione del metano

Lo studio è stato guidato da ingegneri dell’Università di Utah. In particolare, gli scienziati atmosferici Alfred Mayhew e Jessica Haskins sono gli autori principali. Il team ora cerca di utilizzare i loro dati per testare altri processi di riduzione del metano. L’obiettivo è garantire che il delicato equilibrio della natura non venga alterato accidentalmente nel tentativo di risolvere il cambiamento climatico.

Guidare l’innovazione sostenibile

Molte aziende sono coinvolte nelle strategie di cattura del carbonio e riduzione del metano. Queste imprese hanno registrato un aumento recentemente poiché le Nazioni Unite e altre organizzazioni globali hanno introdotto programmi vantaggiosi per ridurre le emissioni globali. Ecco un esempio di azienda che potrebbe prendere i dati di questo studio e integrarli con successo nel proprio sistema aziendale attuale.

Occidental Petroleum (OXY)

Occidental Petroleum (OXY ) è entrata nel mercato nel 1920 come fornitore di petrolio con focus ambientale. L’azienda ha guadagnato una reputazione per l’innovazione e ha lanciato diverse campagne uniche progettate per raggiungere l’obiettivo di zero emissioni entro il 2050.

Oggi, Occidental Petroleum è un fornitore leader di tecnologie per la cattura del carbonio. Ha operazioni attuali sia negli Stati Uniti che in Medio Oriente. L’azienda rimane una forza pionieristica e ha recentemente firmato un memorandum d’intesa con TAE Technologies. L’obiettivo della partnership è approfondire le opportunità di ricerca per l’uso della tecnologia di fusione nucleare di TAE.

Questi ultimi sviluppi, insieme ad altre tecnologie, contribuiranno a spingere la domanda per le azioni OXY verso l’alto. Potrebbero esserci benefici significativi se l’azienda integra questi dati per modificare il proprio modello di business e migliorare l’efficienza. Per ora, OXY è considerata da molti analisti un solido “hold”.

Rimozione del metano – è più complicata di quanto pensi.

Gli ingegneri devono considerare gli effetti a lungo termine delle loro tecnologie di riduzione del metano. Quando si esaminano le soluzioni ambientali, questa esigenza aumenta di dieci volte. L’equilibrio fragile dell’ecosistema percepisce tutti i cambiamenti e si adatta di conseguenza. Pertanto, sarà necessario un approccio molto delicato, combinato con una forte prevenzione, per risolvere questo problema senza creare ulteriori problemi lungo il percorso.

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Riferimento allo studio:

^{1. Mayhew, A. W., & Haskins, J. D. (2025). Potential air quality side-effects of emitting H₂O₂ to enhance methane oxidation as a climate solution. Environmental Science & Technology, 59(1), 679–688. https://doi.org/10.1021/acs.est.4c11697}