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Satellite Tech: Monitorare e Ridurre le Emissioni di Metano
Tracciare la Metríca Giusta del Riscaldamento Globale
Quando si parla di cambiamento climatico indotto dai gas serra, la maggior parte dell’attenzione del pubblico è rivolta al CO2, poiché è di gran lunga l’emissione più duratura, rimane stabile nell’atmosfera e aumenta la temperatura globale.
Ma un altro fattore chiave è il metano, un gas serra molto potente, rilasciato principalmente da perdite in miniere di carbone, gas e petrolio. Valutare correttamente e ridurre le emissioni di metano sarà fondamentale per ridurre le emissioni di gas serra.
Tuttavia, è più facile a dirsi che a farsi, poiché le emissioni provengono da campi petroliferi e di gas in aree remote o da perdite diffuse da grandi miniere di carbone, o anche da attività agricole e dallo scioglimento del permafrost.
Per questo motivo si sta costruendo una rete crescente di sensori spaziali per misurare le emissioni di metano. Queste costellazioni di satelliti possono rilevare il metano direttamente dallo spazio, su un’ampia superficie contemporaneamente, e valutare la situazione con precisione.
Poiché questo strumento diventa sempre più preciso e fornisce copertura in tempo reale della Terra, dati di alta qualità sia sul momento che sulla quantità delle emissioni di metano stanno diventando disponibili.
Emissioni di Metano 101
Perché Tracciare le Emissioni di Metano?
CO2 è il fattore principale nelle emissioni di gas serra, poiché è di gran lunga il più abbondante e anche quello più prodotto dalle attività umane.
Tuttavia, il metano, un altro gas serra prodotto massicciamente dalla civiltà umana, è molto più potente nella sua capacità di trattenere il calore (effetto serra). È 28–34 volte più potente del CO2 nel trattenere il calore su un periodo di 100 anni. Su una scala temporale più breve di 20 anni, è oltre 80 volte più potente.
Quindi, mentre il CO2 potrebbe essere il numero che conta per l’aumento a lungo termine delle temperature, il metano ha un impatto molto forte sul riscaldamento immediato.
Il problema aggiuntivo è che i cicli di retroazione possono accelerare il riscaldamento. Per esempio, il riscaldamento scioglie il terreno ghiacciato nelle regioni settentrionali come Canada e Siberia, portando a un rilascio maggiore di metano, e il terreno più scuro assorbe più calore.
Quindi livelli elevati di emissioni di metano a breve termine possono creare un riscaldamento accelerato a breve termine, che avrà poi un effetto a lungo termine sulla temperatura globale attraverso l’accelerazione dei cicli di retroazione, creando cambiamenti duraturi e potenzialmente irreversibili nella temperatura globale.
Quindi, anche se, fortunatamente, la durata media in atmosfera è di soli 12 anni (per poi decadere in CO2), non è affatto un effetto transitorio quello che le molecole di metano possono avere sul clima.
Poiché le emissioni di metano stanno aumentando ancora più rapidamente rispetto alle emissioni di CO2 negli ultimi anni, è necessaria un’azione urgente, che a sua volta richiede un quadro chiaro di da dove provenga il metano.
Fonte: IEA
Come Viene Misurato il Metano?
Per le misurazioni locali, la concentrazione di metano può essere misurata con vari sensori che utilizzano diversi metodi di rilevazione come ionizzazione a fiamma, laser, perline catalitiche, ecc.
Ma per le misurazioni su larga scala, i sensori a infrarossi sono generalmente preferiti, poiché possono rilevare le plumes di metano rilevando la capacità del metano di assorbire specifiche lunghezze d’onda nello spettro infrarosso, nella gamma del Infrarosso a Onde Corte (SWIR).
Per scale di rilevamento ancora più ampie, i satelliti devono impiegare misurazioni ancora più precise. Quindi, mentre il principio generale è spesso quello di rilevare il cambiamento di assorbimento nella gamma SWIR, ora vengono impiegate tecnologie aggiuntive.
Un metodo è quello dei sensori multispettrali che hanno alcune ampie bande di rilevazione. Sebbene non siano specifici per il rilevamento del metano, sensori come quelli su Sentinel-2 e Landsat-8 possono rilevare le grandi plumes “super‑emittenti” confrontando la riflettanza attraverso le loro bande SWIR. Questo è sufficiente per una stima approssimativa e per rilevare le emissioni più grandi, ma è inadeguato per misurazioni precise e per fonti di emissione più piccole, perdendo quindi una parte significativa del quadro complessivo.
Un altro metodo è l’uso di interferometri di imaging, che combinano sorgenti luminose per creare schemi di interferenza. Questo consente il rilevamento ad alta risoluzione del metano da piccoli satelliti, ed è il metodo utilizzato in particolare dalla costellazione di satelliti GHGSat (vedi sotto).
Infine, i sensori iperspettrali possono essere usati, catturando dati su centinaia o migliaia di bande spettrali strette e contigue. In questo modo coprono l’intero spettro visibile, vicino infrarosso e infrarosso a onde corte, creando “impronte” spettrali uniche per ogni pixel, permettendo l’identificazione dettagliata dei materiali presenti nell’atmosfera a varie altitudini, incluso il metano. Questo è di gran lunga il metodo più avanzato, ed è impiegato in PRISMA (Italia) e EnMAP (Germania).
Con questi nuovi metodi, il rilevamento satellitare delle emissioni di metano sta diventando sempre più preciso, consentendo politiche più efficienti.
Principali Iniziative di Tracciamento del Metano
Una vasta gamma di rilevamento del metano basato su satelliti è in fase di costruzione o lancio, creando una rete densa di rilevatori di emissioni di metano, ciascuno con proprie specifiche tecniche e utilizzi di nicchia utili.
Alcune sono iniziative commerciali, altre fanno parte di programmi di ricerca pubblica sul cambiamento climatico, e altre ancora sono legate a partnership misto privato‑pubblico.
Fonte: MethaneSAT
GHGSat
GHGSat gestisce attualmente la più grande costellazione commerciale per il rilevamento di metano e CO2, con 16 satelliti in orbita entro il 2026.
La tecnologia dell’azienda è in grado di rilevare le emissioni di metano con una risoluzione minima di 25 metri (82 piedi), consentendo di individuare singoli pozzi di gas e petrolio.
L’azienda ha sviluppato il primo sensore per piccoli satelliti in grado di rilevare le emissioni di metano (CH4). Questi interferometri di imaging brevettati si inseriscono in satelliti molto piccoli (e quindi più economici) che misurano solo 20 × 30 × 40 cm (7,8 × 11,8 × 15,7 pollici).
Fonte: GHGSat
Questo è stato un risultato tecnico notevole per GHGSat, poiché hanno sviluppato questa capacità con meno dell’1 % dell’investimento di altre compagnie satellitari. E ciò ha creato una capacità di osservazione 100 volte più precisa rispetto a molti altri satelliti, in grado di rilevare il metano in modo affidabile.
In totale, l’azienda ha rilevato 534 MTCO2e/anno di emissioni di metano con i suoi satelliti.
Fonte: GHGSat
L’azienda non solo monitora il metano, ma anche il CO2 con GHGSat‑C10 ‘Vanguard’, il primo sensore commerciale ad alta risoluzione per CO2 al mondo. Consente misurazioni precise da siti ad alta intensità di carbonio fino a 25 m a terra.
“Our high-resolution satellites helped put methane – a greenhouse gas that was out of sight and out of mind – at the top of the climate agenda. For the first time, operators of steel mills, power plants, and petrochemical complexes will have access to independent, accurate, and globally standardized emissions monitoring and data. ”
Infine, l’azienda esegue anche misurazioni aeree, con un sondaggio lineare capace di coprire fino a 800 km/giorno a un’altitudine di 3 000 m (10 000 piedi). Questa misurazione può rilevare e quantificare le emissioni di metano da fonti individuali fino a 10 kg/h, affinando ulteriormente il rilevamento effettuato dai satelliti.
Nel complesso, sensori economici e piccoli ma sufficientemente precisi sono probabilmente la strada da percorrere per un monitoraggio adeguato delle emissioni di metano, poiché sono necessari passaggi regolari e una copertura costante per misurare correttamente le emissioni reali. Inoltre, farlo dallo spazio o da piattaforme aeree riduce i costi e aumenta la sicurezza, poiché non è necessario accedere fisicamente ai siti analizzati.
MethaneSAT
Lanciato nel 2024, questo satellite è progettato per colmare il divario tra mappatura regionale e imaging di precisione, così da poter tracciare sia grandi emettitori sia fonti più piccole e disperse.
I dati di MethaneSAT mostrano le emissioni su un’ampia regione rappresentata su una mappa termica a griglia. Queste sono note come emissioni o fonti di area disperse. Le celle della griglia hanno dimensioni come 4 km × 4 km o 5 km × 5 km.
Può individuare la fonte che emette metano a 500 kg/h. Questo è sufficiente a coprire più dell’80 % delle emissioni di metano associate alla produzione globale di petrolio e gas.
Dove MethaneSAT è più debole in risoluzione, eccelle in precisione, con rilevamento di metano in eccesso a 3 ppb (parti per miliardo), la massima precisione rispetto ad altri satelliti in orbita, grazie a due spettrometri infrarossi passivi Littrow che rilevano ossigeno, CO2 e metano. Questo ha dimostrato l’importanza di misurare le piccole emissioni di metano, e non solo i cosiddetti “super‑emittenti”.
“Il 70 % dei circa 15 milioni di tonnellate metriche di metano provenienti da attività di petrolio e gas onshore negli Stati Uniti continentali ogni anno proviene da fonti più piccole e disperse di meno di 100 kg di metano all’ora. Quasi un terzo (30 %) proviene da siti che rilasciano meno di 10 kg all’ora.”
Entro la fine del 2025, il team di MethaneSAT aveva acquisito dati su 41 bacini di petrolio e gas in tutto il mondo, coprendo 25 paesi e il 50 % della produzione onshore globale di petrolio e gas. Quasi 800 ricercatori, analisti e utenti tecnici nei settori industriale, governativo, accademico e ONG hanno avuto accesso ai nostri dati di Livello 3 e Livello 4 sulle piattaforme Google.
Puoi vedere un’anteprima di questa capacità nella pagina associata delle Google Earth Search Engine Apps.
Carbon Mapper
Carbon Mapper è il risultato di una partnership pubblico‑privata unica avviata nel 2019 per sviluppare e lanciare due satelliti con capacità di rilevare e quantificare super‑emittenti di metano e CO2.
Il progetto è finanziato da un’organizzazione no‑profit 501(c)(3), Carbon Mapper, che si basa sulla generosità di finanziatori filantropici.
Dal punto di vista tecnico, organizzazioni come il Jet Propulsion Laboratory della NASA (JPL), Planet Labs PBC, il California Air Resources Board (CARB), l’Università dell’Arizona, l’Arizona State University, la Stanford University, la Harvard University, l’University of Michigan e RMI hanno contribuito con la loro esperienza.
Dal lato finanziario e filantropico partecipano High Tide Foundation, Bloomberg Philanthropies e la Grantham Foundation for the Protection of the Environment.
“With the launch of our first satellite, Carbon Mapper, and our partners are working to scale up the availability of public data to accelerate emissions reductions globally.”
I satelliti sono equipaggiati per rilevare plumes di metano, ad esempio da oleodotti o torce, con tassi di emissione bassi come 70 kg/h in condizioni moderate (limite di rilevamento previsto del 90 % intorno a 100 kg/h).
Lo strumento sul satellite Tanager‑1 di Planet rappresenta la tecnologia di spettrometri di imaging di quinta generazione, progettata dal NASA JPL.
Fonte: Carbon Mapper
Prima del primo lancio satellitare nel 2024, Carbon Mapper utilizzava spettrometri di imaging a bordo di aerei per rilevare super‑emittenti di metano, inclusi AVIRIS‑NG della NASA, JPL, e il Global Airborne Observatory del Center for Global Discovery and Conservation Science dell’ASU.
AIRMO
AIRMO è un’iniziativa guidata dalla Germania che sviluppa una costellazione di satelliti che utilizzerà una combinazione unica di LiDAR e sensori SWIR (Infrarosso a Onde Corte) per tracciare il metano anche attraverso le nuvole o di notte.
Lo spettrometro push‑broom SWIR sarà in grado di rilevare colonne di metano con una risoluzione di campionamento a terra di ~50 m lungo la traccia a 500 km di altitudine. Il sistema micro‑LiDAR migliorerà l’accuratezza e la sensibilità del rilevamento oltre ciò che gli spettrometri da soli possono raggiungere.
Il sistema combinerà i dati satellitari con sensori TDLAS aerei e utilizzerà nuove analisi dei dati guidate dall’IA.
AIRMO ha annunciato a febbraio 2026 una partnership strategica con EnduroSat. EnduroSat fornirà il suo satellite modulare senza cavi, design brevettato FRAME‑15 software‑flessibile, piattaforma di classe ESPA, con 70 kg di payload e 3,4 kW di potenza, design già utilizzato in 120 satelliti operativi.
“We needed a partner who could match our pace and our ambition. EnduroSat brings exactly the technical depth and mission execution experience we need to get our payload to orbit on schedule and performing to spec.”
Il primo satellite è previsto per il lancio all’inizio del 2027 e servirà da base per una costellazione di oltre 12 satelliti progettata per fornire intelligence globale sul metano su larga scala con una risoluzione temporale senza precedenti.
I mercati di focus iniziali includono le infrastrutture del gas europeo, l’Asia Centrale e il Medio Oriente — regioni con alcune delle emissioni di metano più alte e meno monitorate al mondo.
GESat / Copernicus (Europe)
L’Agenzia Spaziale Europea (ESA) sta lavorando a questo progetto che ha visto il lancio del primo satellite della costellazione di Absolut Sensing nel 2025 su un razzo SpaceX. I satelliti sono costruiti attorno alla piattaforma standard CubeSat 12u.
GESat GEN1 porta una combinazione di strumenti iperspettrali per identificare con precisione le emissioni di metano con alta accuratezza. Include una vasta gamma di rilevamento di lunghezze d’onda infrarosse, raffreddata dal sistema CRYASSY per migliorare la sensibilità dello strumento e la risoluzione spettrale.
Fonte: Absolut Sensing
La missione rileverà e quantificherà le emissioni di metano hotspot con una soglia di 100 kg/ora. Una costellazione aggiuntiva di 3 satelliti (CO2M‑A, ‑B e ‑C) dovrebbe essere pienamente operativa entro la fine del 2026 e aggiungere ulteriori dati. L’iniziativa Copernicus sfrutta anche dati di altre costellazioni, in particolare GHGSat.
I dati saranno analizzati da un modello di machine learning guidato dalla fisica (IA) addestrato su petabyte di dati atmosferici e meteorologici. Questo aiuterà a migliorare le misurazioni in tutte le condizioni meteorologiche, inclusi venti e altri effetti atmosferici che possono deformare i dati originali delle emissioni.
Fonte: Copernicus
PRISMA
PRISMA, o PRecursore IperSpettrale della Missione Applicativa, è un satellite iperspettrale italiano lanciato dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) nel marzo 2019.
Utilizza uno spettrometro a prisma per suddividere la luce riflessa in 239 bande spettrali strette e continue, coprendo lo spettro da 400 nm a 2500 nm, inclusi visibile (VNIR) e infrarosso a onde corte (SWIR).
Combina infine un sensore iperspettrale con risoluzione di 30 m (100 piedi) con una fotocamera pancromatica a risoluzione di 5 m (16 piedi) per immagini nitide e dettagliate, e una larghezza di swath di 30 km (18,6 miglia).
Questo satellite di generazione precedente è in grado di rilevare il metano, ma ha anche molte altre applicazioni in silvicoltura, agricoltura, urbanistica, sfruttamento minerario, altri monitoraggi ambientali e gestione delle emergenze.
EnMap
EnMAP (Environmental Mapping and Analysis Program) è una missione satellitare iperspettrale tedesca lanciata nel 2022.
Utilizza la spettroscopia di imaging per scomporre la luce solare riflessa dalla Terra in 246 bande spettrali strette e contigue, da 420 nm a 2450 nm, coprendo le regioni visibile, vicino‑infrarosso (VNIR) e infrarosso a onde corte (SWIR).
Ogni pixel in un’immagine EnMAP rappresenta un’area di 30 m × 30 m a terra. Come PRISMA, è un satellite polivalente, ma ha fornito importanti risultati sulle emissioni di metano prima del lancio di satelliti e costellazioni più specializzate.
NarSha (South Korea)
NarSha è la prima costellazione di microsatelliti dedicata al monitoraggio del metano della Corea del Sud, composta da più di 100 satelliti, sviluppata dalla società sudcoreana Nara Space per il lancio nel 2026, in collaborazione con l’Università Nazionale di Seoul (SNU) e il Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).
I satelliti sono costruiti secondo lo standard compatto CubeSat 16U, e un lotto iniziale di 12 satelliti inizierà il lancio nel 2026.
Il gran numero di questi satelliti potrebbe fornire un monitoraggio globale del metano quasi in tempo reale, con rivisitazioni giornaliere di specifiche fonti di emissione. Dovrebbe mostrare alta risoluzione, con una risoluzione spaziale prevista inferiore a 25‑30 metri e misurazioni di metano ad alta precisione, grazie a una risoluzione spettrale più fine di 1 nm (nell’intervallo di banda del metano 1625‑1670 nm).
Risoluzione delle Emissioni di Metano
Da Dove Provengono le Emissioni di Metano?
Grazie a misurazioni più accurate da tutti i satelliti che tracciano il metano, ora disponiamo di un’immagine molto più precisa delle emissioni di metano rispetto al 2020. In generale, le emissioni di petrolio e gas sono le più grandi in Eurasia (soprattutto Russia e Asia Centrale), Medio Oriente e Nord America, oltre a livelli sorprendentemente alti in Africa.
Fonte: IEA
Come Possono Essere Ridotte le Emissioni di Metano?
Perdite, siti di produzione di combustibili fossili non curati e flaring sono tutte fonti principali di metano che potrebbero essere risolte quasi senza costi netti.
Tra le molte soluzioni che possono essere implementate con le tecnologie e le risorse disponibili, ne possono essere citate alcune:
- Fornire energia pulita ai siti di produzione di combustibili fossili.
- Ridurre il flaring.
- Rilevamento e riparazione delle perdite.
- Unità di recupero del vapore.
Altre misure come la chiusura di pozzi perdenti o la degasificazione delle miniere di carbone potrebbero avere un impatto significativo, ma sono meno cruciali in termini di volume assoluto.
Fonte: IEA
Tuttavia, la spesa totale è relativamente piccola rispetto all’economia mondiale, o per esempio al reddito delle compagnie petrolifere o alla spesa militare, con la stima IEA di 250 miliardi di dollari sufficienti a tagliare la maggior parte delle emissioni di metano.
“Stimiamo che siano necessari circa 260 miliardi di dollari di spesa fino al 2030 per implementare tutte le misure di mitigazione del metano necessarie a raggiungere una riduzione del 75 % delle emissioni di metano. La spesa annua media richiesta rappresenta meno del 2 % del reddito netto che l’industria dei combustibili fossili genera annualmente.”
Mentre molti di questi investimenti si ripagheranno effettivamente grazie alle emissioni risparmiate e al recupero di gas naturale utile che può essere venduto o utilizzato, alcune iniziative richiederanno finanziamenti diretti quando hanno un costo netto negativo. Anche questo, tuttavia, potrebbe essere finanziato relativamente facilmente da istituzioni internazionali, considerando le somme richieste.
“Stimiamo che il divario di finanziamento per la mitigazione del metano nei combustibili fossili nei paesi a basso e medio reddito sia di circa 60 miliardi di dollari (circa 40 miliardi per operazioni attive e 20 miliardi per impianti abbandonati).”
Investire nel Monitoraggio del Metano
(GOOGL )
Google è, ovviamente, più noto come motore di ricerca ultra‑dominante, strumento principale per la pubblicità su Internet, fornitore di servizi cloud e leader nella tecnologia AI. Ma è anche, tramite il suo Earth Engine, il partner principale per l’elaborazione dei dati sulle emissioni di metano per uso normativo globale.
Earth Engine combina immagini satellitari con gli algoritmi di Google e dei suoi partner per trasformare queste informazioni in applicazioni pratiche, utilizzabili e azionabili nel mondo reale.
Ciò include dataset pronti all’uso che coprono tutto, dal clima, al meteo, alla geografia, all’agricoltura, o l’accesso diretto tramite l’API Earth Engine, disponibile in Python e JavaScript.
“Google Earth Engine ha reso possibile, per la prima volta nella storia, elaborare rapidamente e con precisione enormi quantità di immagini satellitari, identificando dove e quando si sono verificati cambiamenti nella copertura arborea ad alta risoluzione. Global Forest Watch non esisterebbe senza di esso. Per chi si preoccupa del futuro del pianeta, Google Earth Engine è una grande benedizione!”
Dr. Andrew Steer, President and CEO of the World Resources Institute.
I dati possono essere usati per scopi non commerciali, nel qual caso l’uso è gratuito sotto un rigido insieme di condizioni.
Fonte: Earth Engine
Può anche essere usato per scopi commerciali, fornendo all’azienda cliente accesso diretto a oltre 50 petabyte di dati pronti per l’analisi e una potenza di elaborazione analitica senza pari. Questo può essere usato per dimostrare l’impatto delle iniziative ESG, identificare rischi ambientali, ottimizzare i rendimenti agricoli, confrontare potenziali siti per impianti industriali come impianti fotovoltaici, ecc.
“Unilever si impegna a raggiungere una catena di fornitura priva di deforestazione entro il 2023. L’uso di una piattaforma geospaziale che sfrutta Google Earth Engine e Google Cloud ci consente di realizzare la nostra ambizione di creare una catena di fornitura davvero sostenibile.”
Andrew Wilcox, Senior Manager, Sustainable Sourcing & Digital Programs, Unilever
Molte aziende sono state costruite sul retro di Google Earth Engine, per esempio:
- Earth Blox: Offre un’interfaccia no‑code a Earth Engine, rendendola accessibile a utenti non tecnici nel settore commerciale
- NGIS: Si concentra sulla fornitura di insight per l’industria agricola.
- Spatial Informatics Group (SIG): Si concentra sul supporto decisionale ambientale, con competenze nell’identificazione della vegetazione, analisi fenologica e monitoraggio delle colture.
- Climate Engine: Partner strategico che fornisce applicazioni core integrate con Google Cloud, aiutando le imprese a gestire risorse idriche e rischi di incendi boschivi
Questo è solo uno dei tanti esempi del potere dei dati per un’azienda come Google. Non solo può avere un grande impatto positivo per ONG e altre attività non commerciali, ma può anche fornire un flusso di dati irrinunciabile (e altamente prezioso e monetizzabile) a innumerevoli corporation, direttamente o indirettamente tramite fornitori e curatori che raffinano i dati in insight azionabili per specifici settori o casi d’uso.
Mentre entriamo nell’alba dell’era dell’IA, questo tipo di tesoro di dati crescerà sempre più in valore, soprattutto per aziende come Google, in grado di sfruttarlo al massimo con la propria esperienza interna di IA, di cui i LLM come Gemini sono solo la punta dell’iceberg.
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