Dados de múltiplos satélites captam vazamento recorde de metano causado por explosão de poço de petróleo
(pubs.acs.org)- A explosão do poço nº 303 no campo petrolífero Karaturun East, no Cazaquistão, em 2023, evoluiu para um grande vazamento de metano que durou 205 dias, e a combinação de várias observações de satélite permitiu reconstruir a variação das emissões ao longo do tempo
- Sentinel-5P/TROPOMI, GHGSat, PRISMA, EnMAP, EMIT, Sentinel-2 e Landsat foram usados em conjunto para complementar as lacunas entre o monitoramento global diário e as observações direcionadas de alta resolução
- Entre 9 de junho e 25 de dezembro de 2023, foram detectadas 115 plumas de metano; das 48 que passaram na triagem de qualidade, as taxas de emissão variaram de 3.6 ± 1.3 a 63 ± 42 t/h, geralmente na faixa de 20 a 50 t/h
- O total emitido de metano foi estimado em 131 ± 34 kt, equivalente a 4,5% da estimativa da IEA para o setor de energia do Cazaquistão em 2023, de 2.898 kt, e a 7% considerando apenas o setor de petróleo e gás
- O caso de Karaturun East superou as estimativas para os blowouts de Aliso Canyon, Ohio e Louisiana, mostrando que o mapeamento de metano por satélite já amadureceu o suficiente para quantificar vazamentos de longa duração
Escala do vazamento em Karaturun East
- No campo petrolífero Karaturun East, na região de Mangistau, no Cazaquistão, ocorreu na manhã de 9 de junho de 2023 uma explosão seguida de incêndio no poço nº 303 durante trabalhos de exploração
- O incêndio destruiu vários equipamentos de segurança, levando à perda de controle do poço e a uma chama de cerca de 10 m de altura
- Alguns dias depois, o colapso das rochas ao redor do poço criou uma cratera de 15 m de largura, dificultando o selamento precoce
- De 13 de outubro a 20 de novembro de 2023, milhares de toneladas de água foram injetadas em dois poços de injeção para mitigar o vazamento de gás, mas isso não resolveu completamente o problema
- Em 25 de dezembro de 2023, o fluxo de gás e o incêndio cessaram após a injeção de lama de perfuração pesada por meio de uma sonda de propósito especial conectada ao poço do acidente a cerca de 1000 m de profundidade
Por que a observação por satélite era necessária
- As emissões antropogênicas de metano são responsáveis por cerca de 30% do aquecimento global desde o período pré-industrial
- A indústria de petróleo e gás responde por uma parcela significativa das emissões de metano, e a mitigação nesse setor é tecnicamente viável e relativamente custo-efetiva
- Blowouts de poços estão ligados a falhas inesperadas de infraestrutura durante perfuração, completação e produção, podendo liberar sem controle hidrocarbonetos compostos principalmente por metano
- Em acidentes em áreas remotas, a obtenção de medições terrestres e aéreas é limitada, o que dificulta avaliar globalmente as emissões de metano causadas por blowouts
Sistema combinado de observação por satélite
- A equipe de análise montou uma série temporal de observações de diferentes satélites de detecção de metano para reconstruir a evolução do vazamento ao longo de 205 dias
- O TROPOMI fornece desde 2018 monitoramento global diário de grandes emissões de metano e foi importante para amostrar as primeiras semanas do evento
- Satélites hiperespectrais de alta resolução observam com menor frequência que o TROPOMI, mas conseguem detectar plumas menores com resolução espacial mais alta e atribuí-las a fontes emissoras em nível de instalação
- O GHGSat é uma constelação privada projetada para mapear metano e dióxido de carbono com resolução de 25 a 50 m
- PRISMA, EnMAP e EMIT são missões científicas com sensibilidade relativamente alta ao metano em amostragem de 30 a 60 m
- Os imageadores multiespectrais Sentinel-2 e Landsat têm menor sensibilidade ao metano do que os satélites hiperespectrais, mas oferecem observação global sistemática a cada poucos dias com amostragem espacial de 20 a 30 m
Processamento dos dados e forma de quantificação
- Como as missões públicas de alta resolução não oferecem produtos prontos de taxa de emissão de plumas, foram gerados diretamente mapas de aumento de concentração de metano (ΔXCH4) e detecções de plumas
- Para converter o aumento de concentração em taxa de emissão, foi usado o modelo IME, com dados de vento vindos do produto GEOS-FP
- O processamento de PRISMA, EnMAP e EMIT otimizou a abordagem de busca por matched-filter para as plumas grandes e de alta concentração observadas em Karaturun East
- Foi implementada uma versão logarítmica da busca por matched-filter
- Pixels de pluma foram removidos no cálculo das estatísticas do matched-filter
- Foi criado um modelo IME-Q para cada instrumento hiperespectral, garantindo uma série temporal consistente
- Para o GHGSat, foram usados os mapas de pluma e as estimativas de taxa de emissão dos produtos oficiais para usuários
- No TROPOMI, foi aplicada uma configuração de processamento separada e ajustada às condições deste evento
- Cada pluma foi reproduzida com simulações em grande escala usando várias parametrizações da camada limite planetária e campos meteorológicos
- A estimativa de incerteza usou uma abordagem de ensemble completo
- Os filtros foram ajustados para lidar com possíveis artefatos a jusante da costa
- O total emitido foi calculado ajustando um polinômio de 3º grau à série temporal das taxas de emissão aprovadas na triagem de qualidade e depois integrando o resultado; a incerteza foi estimada por simulação de Monte Carlo
Resultados das observações
- Entre 9 de junho e 25 de dezembro de 2023, foram detectadas 115 plumas de metano no local
- Após a triagem com critérios como observação sem nuvens, ausência de artefatos de busca e presença da maior parte da pluma dentro da área imageada, 48 casos foram usados para quantificar as taxas de emissão
- As taxas estimadas variaram de 3.6 ± 1.3 a 63 ± 42 t/h, com valores típicos na faixa de 20 a 50 t/h
- As maiores taxas apareceram nas primeiras semanas após a explosão, e a intensidade da pluma diminuiu gradualmente até o vazamento ser controlado em 25 de dezembro
- Mesmo em 25 de dezembro, o GHGSat detectou uma pluma relativamente grande de 12 ± 3 t/h, coerente com a possibilidade de o satélite ter passado pelo local pouco antes da ação final de recuperação
- Em três observações de 1, 12 e 14 de janeiro de 2024, não apareceu sinal de metano, sugerindo que as emissões caíram abaixo do limite de detecção por satélite ou que a recuperação foi concluída
Atividade do incêndio e limites da combustão
- Segundo os dados de potência radiativa do fogo do FIRMS baseados em VIIRS, o incêndio mais intenso ocorreu logo após o blowout e manteve intensidade relativamente alta por cerca de 20 dias
- Depois disso, detecções de fogo por satélites de alta resolução confirmaram que o incêndio no local continuou ativo, mas com menor intensidade
- A intensidade do incêndio neste caso foi significativamente menor que a de flares fortes em instalações de petróleo e gás e também menor que a do incêndio do blowout de Louisiana em 2019
- Com base em fotos do local e reportagens, é provável que a mistura expelida na explosão contivesse uma quantidade significativa de água
- Uma mistura com água pode ter reduzido a temperatura do poço por perda de calor radiativo e impedido a ignição do vazamento de gás, mas combustão fraca não significa necessariamente menor emissão de metano
Comparação com grandes vazamentos anteriores
- O total de metano emitido no caso de Karaturun East foi estimado em 131 ± 34 kt
- Esse valor corresponde a 4,5% dos 2.898 kt estimados pela IEA para o setor de energia do Cazaquistão em 2023 e a 7% quando se considera apenas o setor de petróleo e gás
- O caso de Aliso Canyon, em 2015, com 97 kt, vinha sendo considerado o maior vazamento de metano já documentado em operações regulares de petróleo e gás
- As emissões de Karaturun East também superaram as estimativas de 60 ± 15 kt para o blowout de Ohio em 2018 e de 21 a 63 kt para o blowout de Louisiana em 2019
- A sabotagem dos gasodutos submarinos gêmeos Nord Stream 1 e 2, no Mar Báltico, em 26 de setembro de 2022, foi estimada em 420 a 490 kt, podendo ter causado emissões maiores do que a explosão de Karaturun em 2023
Papel e limites da combinação de satélites
- Mesmo sem o GHGSat, foi possível obter estimativas semelhantes do total de metano emitido graças ao grande volume de observações de outras missões
- Ainda assim, as observações do GHGSat foram importantes para reconstruir as últimas semanas do vazamento, quando outros satélites não tinham observações úteis
- Se apenas os dados hiperespectrais mais sensíveis, incluindo o GHGSat, tivessem sido usados, as primeiras semanas, quando as taxas de emissão eram mais altas, teriam sido perdidas, subestimando o total emitido
- Os dados hiperespectrais públicos atuais exigem tasking para observar um local específico e, em geral, não oferecem revisita rápida
- O TROPOMI e os satélites multiespectrais fornecem observação global sistemática e frequente, sendo importantes para a detecção inicial do vazamento e para acompanhar sua evolução
- Em casos como Karaturun East, quando as emissões caem abaixo do limiar de detecção relativamente alto, tipicamente cerca de 10 t/h, o uso de TROPOMI e dos satélites multiespectrais se torna difícil
- Mesmo em uma série temporal que combina diferentes instrumentos, métodos de detecção de metano e formas de quantificação de pluma, não foram observados vieses específicos por satélite nas estimativas individuais de taxa de emissão
- Novos sistemas de monitoramento e missões de satélite para metano, como o Methane Alert and Response System (MARS) da UNEP, MethaneSAT e Carbon Mapper, tendem a se tornar ainda mais importantes na detecção e quantificação de grandes vazamentos de metano
1 comentários
Opiniões no Hacker News
Com dados melhores de satélites e levantamentos aéreos, as emissões de metano relacionadas a petróleo e gás aparecem muito acima do que a indústria reporta.
Da produção, transmissão e distribuição até o uso final, sempre que pesquisadores independentes analisaram cada etapa encontraram mais vazamentos do que as premissas existentes indicavam; o ponto central é que essas premissas se basearam por muito tempo em números fornecidos pela própria indústria.
Em rotas de produção com vazamentos particularmente graves, o impacto em um horizonte de 100 anos chega a ser maior que o do carvão. Por exemplo, algumas áreas do Permiano no New Mexico chegam a uma taxa de vazamento de 9%. Ao queimar metano, emite-se cerca de metade do CO2 em comparação com o carvão, mas o potencial de efeito estufa do metano é 20 vezes o do CO2 em 100 anos; portanto, é preciso acrescentar 180% ao efeito estufa total e, mesmo sem considerar outros vazamentos nos gasodutos, fica 40% pior que o carvão.
https://sustainability.stanford.edu/news/methane-leaks-are-f...
É uma multiplicação simples, quase sem relação com a realidade, e enquanto os consumidores arcam com o custo do LAUG, as concessionárias têm garantido um lucro de 10% sobre os custos de infraestrutura. Somado aos subsídios para substituir tubulações com vazamentos frequentes, isso faz com que investimentos desnecessários, como trocar infraestrutura fóssil antiga, sejam priorizados em vez de consertar vazamentos.
Se conseguirmos reduzir as emissões ao nível que se imaginava originalmente, talvez isso seja uma boa notícia.
Eles só fazem sentido quando se presume que as emissões sejam constantes por um longo período.
Uma estimativa de 131 kt de metano é bem grande.
Em termos de impacto no aquecimento global ao longo de 100 anos, isso equivale a cerca de 3,93 megatoneladas de CO2, um nível parecido com as emissões anuais de países pequenos como Iceland ou Malta.
Para sentir o quanto vazamentos de metano são realmente assustadores, basta ver o fenômeno em que o aquecimento global derrete o permafrost e cria sumidouros por toda a tundra.
A matéria orgânica que antes estava congelada apodrece, formando enormes bolhas de metano; quando elas ficam grandes o suficiente, explodem, deixam grandes buracos e depois acumulam água.
Estima-se que a quantidade de metano vazando daí seja enorme, mas sem observação abrangente não dá para saber com precisão.
Se não conseguimos resolver o problema de vazamento de metano, mesmo sendo o metano um recurso valioso, então acho que a captura de carbono injetando CO2 em lugares como cavernas tem pouquíssima chance de dar certo.
Acho que quem promove esse tipo de tecnologia está perto de ser um golpista.
Pela descrição, isso parece ter acontecido no Kazakhstan entre junho e por volta de novembro de 2023.
Parece uma versão menor da cratera de gás de Darvaza, no Turkmenistan: https://en.wikipedia.org/wiki/Darvaza_gas_crater
No fim, será que a gente não vai aguentar?
Ainda assim, mesmo que não consigamos deter a mudança climática, não somos impotentes.
Os Dutch sabem como lutar contra a elevação do nível do mar, a arquitetura Middle Eastern sabe como manter as pessoas frescas em ar acima de 50 °C, e os Canadians sabem como fazer redes elétricas resistirem ao inverno.
Há ameaças, como incêndios florestais, para as quais não existe uma estratégia ótima neste momento, mas não estamos sozinhos nem totalmente impotentes. Se houver disposição para trabalhar juntos, inúmeras vidas poderão ser salvas.
https://jonathanfranzen.com/what-if-we-stopped-pretending/
Ser gentil, amar e cultivar compaixão é basicamente tudo.
A questão central não é sobreviver ou não. A entropia é o inimigo e acabará vencendo, mas, de todo modo, ninguém sai vivo daqui. O importante é se tornar uma pessoa melhor, ajudar os outros e melhorar a situação.
Se resistirmos, será por meio do amor e da compaixão; se não resistirmos, ao menos não teremos desperdiçado o tempo que nos foi dado.
Os países ricos provavelmente serão os que mais sofrerão.
A pluma de metano está a 2 km de distância do local da erupção.
https://satellites.pro/Kazakhstan_map#A45.338220,52.376976,1...
Provavelmente é um vazamento em um gasoduto.
Quando a mudança climática chegar a certo ponto, acho que chegará a hora de tomar medidas agressivas contra os maiores poluidores, não importa atrás de que país estejam se escondendo.
Especialmente porque também é provável que existam forças tentando enfraquecer essas metas climáticas. Será que os US não poderiam usar parte do orçamento militar para neutralizar instalações industriais poluentes com equipes de demolição dos SEAL?
Antes de ficar alarmado com essa ideia, os US já matam pessoas de verdade nesse tipo de operação. Neutralizar apenas infraestrutura tem precedentes e parece muito mais moderado.
Se houver bastante tempo, como deveríamos fazer para remover o máximo possível de metano da atmosfera?
Mais do que removê-lo, o importante é impedir que ele vaze.
Será que o carbono é o grande filtro?
Já li um texto bem convincente dizendo que Venus tem carbono demais para jamais ser terraformada.