El aumento de las emisiones de metano es uno de los principales contribuyentes al aumento de la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera de la Tierra y es responsable de hasta un tercio del calentamiento global a corto plazo . [1] [2] Durante 2019, alrededor del 60% (360 millones de toneladas) del metano liberado a nivel mundial provino de actividades humanas, mientras que las fuentes naturales contribuyeron con alrededor del 40% (230 millones de toneladas). [3] [4] La reducción de las emisiones de metano mediante la captura y utilización del gas puede producir beneficios ambientales y económicos simultáneos. [1] [5]
Aproximadamente un tercio (33%) de las emisiones antropogénicas provienen de la liberación de gas durante la extracción y entrega de combustibles fósiles ; principalmente debido a la ventilación de gas y las fugas de gas . La ganadería es una fuente igualmente grande (30%); principalmente debido a la fermentación entérica del ganado rumiante como el ganado vacuno y ovino. Los flujos de desechos de los consumidores humanos, especialmente los que pasan por vertederos y tratamiento de aguas residuales , han crecido hasta convertirse en una tercera categoría importante (18%). La agricultura vegetal, que incluye tanto la producción de alimentos como de biomasa , constituye un cuarto grupo (15%), siendo la producción de arroz el principal contribuyente. [1] [6]
Los humedales del mundo aportan alrededor de las tres cuartas partes (75%) de las fuentes naturales duraderas de metano. [3] [4] Las filtraciones de depósitos de hidrocarburos e hidratos de clatrato cerca de la superficie , descargas volcánicas , incendios forestales y emisiones de termitas representan gran parte del resto. [6] Las contribuciones de las poblaciones silvestres supervivientes de mamíferos rumiantes se ven abrumadas por las del ganado, los humanos y otros animales de ganado. [7]
Concentración atmosférica e influencia del calentamiento.
La concentración atmosférica de metano (CH 4 ) está aumentando y superó las 1860 partes por mil millones en 2019, lo que equivale a dos veces y media el nivel preindustrial. [9] El metano en sí mismo causa un forzamiento radiativo directo que sólo es superado por el dióxido de carbono (CO 2 ). [10] Debido a las interacciones con compuestos de oxígeno estimulados por la luz solar, el CH 4 también puede aumentar la presencia atmosférica de ozono y vapor de agua de vida más corta , que son en sí mismos potentes gases de calentamiento: los investigadores atmosféricos llaman a esta amplificación de la influencia del calentamiento a corto plazo del metano forzamiento radiativo indirecto . [11] Cuando ocurren tales interacciones, también se produce CO 2 de vida más larga y menos potente . Incluyendo tanto los forzamientos directos como los indirectos, el aumento del metano atmosférico es responsable de aproximadamente un tercio del calentamiento global a corto plazo. [1] [2]
Aunque el metano hace que quede atrapado mucho más calor que la misma masa de dióxido de carbono, menos de la mitad del CH 4 emitido permanece en la atmósfera después de una década. En promedio, el dióxido de carbono se calienta durante mucho más tiempo, asumiendo que no hay cambios en las tasas de captura de carbono. [12] [13] El potencial de calentamiento global (GWP) es una forma de comparar el calentamiento debido a otros gases con el del dióxido de carbono, durante un período de tiempo determinado. El GWP 20 de 85 del metano significa que una tonelada de CH 4 emitida a la atmósfera crea aproximadamente 85 veces el calentamiento atmosférico que una tonelada de CO 2 durante un período de 20 años. [13] En una escala de tiempo de 100 años, el GWP 100 del metano está en el rango de 28 a 34.
Lista de fuentes de emisión
El metano abiogénico se almacena en rocas y el suelo proviene de los procesos geológicos que convierten la biomasa antigua en combustibles fósiles. [ aclaración necesaria ] [ contradictorio ] El metano biogénico es producido activamente por microorganismos en un proceso llamado metanogénesis . En determinadas condiciones, la mezcla de procesos responsable de una muestra de metano puede deducirse de la proporción de isótopos de carbono y mediante métodos de análisis similares a la datación por carbono . [14] [15]
Antropogénico
Un método de sistemas completo para describir las fuentes de metano debido a la sociedad humana se conoce como metabolismo antropogénico . [ aclaración necesaria ] A partir de 2020[actualizar], los volúmenes de emisión de algunas fuentes siguen siendo más inciertos que otros; debido en parte a picos de emisión localizados no capturados por la capacidad limitada de medición global. El tiempo necesario para que una emisión de metano se mezcle bien en toda la troposfera terrestre es de aproximadamente 1 a 2 años. [dieciséis]
Categoría | Fuentes principales | Emisión anual de la IEA [3] (millones de toneladas) |
---|---|---|
Combustibles fósiles | Distribución de gas | 45 |
Pozos de petróleo | 39 * | |
Las minas de carbón | 39 | |
Biocombustibles | Digestión anaeróbica | 11 |
Agricultura industrial | Fermentación entérica | 145 |
Arrozales | ||
Manejo del estiércol | ||
Biomasa | Quema de biomasa | dieciséis |
Residuos del consumidor | Residuos sólidos Gas de vertedero | 68 |
Aguas residuales | ||
Total antropogénico | 363 | |
* Un adicional de 100 millones de toneladas (140 mil millones de metros cúbicos) de gas se ventean y se queman cada año de los pozos de petróleo. [17] Referencias adicionales: [1] [18] [19] [20] [21] |
Natural
Las fuentes naturales siempre han formado parte del ciclo del metano . Las emisiones de los humedales han ido disminuyendo debido al drenaje de las áreas agrícolas y de construcción.
Categoría | Fuentes principales | Emisión anual de la IEA [3] (millones de toneladas) |
---|---|---|
Humedales | Metano de humedales | 194 |
Otros naturales | Filtraciones geológicas Gas volcánico | 39 |
Permafrost que se derrite en el Ártico | ||
Sedimentos oceánicos | ||
Incendios forestales | ||
Termitas | ||
Total natural | 233 | |
Referencias adicionales: [1] [18] [19] |
Importancia de las emisiones fósiles
A diferencia de la mayoría de las otras emisiones naturales y provocadas por el hombre, la extracción y quema de combustibles fósiles produce una transferencia neta de carbono entre los principales depósitos de almacenamiento en la biosfera de la Tierra que persistirá durante milenios. En total, los humanos extrajeron alrededor de 400 mil millones de toneladas (gigatoneladas o petagramos) de carbono geológico hasta el año 2015; [23] incluida la mitad en sólo el último tercio del siglo [24] ya un ritmo creciente de alrededor de 10 mil millones de toneladas por año. [25] La magnitud de esta transferencia excede la de cualquier otro evento geológico conocido a lo largo de toda la historia de la humanidad. Aproximadamente el 50 por ciento del carbono transferido reside actualmente en la atmósfera en forma de concentraciones elevadas de CO 2 y CH 4 . Gran parte del resto ha sido absorbido por los océanos como un aumento en el CO 2 disuelto y el ácido carbónico, especialmente cerca de la superficie del agua. [26] La magnitud del sumidero de vegetación terrestre en general ha crecido de manera similar a pesar de la carga adicional de cambios en el uso de la tierra en algunas regiones. [25]
Esta redistribución de carbono es la causa fundamental del reciente calentamiento global rápido, la acidificación de los océanos y sus impactos resultantes en la vida. [27] [28] Algunos de los efectos más importantes, como el aumento del nivel del mar y la desertificación , ocurren con el tiempo debido a la gran inercia del sistema terrestre. La evaluación de estas y otras amenazas ambientales para la sostenibilidad de la civilización humana son temas dentro de la ciencia del sistema terrestre , incluido el marco integral de límites planetarios propuesto recientemente . [29] [30] A pesar del probable cruce de múltiples fronteras a principios del siglo XXI, ha habido un progreso internacional muy limitado hacia un marco o foro correspondiente para la gestión planetaria .
Monitoreo global
Las incertidumbres en las emisiones de metano, incluidas las extracciones de fósiles denominadas "superemisores" [31] y las fluctuaciones atmosféricas inexplicables [32], destacan la necesidad de mejorar el seguimiento a escala regional y mundial. Recientemente, los satélites han comenzado a conectarse con capacidad para medir el metano y otros gases de efecto invernadero más potentes con una resolución mejorada. [33] [34] El instrumento Tropomi [35] lanzado en el año 2017 por la Agencia Espacial Europea puede medir concentraciones de metano, dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno, monóxido de carbono, aerosoles y ozono en la troposfera terrestre a resoluciones de varios kilómetros. [31] [36] [37] La plataforma GOSAT-2 de Japón lanzada en 2018 ofrece una capacidad similar. [38] El satélite CLAIRE lanzado en el año 2016 por la empresa canadiense GHGSat puede resolver el dióxido de carbono y el metano a tan solo 50 metros, lo que permite a sus clientes identificar la fuente de emisiones. [33]
Políticas nacionales de reducción
China implementó regulaciones que requieren que las plantas de carbón capturen las emisiones de metano o conviertan el metano en CO2 en 2010. Según un artículo de Nature Communications publicado en enero de 2019, las emisiones de metano aumentaron en cambio un 50 por ciento entre 2000 y 2015. [39] [40]
En marzo de 2020, Exxon pidió regulaciones de metano más estrictas, que incluirían la detección y reparación de fugas, la minimización de la ventilación y las emisiones de metano no quemado y los requisitos de informes para las empresas. [41] Sin embargo, en agosto de 2020, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Rescindió un endurecimiento previo de las reglas de emisión de metano para la industria de petróleo y gas de EE. UU. [42] [43]
Por país
País | 1970 | 2012 |
---|---|---|
Afganistán | 10,202 | 13,763 |
Albania | 1,764 | 2,644 |
Argelia | 12,857 | 48,527 |
Samoa Americana | 7 | 13 |
Andorra | n / A | n / A |
Angola | 23,377 | 18,974 |
Antigua y Barbuda | 24 | 43 |
Argentina | 84,918 | 88,476 |
Armenia | 1.318 | 3.426 |
Aruba | 10 | 23 |
Australia | 94,291 | 125.588 |
Austria | 9.022 | 8,007 |
Azerbaiyán | 6.398 | 19,955 |
Bahamas | 94 | 227 |
Bahréin | 791 | 3.379 |
Bangladesh | 91.305 | 105.142 |
Barbados | 100 | 109 |
Bielorrusia | 12,125 | 16.620 |
Bélgica | 14,123 | 9.243 |
Belice | 96 | 228 |
Benin | 3.461 | 6,983 |
islas Bermudas | 20 | 31 |
Bután | 698 | 1,770 |
Bolivia | 16.509 | 23,231 |
Bosnia y Herzegovina | 3,174 | 3,140 |
Botswana | 5.232 | 4.448 |
Brasil | 207,737 | 477,077 |
Islas Vírgenes Británicas | 13 | 19 |
Brunei Darussalam | 1,615 | 4.539 |
Bulgaria | 9,940 | 11,794 |
Burkina Faso | 4.613 | 14,957 |
Burundi | 1,469 | 2,719 |
Cabo Verde | 46 | 151 |
Camboya | 20.087 | 35,915 |
Camerún | 8.286 | 18,516 |
Canadá | 67,296 | 106,847 |
Islas Caimán | 12 | 29 |
República Centroafricana | 28,890 | 85,677 |
Chad | 8.043 | 18,364 |
Islas del Canal | n / A | n / A |
Chile | 10,913 | 18,381 |
porcelana | 781,088 | 1,752,290 |
Colombia | 36,921 | 67,979 |
Comoras | 142 | 284 |
Congo, Dem. Reps. | 119.583 | 75,336 |
Congo, Rep. | 6.677 | 7.156 |
Costa Rica | 2.599 | 2,315 |
Costa de Marfil | 7.803 | 16,266 |
Croacia | 2,986 | 4.708 |
Cuba | 13.600 | 8.560 |
Curazao | n / A | n / A |
Chipre | 341 | 642 |
República Checa | 17,963 | 11,902 |
Dinamarca | 7,692 | 7.603 |
Djibouti | 149 | 634 |
Dominica | dieciséis | 41 |
República Dominicana | 3,787 | 6.861 |
Ecuador | 6.621 | 15,786 |
Egipto | 20,778 | 51,977 |
El Salvador | 2,239 | 3,032 |
Guinea Ecuatorial | 76 | 2.959 |
Eritrea | 1,797 | 2.894 |
Estonia | 2.208 | 2,235 |
Etiopía | 32,687 | 64,481 |
Islas Faroe | 30 | 39 |
Fiyi | 416 | 715 |
Finlandia | 9,972 | 8.552 |
Francia | 82,882 | 81.179 |
Polinesia francés | 41 | 99 |
Gabón | 876 | 3.894 |
Gambia, el | 495 | 1.039 |
Georgia | 3,493 | 5,019 |
Alemania | 126,692 | 55,721 |
Ghana | 5.230 | 21,078 |
Gibraltar | 3 | 7 |
Grecia | 5.872 | 8.255 |
Groenlandia | 18 | 29 |
Granada | 25 | 37 |
Guam | 30 | 71 |
Guatemala | 3,217 | 6.877 |
Guinea | 7.148 | 28.654 |
Guinea-Bissau | 542 | 1.421 |
Guayana | 2.066 | 2.124 |
Haití | 2.956 | 4.587 |
Honduras | 2.552 | 5.844 |
RAE de Hong Kong | 704 | 3,147 |
Hungría | 10,395 | 7.135 |
Islandia | 308 | 359 |
India | 398,212 | 636,396 |
Indonesia | 126.665 | 223,316 |
Irán, Rep. Islámica | 52,013 | 121,298 |
Irak | 19.682 | 24,351 |
Irlanda | 10.170 | 14.330 |
Isla del hombre | n / A | n / A |
Israel | 1,301 | 3.416 |
Italia | 40,488 | 35,238 |
Jamaica | 821 | 1.316 |
Japón | 101,804 | 38,957 |
Jordán | 362 | 2,115 |
Kazajstán | 68.238 | 71,350 |
Kenia | 12,009 | 28.027 |
Kiribati | 5 | dieciséis |
Corea del Norte | 15,007 | 18,983 |
Corea, Rep. | 25,949 | 32,625 |
Kosovo | n / A | n / A |
Kuwait | 21,910 | 12,691 |
República Kirguiza | 4.561 | 4.291 |
Laos | 6,976 | 15.011 |
Letonia | 3.323 | 3,181 |
Líbano | 545 | 1,150 |
Lesoto | 1,130 | 1,287 |
Liberia | 493 | 1,586 |
Libia | 29,695 | 18,495 |
Liechtenstein | n / A | n / A |
Lituania | 4.584 | 4.806 |
Luxemburgo | 714 | 1,169 |
Macao | 49 | 151 |
macedonia | 2.033 | 1.396 |
Madagascar | 15.194 | 20,070 |
Malawi | 3,189 | 4.629 |
Malasia | 14.317 | 34,271 |
Maldivas | 13 | 52 |
Mali | 8.281 | 18,042 |
Malta | 98 | 141 |
Islas Marshall | 2 | 8 |
Mauritania | 3,157 | 6.082 |
Mauricio | 169 | 311 |
México | 60,999 | 116,705 |
Micronesia, Fed. Sts. | 17 | 30 |
Moldavia | 2.068 | 3.456 |
Mónaco | n / A | n / A |
Mongolia | 6.735 | 6.257 |
Montenegro | n / A | n / A |
Marruecos | 8.486 | 12,012 |
Mozambique | 12,793 | 9,968 |
Myanmar | 75,254 | 80,637 |
Namibia | 4,004 | 5,097 |
Nauru | 1 | 3 |
Nepal | 17.364 | 23,982 |
Países Bajos | 20,204 | 19.026 |
Nueva Caledonia | 180 | 215 |
Nueva Zelanda | 25,054 | 28.658 |
Nicaragua | 4,007 | 6.492 |
Níger | 5.185 | 6.858 |
Nigeria | 35.196 | 89,782 |
Islas Marianas del Norte | 2 | 12 |
Noruega | 6.866 | 16,409 |
Omán | 4.571 | 16.858 |
Pakistán | 56.503 | 158,337 |
Palau | 1 | 1 |
Panamá | 2,324 | 3.378 |
Papúa Nueva Guinea | 948 | 2,143 |
Paraguay | 10.145 | 16,246 |
Perú | 13,704 | 19,321 |
Filipinas | 43.211 | 57,170 |
Polonia | 97.174 | 65,071 |
Portugal | 6.731 | 12,976 |
Puerto Rico | 1,277 | 2.406 |
Katar | 4.776 | 41,124 |
Rumania | 32,425 | 25,708 |
Federación Rusa | 338,496 | 545,819 |
Ruanda | 1,302 | 2,942 |
Samoa | 63 | 133 |
San Marino | n / A | n / A |
Santo Tomé y Príncipe | 17 | 46 |
Arabia Saudita | 31,740 | 62,903 |
Senegal | 4.605 | 9,928 |
Serbia | n / A | n / A |
Seychelles | 9 | 24 |
Sierra Leona | 2.554 | 3.352 |
Singapur | 658 | 2,386 |
Sint Maarten (parte holandesa) | n / A | n / A |
República Eslovaca | 4.574 | 4.075 |
Eslovenia | 2.099 | 2.822 |
Islas Salomón | 1,631 | 1,449 |
Somalia | 9.542 | 16,206 |
Sudáfrica | 32.270 | 63,156 |
Sudán del Sur | n / A | n / A |
España | 26,509 | 37,208 |
Sri Lanka | 11,338 | 11,864 |
Saint Kitts y Nevis | 26 | 30 |
Santa Lucía | 28 | 44 |
San Martín (parte francesa) | n / A | n / A |
San Vicente y las Granadinas | 23 | 40 |
Sudán | 31,752 | 96,531 |
Surinam | 941 | 709 |
Swazilandia | 921 | 1377 |
Suecia | 10.082 | 10,304 |
Suiza | 4.878 | 4.900 |
República Árabe Siria | 2,425 | 12,783 |
Tayikistán | 2.814 | 5.408 |
Tanzania | 25,218 | 27.994 |
Tailandia | 71,444 | 106,499 |
Timor-Leste | 412 | 732 |
Para llevar | 2.056 | 5.343 |
Tonga | 32 | 61 |
Trinidad y Tobago | 1,596 | 14,789 |
Túnez | 2.531 | 7.647 |
pavo | 32,789 | 78,853 |
Turkmenistán | 10,821 | 22,009 |
Islas Turcas y Caicos | 1 | 6 |
Tuvalu | 2 | 3 |
Uganda | 8.565 | 21,161 |
Ucrania | 74,352 | 68,061 |
Emiratos Árabes Unidos | 12,873 | 26,120 |
Reino Unido | 120,054 | 58,980 |
Estados Unidos | 594,255 | 499,809 |
Uruguay | 14,524 | 19,549 |
Uzbekistan | 16.831 | 47,333 |
Vanuatu | 128 | 254 |
Venezuela | 35,151 | 58.199 |
Vietnam | 54,145 | 113.564 |
Islas Vírgenes (EE. UU.) | dieciséis | 47 |
Cisjordania y Gaza | n / A | n / A |
Yemen | 2.205 | 8,940 |
Zambia | 33,881 | 6.551 |
Zimbabue | 8.497 | 8.589 |
Mundo | 5.305.820 | 8.014.067 |
Tecnología de remoción
En 2019, los investigadores propusieron una técnica para eliminar el metano de la atmósfera utilizando zeolita . Cada molécula de metano se convertiría en CO
2, que tiene un impacto mucho menor en el clima (99% menos). Reemplazo de todo el metano atmosférico con CO
2reduciría el calentamiento total de los gases de efecto invernadero en aproximadamente una sexta parte. [46]
La zeolita es un material cristalino con una estructura molecular porosa. [46] Potentes ventiladores podrían empujar aire a través de reactores de zeolita y catalizadores para absorber el metano. Luego, el reactor podría calentarse para formar y liberar CO
2. Debido al mayor GWP del metano, a un precio del carbono de $ 500 / tonelada, la eliminación de una tonelada de metano generaría $ 12.000. [46]
Ver también
- Iniciativa global de metano
- China United Coalbed Metano
- emisiones de CO2
- Emisiones fugitivas de gases
- Retroalimentación sobre el cambio climático
Referencias
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enlaces externos
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