El gas natural es una fuente de energía mucho más «sucia» de lo que pensábamos

En 2015, en pleno verano de trabajo de campo en Groenlandia, Benjamin Hmiel y su equipo perforaron las entrañas congeladas del manto de hielo y extrajeron periódicamente testigos de hielo cristalino. El hielo contenía parte de la respuesta a una incógnita que ha desconcertado a los científicos durante años: ¿qué porcentaje del metano de la atmósfera, una de las fuentes más potentes de calentamiento global, procede de la industria del gas y el petróleo?

Anteriormente, se estimaba que las fuentes geológicas como las fugas volcánicas y las piscinas de barro gaseosas emitían casi un 10 por ciento del metano que acababa cada año en la atmósfera. Sin embargo, una nueva investigación publicada esta semana en Nature sugiere que las fuentes geológicas naturales representan una fracción mucho más pequeña del metano presente actualmente en la atmósfera. Los autores del estudio sostienen que el metano puede atribuirse a la industria con casi total seguridad. Los resultados sumados indican que hemos subestimado los impactos del metano procedente de la extracción de combustibles fósiles en un 40 por ciento.

Según Hmiel, autor principal del estudio e investigador de la Universidad de Rochester, es una buena y una mala noticia para el cambio climático. Mala porque quiere decir que la producción de gas y petróleo tiene repercusiones más grandes y desastrosas en el presupuesto de gases de efecto invernadero de lo que creían los científicos. Pero Hmiel cree que el resultado es alentador casi por la misma razón: cuantas más emisiones de metano puedan vincularse a actividades humanas como la extracción de petróleo y gas, más control tendrán los legisladores, las empresas y los reguladores para abordar el problema.

«Si nos imaginamos que el metano total de la atmósfera son trozos de un pastel, un trozo es de los rumiantes; otro, de los humedales. El trozo que solíamos atribuir al metano geológico era demasiado grande. Lo que decimos es que el trozo del pastel de los combustibles fósiles es mucho más grande de lo pensado y podemos influir más en el tamaño de dicho trozo porque es algo que podemos controlar», afirma Hmiel.

Metano: el combustible «puente», pero ¿a dónde lleva ese puente?

El núcleo de carbono y los brazos de hidrógeno del metano, un potente gas de efecto invernadero, están dispuestos en una configuración que hace que absorba el calor de forma excepcional. En una escala temporal de 20 años, una molécula de metano es unas 90 veces más eficaz a la hora de atrapar el calor en la atmósfera que una molécula de dióxido de carbono, el gas de efecto invernadero que ejerce más control sobre el calentamiento futuro de la Tierra a largo plazo.

Las concentraciones atmosféricas de metano han aumentado al menos un 150 por ciento desde la Revolución Industrial. Debido a su potencia, cuanto más haya en el aire más difícil será impedir que las temperaturas del planeta sobrepasen los objetivos climáticos globales.

El metano también es el protagonista de un misterio científico de hace décadas: ¿de dónde viene exactamente todo el metano adicional que calienta la atmósfera hoy en día? ¿Son los eructos de las vacas o los arrozales? ¿Las fugas de la producción de gas y petróleo? ¿Los volcanes de lodo gaseosos o las fugas de las vetas itinerantes de la Tierra?

En las últimas décadas, conforme han aumentado los llamamientos para reducir las emisiones de dióxido de carbono y se han abaratado las tecnologías de obtención de gas natural como la fracturación hidráulica, muchos países han empezado a clausurar sus centrales de carbón. En Estados Unidos, se han cerrado más de 500 centrales de carbón desde 2010. En muchos casos, las han remplazado con centrales de gas natural (compuesto principalmente de gas metano), que ahora abastecen casi un 40 por ciento de las necesidades energéticas de Estados Unidos.

El metano arde de forma más eficiente que el carbón, lo que lo convierte en una opción mejor, que emite menos carbono y que provoca menos contaminación atmosférica que el carbón. También permanece en la atmósfera mucho menos tiempo que el CO₂: una media de nueve años frente a los cientos del CO₂.

Debido a sus características, el gas natural se ha promocionado como un «combustible puente» para suavizar la transición hacia un futuro con energía neutra en carbono. Las centrales de gas natural satisfacen las necesidades energéticas actuales mientras se desarrollan las tecnologías renovables o negativas en carbono.

«La pregunta es: ¿se trata de un combustible puente o va a quedarse mucho tiempo? El mercado nos está diciendo que es probable que se quede mucho tiempo», afirma Sheila Olmstead, economista medioambiental de la Universidad de Texas, en Austin.

Sin embargo, el coste climático del gas natural se basa de un supuesto básico: el gas natural genera menos emisiones de carbono totales que otras fuentes. Este supuesto ha sido cuestionado en los últimos años por una serie de estudios científicos que han analizado principalmente cuánto gas se pierde durante el proceso de producción.

Si en dicho proceso hay pérdidas o fugas (menos de un pequeño porcentaje de la cantidad total de gas recuperado), el cálculo sale igualado o sale ganando. Pero según Robert Howarth, climatólogo de Cornell, si esa «tasa de fuga» supera el uno por ciento del gas total recuperado, el presupuesto se vuelve confuso.

Un estudio reciente determinó que la «tasa de fuga» de gas en el proceso de producción de gas natural en Estados Unidos podría ser superior al dos por ciento. Otros estudios han analizado «superemisores» específicos en las principales regiones de perforación de Estados Unidos y han hallado más fugas.

«En los últimos años de investigación, diría que el argumento del metano como combustible puente ha desaparecido. Pero si retrocedemos y decimos que necesitaremos el gas natural durante un tiempo, el cálculo depende del punto de equilibrio del metano. Y no estamos seguros de que estemos cerca de él», afirma Howarth.

Jessica Trancik, experta en energía del MIT, explica que es fundamental eliminar gradualmente las emisiones de CO2, ya que es el gas que someterá al planeta a un calentamiento a largo plazo. Pero para los objetivos climáticos que el mundo lucha por cumplir actualmente (impedir que las temperaturas del aire superen los 2 grados Celsius, la meta del Acuerdo de París de 2015), también es fundamental impedir que se filtre más metano a la atmósfera.

«Es imposible cumplir esas metas climáticas con el metano en medio», afirma Lena Höglund Isaksson, experta en gases de efecto invernadero en el Instituto Internacional para el Análisis de Sistemas Aplicados de Austria.

El hielo contiene respuestas

Es muy complicado averiguar qué porcentaje del metano de la atmósfera procede de fuentes humanas (como la perforación o la quema de gas y petróleo), cuánto procede de otra fuente con influencia humana (como la agricultura) y cuánto procede de fuentes naturales (como las fugas volcánicas).

Desentrañar su procedencia determina qué podemos hacer al respecto los humanos. Si son el gas y el petróleo, podemos arreglar los sistemas para producir menos. Si son los volcanes, quizá tengamos menos capacidad para gestionar las emisiones.

«Es como una historia detectivesca», afirma Höglund Isaksson.

En el pasado, los científicos estimaban cuánto del denominado metano natural procede de fuentes geológicas visitando una fuga o a un volcán de lodo en particular y midiendo minuciosamente sus emisiones. A continuación, escalaban sus observaciones para elaborar una estimación del resto del planeta. Mediante esta estrategia, la mayoría de las estimaciones sitúan la contribución anual del metano natural de procedencia geológica en aproximadamente 50 teragramos al año, en torno a un 10 por ciento de la cantidad total anual de metano que se emite. Las estimaciones recientes determinan que la contribución total anual del metano procedente de la obtención y la quema de combustibles fósiles es inferior a 200 teragramos.

El equipo de Hmiel sospechaba que era posible que las fuentes geológicas fueran menores y contaban con un emplazamiento para poner a prueba sus sospechas: el amplio manto de hielo de Groenlandia. Allí, el hielo sepultado a más de 100 metros bajo la superficie databa de antes del comienzo de la Revolución Industrial en el siglo XIX, así que había atrapado el metano preindustrial en burbujitas de aire.

Extrajeron más de 900 kilogramos de hielo. A continuación, sacaron el aire que contenía metano de las burbujas atrapadas en los testigos.

El metano de fuentes geológicas naturales posee una composición química ligeramente distinta a la del metano de otras fuentes, como los humedales. El metano extraído del hielo de 250 años de antigüedad contenía restos de una cantidad ínfima de metano geológico. Como las muestras databan de antes de la Revolución Industrial, no había restos de metano procedente de combustibles fósiles.

Sin embargo, las muestras posteriores a la Revolución Industrial empezaron a mostrar la huella reveladora de los combustibles fósiles.

El hallazgo clave fue que el hielo contenía poco metano procedentes de fuentes geológicas: cada año se emitía a la atmósfera el equivalente a apenas cinco teragramos de metano antes de la era de la dependencia de los combustibles fósiles. Es improbable que la geología haya cambiado tanto en un periodo tan breve, así que la estimación es una buena suposición de lo que contribuye la geología en la actualidad, según Hmiel.

Lo crucial es que la contribución es 10 veces inferior a otras estimaciones (como las que usan la Agencia de Protección Medioambiental de Estados Unidos y el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático) para llevar a cabo evaluaciones científicas y decisiones legislativas.

En general, los científicos han sabido durante mucho tiempo cuánto metano hay en la atmósfera. Esa cifra no ha variado: aún se acumulan unos 570 teragramos de metano en la atmósfera cada año. Pero si hay mucho menos que procede de fuentes geológicas, otra fuente debe de compensar la diferencia. El equipo también pudo demostrar que la fuente más probable son las operaciones de petróleo y gas natural.

Hmiel pensaba que si dichas operaciones han dejado una huella mucho más grande en las emisiones de metano de lo pensado, eso también quiere decir que pueden limpiar las emisiones, reduciendo la cantidad de gas que se consume y limpiando las fugas, las llamas y otras fuentes de gas malgastado en el proceso.

«Las empresas energéticas que actualmente eligen si quieren dedicarse a la eólica y la solar o al gas, si eligen este último es crucial que comprendan que dicha central persistirá durante décadas», afirma Olmstead.

«Tienen una capacidad de permanencia real superior a la fecha de caducidad. Sabiendo eso, ¿cambiarían las decisiones que tomemos hoy? ¿Que las emisiones de metano tengan consecuencias dentro de 10, 20, 30 o 40 años?».

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.