Le termocamere per la rilevazione ottica di gas sono strumenti versatili, che favoriscono l'adozione di processi produttivi efficienti e la cittadinanza d'impresa responsabile, identificando rapidamente le perdite di gas, confermando le emissioni convogliate e quantificandone l'entità.

Di Joshua Anhalt, GreenPath Energy e Craig O'Neill, FLIR Systems

Un panorama normativo in evoluzione e un maggiore interesse pubblico verso il tema della cittadinanza d'impresa responsabile sono i promotori della transizione verso un'economia a basso contenuto di carbonio, che impone agli operatori del settore petrolifero e del gas di monitorare attivamente le emissioni di gas serra (GHG) per rimanere competitivi.

Nell'industria petrolifera a del gas, le metriche di mitigazione delle emissioni vengono decise ai massimi livelli dirigenziali, mentre i dettagli critici legati al rilevamento e alla quantificazione delle emissioni di gas serra sono delegate al personale operativo. Le termocamere OGI (Optical Gas Imaging) si distinguono per la capacità di individuare e identificare questi dettagli, che altrimenti potrebbero rimanere trascurati.

In questo documento esaminiamo le mutevoli dinamiche della low carbon economy e le opportunità per i produttori di implementare le tecniche OGI per coniugare la redditività con la responsabilità ambientale.

Qual è la vostra visione ESG?

ESG (Environmental, social, and corporate governance) ovvero governance ambientale, sociale e aziendale è un termine relativamente nuovo che descrive le operazioni responsabili di un'impresa guidate dalle aspettative sociali, di mercato e da altri fattori.  Le realtà a cui si applica spaziano dai produttori di caramelle che si riforniscono solo di cioccolato etico ai gioiellieri che commerciano solo in diamanti i cui profitti non finanziano conflitti civili.

In ultima analisi, le aziende possono influenzare positivamente i propri indici di profitto attraverso questa forma di gestione responsabile. Gli investitori sono attenti ad evitare i rischi e, qualora il contributo al cambiamento climatico di un produttore del settore Oil & Gas possa rappresentare un rischio commerciale o per le relazioni pubbliche, è poco probabile che lo considerino vantaggioso a lungo termine.

Per competere con l'energia solare, eolica e nucleare, ed anche con il carbone, gli operatori del settore petrolifero e del gas devono convincere gli investitori del loro impegno verso le tematiche ESG per prosperare in un'economia a basso contenuto di carbonio ove le emissioni in eccesso sono tassate e malviste dal pubblico in generale.

In questo documento ci soffermeremo in particolare sul metano. Il gas metano, noto contributore all’effetto serra, con un potenziale di riscaldamento globale (GWP)[i] di 25, è anche 84 volte più potente del diossido di carbonio per quanto riguarda l’effetto serra prodotto nei primi 20 anni dal rilascio in atmosfera. Nelle zone regolamentate i produttori del settore Oil & Gas devono rendicontare le emissioni di metano, oltre a dimostrare di impegnarsi per tracciare, gestire e limitare le emissioni convogliate e le emissioni fuggitive.

Le emissioni fuggitive sono fuoriuscite di gas non sistemiche e involontarie da fonti quali connessioni filettate, portelli di sicurezza, valvole di sfiato e componenti malfunzionanti (ad esempio, torce e sistemi di recupero del vapore). Le emissioni convogliate sono fonti di rilascio sistemiche, attualmente in dismissione, così come è avvenuto per le vetture sprovviste di cinture di sicurezza e il fumo sui voli di linea. Mentre un tempo le emissioni convogliate venivano rilasciate volontariamente, a supporto di pompe, impianti pneumatici o valvole di controllo, gli enti regolatori, sulla base di studi scientifici e delle aspettative sociali, hanno fissato come obiettivi l’eliminazione totale delle emissioni fuggitive e livelli minimi di emissioni convogliate.

Per la normativa, la rendicontazione ESG e gli aspetti di monetizzazione, le emissioni di gas fuggitive sono trattate diversamente rispetto a quelle convogliate. Ad esempio, la normativa tratta diversamente una flangia che perde rispetto alle guarnizioni di sfiato di un compressore, mentre sono assimilabili per quanto riguarda la rendicontazione ESG: il metano è sempre metano, indipendentemente dalla fonte di rilascio.  Inoltre, mentre le perdite sono semplici da gestire e riparare, l'eliminazione di un sistema di emissioni convogliate richiede generalmente un investimento di capitale in strumenti, talenti e attrezzature.  

Un'impresa può redigere il rapporto sulla propria impronta di carbonio solo dopo aver individuato ed opportunamente documentato le proprie emissioni fuggitive e convogliate. Sulla base di queste informazioni, le aziende possono scegliere tra le varie soluzioni quella che minimizza la spesa e produce il massimo ritorno in termini di riduzione delle emissioni.

Ad esempio, un’azienda potrebbe attuare un progetto di riduzione delle emissioni convogliate di metano in uno dei suoi impianti a fronte di un costo di circa 7 dollari per tonnellata. Tuttavia, la stessa impresa potrebbe cedere le emissioni catturate a 12 dollari a tonnellata attraverso il mercato dei crediti di carbonio, ottenendo un ritorno sull'investimento (ROI) di 5 dollari a tonnellata sul progetto, sostenendo allo stesso tempo la propria rendicontazione ESG e divenendo un cittadino d'impresa più responsabile dal punto di vista ambientale. 

OGI, GHG, ESG e il profitto aziendale

Tradizionalmente, le aziende hanno basato la rendicontazione GHG/ESG nell'abito del metano su inventari top-down, utilizzando un fattore di emissione modellato. Un fattore di emissione afferma che, teoricamente, una data connessione filettata, una flangia o un altro componente dell'impianto emetterà una quantità X di gas.

Per esempio, un'azienda potrebbe identificare 500 connessioni filettate in un dato impianto, da moltiplicare per un fattore di emissione[ii] di 0,01 m³/ora, per calcolare il tasso teorico di rilascio emissioni (in questo scenario, 5 m³/ora o 43.000 m³/anno) per il dato impianto.

In passato, faceva fede il rapporto top-down perché la tecnologia per rilevare e misurare le specifiche fonti di emissione era limitata. La stima dei fattori di emissione stabilisce dei "paletti" per il reporting, ma questi paletti definiscono un margine molto ampio. La valutazione del rilascio si basa su ipotesi, facendone la forma meno accurata di rendicontazione delle emissioni, poiché i calcoli dei fattori di emissione presuppongono la presenza di perdite generalizzate sebbene, in realtà, solo alcuni dei componenti ne sono affetti. Inoltre, non informando gli operatori sulla posizione effettiva delle perdite, un rapporto top-down non facilita le riparazioni e la risoluzione del vero problema, ossia le emissioni.

È qui che entrano in gioco le termocamere OGI come strumenti ottimali per comprendere gli eventi a livello dell'impianto: l’origine delle emissioni fuggitive e delle emissioni convogliate. Queste informazioni, frutto dell'adozione di una tecnologia come l'OGI e di soluzioni quantitative all'avanguardia, favoriscono una maggiore accuratezza nelle rendicontazioni GHG/ESG.

Gli strumenti di rilevamento e riparazione delle perdite (LDAR) come le termocamere OGI devono spesso fugare dubbi infondati sulla loro efficacia in relazione al costo, in parte, ironicamente, proprio a causa della loro efficacia complessiva. L'OGI può essere percepito come soggetto alla legge dei rendimenti decrescenti, in questo senso: quando si scopre una perdita, si presume che sarà riparata correttamente e non emetterà più gas.

Realisticamente, però, le riparazioni e i componenti possono essere soggetti a difetti, e anche i migliori ispettori possono non accorgersi di una perdita quando esaminano migliaia di componenti su più impianti. Prendiamo in considerazione il rapporto annuale LDAR 2018 del Colorado, pubblicato alla fine del 2019. Nonostante gli sforzi diligenti di rendicontazione e mitigazione delle perdite da parte del settore petrolifero e del gas dello stato, i dati degli anni 2015-2018 indicano (dopo un calo iniziale nel 2015) un numero piuttosto elevato di perdite scoperte/segnalate ogni anno.

Così, oltre a un ROI nell’immediato, le termocamere OGI esprimono il loro valore nel corso degli anni, anche di decenni, nella rilevazione e quantificazione di nuove emissioni, venendo incontro alle esigenze dei produttori in un'economia a basso contenuto di carbonio che impone il monitoraggio dei gas serra.

OGI aiuta anche i produttori a stabilire dove sia meglio impiegare il capitale per ottenere la massima riduzione delle emissioni. Sono decisioni difficili che possono impattare direttamente le attività. Analizziamo gli esempi seguenti:

• Ipotizziamo che la vostra azienda spende 2 milioni di dollari l'anno per gestire la sua iniziativa OGI: assume tecnici, acquista furgoni e telecamere, gestisce la logistica, ecc. E se questo impegno attirasse 15 milioni di dollari di investimenti da parte di azionisti e stakeholder che riconoscono lo sforzo dell'azienda per rendere le sue operazioni a prova di futuro? L'OGI non è una bacchetta magica, ma è una risorsa inestimabile per ampliare il ventaglio di strumenti della vostra azienda.
• Un ispettore dell’organo di controllo sorvola un impianto e ne rileva delle emissioni. L'azienda può inviare sul posto un tecnico dotato di termocamera OGI per individuare la perdita in modo rapido e accurato, e allo stesso tempo quantificare la fuoriuscita di gas. La visita in loco del tecnico è efficiente, e i suoi rilievi sono inequivocabili nella determinazione del componente problematico.
• La carbon tax stimola la riduzione delle emissioni convogliate. Gli impianti canadesi che riportano più di 100.000 tonnellate di CO₂ equivalente pagano circa $30/ton per ogni tonnellata oltre le 100.000 (la tassa aumenta di anno in anno, in incrementi di $10, fino a $50 nel 2022). Le aziende che scelgono di investire in progetti di bonifica delle emissioni accettano la spesa in conto capitale a breve termine per riportare un impianto sotto la soglia delle 100.000 tonnellate, generando un risparmio a lungo termine.

Dopo aver individuato e le fughe di gas e confermato le emissioni convogliate con la rilevazione ottica di gas, i produttori del settore Oil & Gas hanno diverse opzioni per eliminare queste fonti di emissione. Ad esempio, i sistemi pneumatici malfunzionanti e/o caratterizzati da emissioni convogliate elevate, così come le pompe che sfiatano gas metano, possono essere sostituiti con aria strumenti pulita, o modificati/sostituiti per poter essere alimentati elettricamente. Le fonti di emissioni convogliate, tra cui le guarnizioni dei compressori, gli sfiati dei serbatoi e il gas di casing, possono essere ridotte utilizzando sistemi di cattura del gas di sfogo, che sfruttano il gas raccolto per integrare l'approvvigionamento di gas combustibile in loco (ad esempio, per riscaldamento) o utilizzare l'energia per generare sottoprodotti utili (ad esempio, generazione di elettricità).

Conclusioni

La rilevazione ottica di gas si è dimostrata uno strumento efficace che consente agli operatori del settore petrolifero e del gas di migliorare le proprie prestazioni un'economia a basso consumo di carbonio, rilevando con precisione le perdite e identificando i componenti difettosi, oltre a contribuire all'efficienza operativa di un impianto.

Nonostante il continuo altalenare delle normative sull'ambiente (ad esempio, l'allentamento delle norme sulle rendicontazioni ambientali federali sostenuta da un'amministrazione statunitense, che probabilmente verranno rafforzate durante la prossima amministrazione), esistono altri organismi che denunciano attivamente i cittadini aziendali irresponsabili.

Per esempio, l'Environmental Defense Fund (EDF) prevede di lanciare un satellite per rilevare le emissioni nel 2022, che affiancherà ai suoi aeromobili che sorvegliano aree pubbliche a bassa quota. In molti casi, i rilievi di questi organismi sono disponibili online in forma pubblica, come questa mappa del Bacino Permiano con le relative emissioni di metano.  Mentre questa tecnologia potrebbe essere efficace per evidenziare le grandi fonti di emissione, affronta le medesime sfide dell'approccio dell'inventario top-down nel localizzare effettivamente le fonti di perdita.

Le aziende sensibili alla minimizzazione delle perdite e l'eliminazione delle emissioni convogliate devono essere consapevoli che lo sforzo necessario è un investimento a lungo termine che richiede un approccio multi-strumento e un impegno attivo. Nel tempo, gli impianti più recenti vengono aggiornati, i pozzi più vecchi vengono coperti, e sorgono nuovi siti valorizzati dall'energia solare e di rete a basso consumo di carbonio.

Le normative limitano sempre più le emissioni che i produttori del settore Oil&Gas possono rilasciare, ma è la sensibilità che va diffondendosi all’interno del settore la forza trainante verso ulteriori riduzioni. I produttori stanno abbandonando il concetto "noi contro i normatori", e avvertono sempre più la propria responsabilità aziendale, abbracciando la nuova dimensione "noi tutti".

Per esempio, un gruppo di 62 compagnie petrolifere e del gas (per lo più europee) ha recentemente accettato di rendicontare le proprie emissioni di metano a un gruppo collegato alle Nazioni Unite nell'ambito della Oil & Gas Methane Partnership (OGMP) lanciata nel 2014. L'accordo stabilisce anche obiettivi ambiziosi per le emissioni di metano: Riduzione del 45% dai livelli del 2015 entro il 2025, e del 60% entro il 2030. In alternativa, al posto dell'obiettivo del 2030, le aziende possono impegnarsi per raggiungere un'intensità di emissioni prossima allo zero nella produzione upstream.[iii]

Per quanto acceso il dibattito sulle fonti di energia ideali per il futuro, in questo momento i produttori hanno l'opportunità di lavorare insieme per un futuro più roseo, e l'OGI è un mezzo efficace per costruire questo futuro, aiutando le aziende del settore Oil&Gas a promuovere un'aria più pulita, infrastrutture più sicure e una maggiore efficienza.

Informazioni sugli autori

Joshua Anhalt è il fondatore e presidente di GreenPath Energy, Ltd. Esperto di emissioni di metano nel settore Oil&Gas, con oltre 20 anni nel settore energetico, Joshua ha un background di tecnico strumentista di livello Journeyman Red Seal e una vasta esperienza nel rilevamento e misurazione di emissioni di metano, nelle normative, nella mitigazione e nello sviluppo aziendale.

Craig R O'Neill lavora per FLIR da oltre 17 anni ed è stato attivamente coinvolto nel settore OGI fin dall'introduzione delle termocamere per la rilevazione ottica di gas commerciali nel giugno 2005. Attualmente è responsabile a livello globale della linea di prodotti OGI e della strategia per le soluzioni FLIR nel settore petrolifero e del gas. È l'anello di congiunzione tra clienti, stakeholder del settore e partner strategici oltre ad occuparsi di numerosi aspetti dell'integrazione verticale della FLIR Instruments Division, tra cui vendite, marketing, ingegnerizzazione e gestione prodotti. Il suo obiettivo è garantire la sintonia di FLIR con le esigenze di rilevamento dell'industria Oil&Gas.

Informazioni su GreenPath Energy Ltd.

Fondata nel 2007 e con sede a Calgary, Alberta (Canada), GreenPath è specializzata in soluzioni di rilevamento, misurazione, riduzione, rendicontazione ed eliminazione delle emissioni per l'industria petrolifera e del gas. Si occupa di inventariare le attrezzature, OGI per LDAR, tecnologie alternative di rilevamento e quantificazione delle emissioni di metano, e lo sviluppo di progetti di riduzione delle emissioni. Grazie alla competenza tecnica e alla vasta esperienza in emissioni di metano, questa azienda fornisce ai suoi clienti soluzioni che consentono un uso efficiente del capitale, pur ottenendo significative riduzioni delle emissioni e la conformità normativa. Per maggiori informazioni, visitate www.greenpathenergy.com.

Informazioni su FLIR Systems, Inc.

Fondata nel 1978 e con sede a Wilsonville, OR, FLIR Systems è leader mondiale nella produzione di sistemi basati su sensori che migliorano la conoscenza ed il livello di consapevolezza, contribuendo a salvare vite umane, a migliorare la produttività ed a proteggere l'ambiente. I suoi 3500 dipendenti condividono e alimentano la visione FLIR “The World’s Sixth Sense", sfruttando l'imaging termico e le tecnologie complementari per fornire soluzioni innovative e intelligenti per la sicurezza e la sorveglianza, il monitoraggio ambientale, le attività ricreative all'aperto, la machine vision, la navigazione e la rilevazione avanzata di minacce. Per maggiori informazioni, visitate www.flir.com e seguite @flir su Twitter.

[i] Il potenziale di riscaldamento globale di un gas serra indica la quantità di riscaldamento che un gas provoca in un determinato periodo di tempo (normalmente 100 anni). GWP è un indice, in cui la CO₂ ha il valore 1. 1 kg di metano causa 25 volte più riscaldamento in un periodo di 100 anni rispetto a 1 kg di CO₂.

[ii] Moltiplicatore creato solo per questo esempio. I fattori di emissione effettivi variano a seconda dell'impianto, dell'attrezzatura, ecc.

[iii] Frazin, Rachel. “Dozens of Oil and Gas Companies Agree to Methane Reduction Targets.” The Hill, 23 Nov 2020, thehill.com/policy/energy-environment/527234-dozens-of-oil-and-gas-companies-agree-to-methane-reduction-targets