Выбросы метана - Methane emissions
Увеличение выбросов метана является основным фактором повышения концентрации парниковых газов в атмосфере Земли и является причиной до одной трети глобального потепления в ближайшем будущем . В течение 2019 года около 60% (360 миллионов тонн) метана, выброшенного во всем мире, было вызвано деятельностью человека, в то время как естественные источники составили около 40% (230 миллионов тонн). Снижение выбросов метана за счет улавливания и использования газа может принести одновременно экологические и экономические выгоды.
Около одной трети (33%) антропогенных выбросов приходится на выбросы газа при добыче и доставке ископаемого топлива ; в основном из-за вентиляции и утечек газа . Россия является крупнейшим в мире источником выбросов метана из нефти и газа. Не менее крупным источником является животноводство (30%); в первую очередь из - за кишечной ферментации путем жвачных животных , таких как крупный рогатый скот и овец. Потоки бытовых отходов жизнедеятельности человека, особенно те, которые проходят через свалки и очистку сточных вод , стали третьей основной категорией (18%). Растениеводство, включая производство продуктов питания и биомассы , составляет четвертую группу (15%), причем наибольший вклад вносит производство риса .
На водно-болотные угодья мира приходится около трех четвертей (75%) устойчивых природных источников метана. Большая часть остального приходится на утечки из приповерхностных залежей углеводородов и клатратных гидратов , выбросы вулканов , лесные пожары и выбросы термитов . Вклады выживших диких популяций жвачных млекопитающих значительно превосходят вклад крупного рогатого скота, людей и других сельскохозяйственных животных.
Концентрация в атмосфере и влияние потепления
Концентрация метана в атмосфере (CH 4 ) увеличивается и превысила 1860 частей на миллиард в 2019 году, что в два с половиной раза превышает доиндустриальный уровень. Сам метан вызывает прямое радиационное воздействие , уступающее только углекислому газу (CO 2 ). Из-за взаимодействия с кислородными соединениями, стимулируемого солнечным светом, CH 4 также может увеличивать присутствие в атмосфере короткоживущего озона и водяного пара, которые сами по себе являются мощными согревающими газами: исследователи атмосферы называют это усиление краткосрочного влияния потепления метана косвенным радиационным воздействием . Когда происходят такие взаимодействия, также производится более долгоживущий и менее активный CO 2 . Включая как прямые, так и косвенные воздействия, увеличение содержания метана в атмосфере является причиной примерно одной трети глобального потепления в ближайшем будущем.
Хотя метан вызывает улавливание гораздо большего количества тепла, чем та же масса углекислого газа, менее половины выбрасываемого CH 4 остается в атмосфере через десять лет. В среднем углекислый газ нагревается намного дольше, если предположить, что скорость связывания углерода не изменится. Потенциал глобального потепления (ПГП) представляет собой способ сравнения потепления из - за другие газы в том , что из углекислого газа, в течение определенного периода времени. ПГП метана 20, равный 85, означает, что тонна CH 4, выброшенная в атмосферу, создает примерно в 85 раз больше атмосферного потепления, чем тонна CO 2 за период в 20 лет. В 100-летнем масштабе GWP 100 метана находится в диапазоне 28–34.
Список источников выбросов
Абиогенный метан хранится в горных породах, а почва является следствием геологических процессов, которые превращают древнюю биомассу в ископаемое топливо. Биогенный метан активно вырабатывается микроорганизмами в процессе, называемом метаногенезом . При определенных условиях технологическая смесь, ответственная за образец метана, может быть выведена из соотношения изотопов углерода и с помощью методов анализа, аналогичных датированию углерода .
Антропогенный
Комплексный системный метод описания источников метана в человеческом обществе известен как антропогенный метаболизм . По состоянию на 2020 год объемы выбросов из одних источников остаются более неопределенными, чем из других; отчасти из-за локализованных всплесков выбросов, которые не улавливаются ограниченными возможностями глобальных измерений. Время, необходимое для того, чтобы выбросы метана стали хорошо перемешанными по всей тропосфере Земли, составляет около 1-2 лет.
Категория | Основные источники |
Ежегодные выбросы МЭА (в миллионах тонн) |
---|---|---|
Ископаемое топливо | Распределение газа | 45 |
Нефтяные скважины | 39 * | |
Угольные шахты | 39 | |
Биотопливо | Анаэробное пищеварение | 11 |
Промышленное сельское хозяйство | Кишечная ферментация | 145 |
Рисовые поля | ||
Управление навозом | ||
Биомасса | Сжигание биомассы | 16 |
Бытовые отходы |
Твердые отходы Свалочный газ |
68 |
Сточные Воды | ||
Общая антропогенная | 363 | |
* Дополнительные 100 миллионов тонн (140 миллиардов кубометров) газа сбрасываются и сжигаются ежегодно из нефтяных скважин. Дополнительные ссылки: |
Естественный
Природные источники всегда были частью метанового цикла . Выбросы водно-болотных угодий сокращаются из-за осушения сельскохозяйственных и строительных площадей.
Категория | Основные источники |
Ежегодные выбросы МЭА (в миллионах тонн) |
---|---|---|
Водно-болотные угодья | Метан водно-болотных угодий | 194 |
Другое натуральное | Геологические просачивания Вулканический газ |
39 |
Арктическая тающая вечная мерзлота |
||
Отложения океана | ||
Лесные пожары | ||
Термиты | ||
Всего натуральное | 233 | |
Дополнительные ссылки: |
Важность выбросов метана
Выбросы метана важны, поскольку их сокращение может выиграть время для решения проблемы выбросов углерода .
Глобальный мониторинг
Неопределенности в выбросах метана, включая добычу так называемых «суперэмиттеров» ископаемых и необъяснимые атмосферные колебания, подчеркивают необходимость улучшения мониторинга как в региональном, так и в глобальном масштабе. Спутники недавно начали подключаться к сети с возможностью измерения метана и других более мощных парниковых газов с улучшенным разрешением. Инструмент Tropomi, запущенный в 2017 году Европейским космическим агентством, может измерять концентрации метана, диоксида серы, диоксида азота, оксида углерода, аэрозоля и озона в тропосфере Земли с разрешением в несколько километров. Платформа GOSAT-2 в Японии, запущенная в 2018 году, обеспечивает аналогичные возможности. CLAIRE спутник , запущенный в 2016 году канадской фирмой GHGSat может решить углекислый газ и метан до всего лишь 50 метров, что позволяет клиентам определить источник выбросов.
Национальная политика сокращения
Часть серии о |
Углеродный цикл |
---|
Китай ввел правила, требующие от угольных электростанций либо улавливать выбросы метана, либо преобразовывать метан в CO.
2в 2010 году. Согласно статье Nature Communications, опубликованной в январе 2019 года, выбросы метана вместо этого увеличились на 50 процентов в период с 2000 по 2015 год.
В марте 2020 года Exxon призвала к более строгим правилам по метану, которые будут включать обнаружение и устранение утечек, минимизацию вентиляции и выбросов несгоревшего метана, а также требования к отчетности для компаний. Однако в августе 2020 года Агентство по охране окружающей среды США отменило предыдущее ужесточение правил выбросов метана для нефтегазовой промышленности США.
Технология удаления
В 2019 году исследователи предложили способ удаления метана из атмосферы с помощью цеолита . Каждая молекула метана будет преобразована в CO.
2, который оказывает гораздо меньшее влияние на климат (на 99% меньше). Замена всего атмосферного метана на CO
2 снизит общее потепление парниковых газов примерно на одну шестую.
Цеолит - это кристаллический материал с пористой молекулярной структурой. Мощные вентиляторы могут проталкивать воздух через реакторы цеолита и катализаторов для поглощения метана. Затем реактор можно было нагреть, чтобы образовать и высвободить CO.
2. Из-за более высокого ПГП метана при цене на углерод в 500 долларов за тонну удаление одной тонны метана принесет прибыль в размере 12 000 долларов.
Смотрите также
- Глобальная инициатива по метану
- China United Coalbed Methane
- Выбросы CO2
- Неорганизованные выбросы газа
- Обратная связь об изменении климата
использованная литература
внешние ссылки
- «Основные источники выбросов метана» . Каково ваше влияние . 2014-03-14 . Проверено 6 марта 2018 .
- «Выбросы парниковых газов - Выбросы метана» . EIA . 2011-03-31 . Проверено 6 марта 2018 .