Биогазовые установки. Производство биогаза

Биогазовые установки. Производство биогаза

 

Комплектные установки из нержавеющей стали для производства биогаза. 

Биогазовые установки – это комплексное решение утилизации отходов пищевой промышленности, агропромышленного комплекса, производство тепловой, электрической энергии, и удобрений. Производство метана в установке для производства биогаза, является – реализацией биологического процесса.

Немецкая компания разрабатывает и производит комплектные установки  для производства биогаза и продает их во всем мире. Построены, запущены и успешно работают более 300 заводов по производству биогаза в Германии, Франции, Нидерландах, Греции, Великобритании, Швеции, Испании, Люксембурге, Чехии, Литве, США, Японии и на Кипре. Предлагаемые установки – это не экспериментальное, а работающее, проверенное и надежное немецкое оборудование, сертифицированное по ISO и изготовленное в комплекте на собственном заводе.

Мы продемонстрируем Вам, каким образом Вы сможете, осмысленно и экономично использовать биоэнергию. 

Биогаз — это газ, состоящий примерно из 60% метана (СН4) и 40% углекислого газа. Синонимами для биогаза являются канализационный газ, шахтный газ и болотный газ, газ-метан. Если в качестве примера рассмотреть навоз, то, если на предприятии образуется 1 т такого «биоотхода» в день, то это означает, что из него может быть получено 50 м3 газа или 100 кВт электроэнергии, или замещено 35 л дизельного топлива . Срок окупаемости оборудования для переработки навоза находится в пределах 2-3 лет, а для некоторых других видов сырья еще ниже и достигает 1,5 года.    Кроме прямых денежных выгод, постройка биогазовой установки имеет косвенные выгоды. Она, например, обходится дешевле, чем протяжка газопровода, линии электропередач, резервных дизель генераторов и создание лагун. В таблице представлен выход газа для различных видов сырья.

ИСТОЧНИКИ  СЫРЬЯ 

Тип сырья	Выход газа м3 на тонну сырья
Навоз коровий	38-52
Навоз свиной	52-88
Помет птичий	47-94
Отходы бойни	250-500
Жир	1300
Барда послеспиртовая	50-100
Зерно	400-500
Силос	200-400
Трава	300-500
Свекольный жом	30-40
Глицерин технический	400-600
Дробина пивная	40-60

Важная область применения установок по производству биогаза – это крупные агропромышленные комплексы, фермы КРС, птицефабрики, рыбные заводы, хлебобулочные комбинатам, предприятия пищевой промышленности, мясокомбинаты, спиртовые заводы, пивоваренные заводы, молочные заводы, растениеводческие предприятия, сахарные заводы, крахмалопаточные заводы, предприятиям по производству дрожжей, и не только в качестве альтернатив­ного источника энергии, но и как эффективного метода утилизации навоза (помета) и производства дешевого удобрения, как для собственных нужд, так и для продажи на рынке.

Биогазовая установка производит биогаз и биоудобрения из органических отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности путем бескислородного брожения, что обеспечивает самую активную систему очистки. В качестве сырья может использоваться навоз КРС, навоз свиней, птичий помет, отходы бойни (кровь, жир, кишки, кости), отходы растений, силос, прогнившее зерно, канализационные стоки, жиры, биомусор, отходы пищевой промышленности, садовые отходы, солодовый осадок, выжимка, спиртовая барда, свекольный жом, технический глицерин (от производства биодизеля). Большинство видов сырья можно смешивать друг с другом. Переработка отходов — это в первую очередь система очистки, которая сама себя окупает и приносит прибыль. На выходе установки из отходов образуется одновременно и в больших количествах: биогаз, электричество, тепло и удобрения.

Все перечисленное выше производится по нулевой себестоимости. Ведь навоз бесплатен, а сама установка на себя потребляет всего 10-15% энергии. Для работы мощной установки достаточно одного человека два ча­са в день. Биогазовые установки полностью автоматизированы и соответс­твенно затраты на оплату труда минимальны. 

Технология и принцип работы биогазовой установки

Биогазовая установка производит биогаз и биоудобрения из биологических отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности путем бескислородного брожения. Биогаз является продуктом жизнедеятельности полезных метанобразующих бактерий. Микроорганизмы метаболизируют углерод из органических субстратов в бескислородных условиях (анаэробно). Этот процесс, называемый гниением или бескислородным брожением, следует за цепью питания.

Состав типовой биогазовой установки:

1. Участок хранения биотходов
2. Система загрузки биомассы
3. Реактор 
4. Реактор дображивания
5. Субстратер
6. Система отопления
7. Силовая установка 
8. Система автоматики и контроля 
9. Система газопроводов

 Биоотходы могут доставляться грузовиками или же перекачиваться на биогазовую установку насосами. Сначала коферменты высыпаются (перемалываются), гомогенизируются и перемешиваются с навозом (пометом). Гомогенизация чаще всего выполняется при температуре 70^о С в течение одного часа при размере максимальной частицы 1 см. Гомогенизация с навозом производится в перемешивающем резервуаре с мощными мешалками.  

Реактор является газонепроницаемым, полностью герметичным резервуаром. Это конструкция теплоизолируется, потому что внутри резервуара должна быть фиксированная для микроорганизмов температура. Внутри реактора находится миксер, предназначенный для полного перемешивания содержимого реактора. Создаются условия для отсутствия плавающих слоев и/или осадка. 

Микроорганизмы должны быть обеспечены всеми необходимыми питательными веществами. Свежее сырьё должно подаваться в реактор небольшими порциями несколько раз в день. Среднее время гидравлического отстаивания внутри реактора (в зависимости от субстратов) 20- 40 дней. На протяжении этого времени органические вещества внутри биомассы метаболизируются (преобразовываются) микроорганизмами. На выходе установки образуется два продукта: биогаз и субстрат (компостированный и жидкий). 

Биогаз сохраняется в емкости для хранения газа газгольдере, в котором выравниваются давление и состав газа. Из газгольдера идет непрерывная подача газа в газовый двигатель генератор. Здесь уже производится тепло и электричество.  При необходимости биогаз дочищается до природного газа (95% метана) после такой очистки, полученный газ — аналог природного газа (90-95 % метана Ch5). Отличие только в его происхождении. 

Биогазовые установки работают 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, круглый год. Такой режим работы является еще одним их преимуществом. Всей системой управляет система автоматики. Для управления достаточно всего один человек два часа в день. 

Этот сотрудник ведет контроль с помощью обыкновенного компьютера, а также работает на тракторе для подачи биомассы. После 2-х недельного обучения на установке может работать человек без особых навыков, т.е. со средним или средним специальным образованием.   

ВЫГОДЫ

• Биогаз.
• Собственная биоэнергетическая станция.
• Правильная утилизацию органических отходов. Отходы в доходы!
• Биоудобрения. При использовании удобрений, полу­ченных на биогазовых установках, уро­жайность может быть повышена на 30-­50%. Обычный навоз, барду или другие отходы нельзя эффективно использовать в качестве удобрения 3-5 лет. При исполь­зовании же биогазовой установки биоот­ходы перебраживают и, переброженная масса тут же может использоваться как высокоэффективное биоудобрение. Переброженная масса — это готовые экологически чистые жидкие и твердые биоудобрения, лишенные нитри­тов, семян сорняков, патогенной микро­флоры, яиц гельминтов, специфических запахов. При использовании таких сба­лансированных биоудобрений урожай­ность значительно повышается.  
• Электроэнергия. Установив био­газовую установку, предприятие бу­дете иметь свою, по сути, бесплатную электроэнергию, а значит, существен­ное снижение себестоимости продук­ции, что в свою очередь позволит пос­леднему получить дополнительные конкурентные преимущества.  
• Тепло. Тепло от охлаждения генератора или от сжигания биогаза можно ис­пользовать для обогрева предпри­ятия, теплиц, технологических целей, полу­чения пара, сушки семян, сушки дров, получения кипяченой воды для содер­жания скота. Предприятие получает газ, электроэнергию, тепло, удобрения и обеспечивает замкнутый цикл производства. Проект окупается за счет уменьшения себестоимости производимой предприятием продукции, поскольку снижаются затраты на покупку газа, электроэнергии, горячей воды и удобрений.  
• Дополнительная прибыль может быть направлена на погашение кредита и на развитие производства. Уменьшение энергетической зависимости, умень­шение выбросов парниковых газов, уменьшение загрязнения окружа­ющей среды отходами сельскохозяйс­твенного производства, отсутствие на предприятии неприятного запаха.

Строительство биогазовой установки актуально не только для вновь создаваемых ферм, но и для старых. Ведь часто старые лагуны переполнены, и их ремонт требует значи­тельных средств.

Если некоторые отходы можно просто хранить в отстойниках, то на утилизацию некоторых (например, на отходы бойни) необходимо затрачивать энергию и средства. Требования к площадке. Установка может располагаться на месте отстойников, лагун или старой свалки. Средние размеры площадки под установку 40х70 м.  

Цена биогазовой установки

Каждое предприятие индивидуально, поэтому в каждом случае финансовые затраты будут рассчитываться специалистами.  

Пример проекта

Мы приводим пример средних затрат и доходов при установке биогазового оборудования.
Калькуляция затрат и доходов на примере биогазовой установки для спиртового завода. Стоимость установки 1280 тыс. евро. Все услуги и работы включены. Производительность по зерновой барде 100 т в сутки. 

Влажность сепарированной барды 70%. Средний срок окупаемости проекта 2-3 года. А при полном использовании возможностей установки окупаемость может быть 1,5-1,8 года.  Использование возможностей – это добавление коферментов, использование тепла в теплицах, продажа полностью всех производимых удобрений.  

Затраты на энергоносители – одна из основных статей издержек, которая существенно влияет на себестоимость продукции. Очистные сооружения потребляют около 50% энергии, а при постройке биогазовой установки происходит экономия этих 50%.  Предприятие получает газ, электроэнергию, тепло, удобрения и обеспечивает замкнутый цикл производства. 

Проект окупается за счет уменьшения себестоимости продукции, поскольку снижаются затраты на покупку газа, электроэнергии, горячей воды и удобрений. Дополнительная прибыль может быть направлена на погашение кредита и на развитие производства.

Затраты:					Евро.
Обслуживание реактора					32 000
Амортизационные расходы					27 800
Обслуживание электрогенератора					4 000
Электроэнергия (для случая, если производится только газ)					6 500
Оплата труда (с запасом берем 2 человека низкой квалификации)					7 000
Всего затрат за год					77 300
Доходы: 1. Продажа/использование газа (или электроэнергии как производной от газа) 2. Продажа/использование удобрений 3. Продажа квот СО2					Евро.
	Ед. изм.	Выход в час.	Выход за год.	Стоимость евро.	Общая сумма евро
Биогаз	м3	575	5 037 000	0,08	402 960
Гумус	тонн	0,616	5 400	80	432 000
Жидкие биоудобрения	м3	3,221	28 200	4	113 000
Квоты СО2	тонн		22 000	8	176 000
Общая прибыль					1 123 960
Чистая прибыль					1 046 660

Источник – Проспект компании «Биоэнергосила»

Материал подготовлен Шиловой Е. П.

Добыча угольного газа

Как можно добывать природный газ из угольных пластов
 

Предложения «Газпрома» о мерах по стимулированию добычи угольного газа

Перспективный газ

В недрах осваиваемых и перспективных угольных бассейнов сосредоточена не только значительная часть мировых ресурсов углей, но и их спутника — метана, масштабы ресурсов которого соизмеримы с ресурсами газа традиционных месторождений мира. Концентрация метана в смеси природных газов угольных пластов составляет 80–98%.

Научно обоснованная оценка роли угольных пластов как крупнейших мест накопления метана в земной коре открывает новые большие перспективы в увеличении ресурсов углеводородных газов. Метан, который является наиболее опасным спутником угля, становится ценным полезным ископаемым, подлежащим самостоятельной промысловой добыче или попутному извлечению в шахтах при комплексной поэтапной эксплуатации газоносных угольных месторождений.

Особенность разработки метаноугольных месторождений

Существуют два принципиально разных способа добычи угольного метана: шахтный (на полях действующих шахт) и скважинный.

Шахтный способ является неотъемлемой частью технологии подземной добычи угля — дегазации. Объемы получаемого метана при этом невелики, и газ используется, в основном, для собственных нужд угледобывающих предприятий непосредственно в районе угледобычи.

Скважинный способ добычи является промышленным. Метан при этом рассматривается уже не как попутный продукт при добыче угля, а как самостоятельное полезное ископаемое. Разработка метаноугольных месторождений с добычей метана в промышленных масштабах производится с применением специальных технологий интенсификации газоотдачи пластов (самые распространенные варианты — гидроразрыв пласта, закачка через скважину воздуха или воздухо-воздушной смеси, воздействие на пласт током).

Следует отметить, что для добычи метана пригодны далеко не все угли. Так, месторождения длиннопламенных бурых углей бедны метаном. Высокой концентрацией газа отличается уголь-антрацит, но его невозможно извлечь из-за высокой плотности и чрезвычайно низкой проницаемости залежи. Самыми перспективными для добычи метана считаются угли, занимающие промежуточное положение между бурыми углями и антрацитом. Именно такой уголь залегает в Кузбассе, где, в рамках выполнения поручения Президента Российской Федерации, «Газпром» активно участвует в реализации инновационного проекта по добыче угольного газа.

Российские прогнозные ресурсы угольного метана

Прогнозные ресурсы метана в основных угольных бассейнах России оцениваются в 83,7 трлн куб. м, что соответствует примерно трети прогнозных ресурсов природного газа страны. Особое место среди угольных бассейнов России принадлежит Кузбассу, который по праву можно считать крупнейшим из наиболее изученных метаноугольных бассейнов мира. Прогнозные ресурсы метана в кузбасском бассейне оцениваются более чем в 13 трлн куб. м.

Данная оценка ресурсов углей и метана соответствует глубине 1800–2000 м. Большие глубины угольного бассейна сохраняют на отдаленную перспективу огромное количество метана, которое оценивается в 20 трлн куб.  м. Такая сырьевая база Кузбасса обеспечивает возможность крупномасштабной добычи метана (вне шахтных полей) как самостоятельного полезного ископаемого.

Международный опыт добычи угольного газа

Необходимость, возможность и экономическая целесообразность крупномасштабной промысловой добычи метана из угольных пластов подтверждается опытом освоения метаноугольных промыслов в США, которые занимают лидирующее положение в мире по уровню развития «новой газовой отрасли». Также промышленная добыча метана из угольных пластов ведется в Австралии, Канаде и Китае.

Современный опыт добычи угольного газа в России

До недавнего времени в России метан из угольных пластов извлекался только попутно, на полях действующих шахт системами шахтной дегазации, включающими скважины, пробуренные с поверхности. Этими системами в последние годы в Печорском и Кузнецком бассейнах извлекалось около 0,5 млрд куб. м метана в год.

В 2003 г. «Газпром» приступил к реализации проекта по оценке возможности промышленной добычи метана из угольных пластов в Кузбассе. Лицензией на поиск, разведку и добычу метана угольных пластов в пределах Южно-Кузбасской группы угольных месторождений обладает ООО «Газпром добыча Кузнецк» — первая и единственная компания в России, добывающая метан угольных пластов. Компания разрабатывает два метаноугольных промысла, площадь лицензионного отвода составляет 6 тыс кв. км до глубины 2 км, оценка ресурсов метана угольных пластов — 5,7 трлн куб. м.

Стабильный уровень добычи метана угольных пластов в Кузбассе планируется в объеме 4 млрд куб. м в год. В долгосрочной перспективе — 18–21 млрд куб. м в год.

Талдинское месторождение

В 2005 году на Талдинском месторождении был создан научный полигон по отработке технологии добычи метана из угольных пластов. Здесь учеными АО «Газпром промгаз» была разработана технология добычи угольного газа. На весь технологический цикл — от разведки угольного газа до его использования — получен 31 патент международного и российского образца. При этом две трети оборудования, применяющегося при реализации экспериментального проекта, — отечественного производства.

В 2008–2009 годах на восточном участке Талдинского месторождения было пробурено восемь скважин. В 2010 году началась пробная эксплуатация разведочных скважин с подачей газа на автомобильные газонаполнительные компрессорные станции. В результате пробной эксплуатации были получены необходимые параметры для перевода ресурсов метана в запасы промышленных категорий, отработаны технологии освоения скважин, сбора и подготовки газа, необходимые для разработки первоочередных участков и площадей в Кузбассе.

12 февраля 2010 года «Газпром» запустил на Талдинском месторождении первый в России промысел по добыче угольного газа.

Утвержденные запасы метана по Талдинскому промыслу составляют 74,2 млрд куб. м (в том числе 4,77 млрд куб. м категории С1 и 69 млрд куб. м категории С2). В стадии опытно-промышленной эксплуатации находятся 6 эксплуатационных скважин.

В 2014 году на Талдинском промысле было добыто 2,8 млн куб. м газа, всего с начала эксплуатации — почти 16 млн куб.  м.

В декабре 2010 и феврале 2011 были введены в эксплуатацию две газопоршневые электростанции (ГПЭС), работающие на метане угольных пластов на Талдинском месторождении. Ввод двух ГПЭС позволил подать электроэнергию на подстанцию Талдинского угольного разреза, на строящиеся шахты «Жерновская-1» и «Жерновская-3», а также обеспечить электроэнергией газовые промыслы на Талдинском месторождении и Нарыкско-Осташкинской площади.

«Газпром» также приступил к освоению Нарыкско-Осташкинской площади Южно-Кузбасской группы месторождений. Ресурсы метана площади предварительно оцениваются в 800 млрд куб. м.

В 2014 году на этом промысле было добыто 4,5 млн куб. м газа, всего с начала эксплуатации — 9,4 млн куб. м.

Новый вид полезного ископаемого

В ноябре 2011 года метан угольных пластов был признан самостоятельным полезным ископаемым и внесен в Общероссийский классификатор полезных ископаемых и подземных вод.

Объективные причины необходимости добычи угольного газа в России

Благоприятные геологические особенности и условия газоносности угольных бассейнов в России являются объективной предпосылкой организации, прежде всего, в Кузбассе, а затем и в других угольных бассейнах, широкомасштабной добычи метана как самостоятельного полезного ископаемого.

Необходимость организации метаноугольных промыслов в Кузбассе обусловлена следующими факторами:

• наличием крупномасштабных залежей метана в угольных бассейнах России;
• наличием современных передовых эффективных технологий промысловой добычи метана из угольных пластов, широко применяемых в последние годы за рубежом;
• наличием в России научно-технического потенциала, способного координировать и осуществлять научные разработки по данной теме.

Среди регионов России, не обеспеченных в достаточном объеме газовым топливом, ряд угледобывающих регионов мог бы полностью покрыть свои потребности в газе за счет широкомасштабной добычи метана из угольных пластов. Кроме того, добыча и использование газа улучшит экологическую обстановку в углепромышленных районах, снизит газоопасность добычи угля в будущих шахтах и создаст новые рабочие места на газовых промыслах и газоперерабатывающих предприятиях.

Производство биогаза | Биогаз в России. Биогазовые установки.

Компания Биокомплекс

Производство биогаза — технология, за которой будущее

Использование биогаза человечеством имеет давнюю историю. Более двух тысяч лет назад, по свидетельству Геродота, древнегерманские племена, живущие в заболоченных местностях, использовали выделяющийся болотный газ для своих нужд, подводя его к своим жилищам по кожаным трубам. Чтобы процесс выработки газа не прекращался, они периодически сбрасывали в болото шкуры убитых животных и бытовые отходы. Научная европейская мысль зафиксировала выделение горючего газа разлагающейся органикой в XVII веке, а появление первых биогазовых установок относится ко второй половине XIX века.

В настоящее время наибольшее количество биогаза производится в энергетически бедных странах, однако, исходя из очевидных выгод его получения и использования, популярность установок, перерабатывающих органику в горючий газ, растет и у нас. Несмотря на многочисленные препятствия, вызванные как недостатком финансовых средств, так и инерционностью мышления отдельных руководителей, биогазовые станции понемногу завоевывают популярность среди предпринимателей.

Что такое биогаз?

Биогаз образуется в результате разложения анаэробными бактериями органических соединений и является смесью метана и углекислого газа. В зависимости от используемого в процессе брожения сырья, процент метана в биогазе варьируется от 50 % (из навоза крупного рогатого скота) до 85 % (из жировых отходов).

В качестве сырья для производства биогаза используются пищевые отходы, кормовые остатки, навоз свиней, КРС и птицы, отходы предприятий пищевой промышленности, а также специально выращиваемые энергетические растения (рапс, подсолнечник, кукуруза, свекла и т. д.), их ботва и солома, опилки, силос и многое другое, вплоть до опавших листьев и другого органического мусора. Любые отходы растительного и животного происхождения можно использовать для получения биогаза. Применительно к использованию биогазовых установок для переработки отходов животноводческих ферм, можно утверждать, что содержание одной коровы обеспечит производство 2,5 куб. м биогаза в сутки, одного откормочного быка — 1,6 куб. м, свиньи — 0,3 куб. м, курицы или утки — 0,02 куб. м.

Как получают биогаз?

Для получения биогаза измельченные и увлажненные органические отходы закладывают в емкость, называемую реактором или анаэробной колонной, где они подвергаются процессу сбраживания метановыми анаэробными (живущими без доступа воздуха) бактериями. Жизнедеятельность метановых бактерий требует соблюдения определенных условий: в реакторе необходимо поддерживать комфортную для них температуру (40–70 градусов Цельсия) и периодически перемешивать питательную смесь, способствуя распределению бактерий по всему пространству реактора.

Чем мельче частицы органики, тем легче идет процесс брожения, поэтому перед закладкой в реактор любое органическое сырье необходимо измельчать до однородного состояния (гомогенизировать). Облегчает переработку и увеличивает выход газа использование энзимов, а также постоянное перемешивание массы с помощью различных средств, в том числе жидкостных либо ультразвуковых кавитаторов. Из одного килограмма сухого сырья на современной биогазовой станции можно получить 350–500 литров биогаза.

Как используют производство биогаза?

1. Для обогрева помещений. Отопительный котел на биогазе позволит отапливать производственные помещения предприятия или фермы, а также близлежащие жилые дома. Некоторая часть газа (зимой — около 15 %) расходуется на поддержание оптимальной температуры для брожения массы в реакторе.
2. Для производства электроэнергии. Газогенератор, смонтированный в комплексе биогазовой установки, даст возможность получать около 2 кВт электроэнергии из 1 куб. м биогаза.
3. Для получения биогаза с целью использования его как топлива для автомобилей, а также для сжижения излишков и реализации другим потребителям.
4. Для производства высококачественных органических удобрений. Твердый остаток, получаемый после окончания процесса брожения, является прекрасным удобрением, эффективным и лишенным неприятного запаха. Его использование повышает урожай сельскохозяйственных культур более чем вдвое.
5. Для экологически чистой утилизации отходов. Фекалии животных и птицы, отходы предприятий пищевой промышленности, будучи захороненными на полигоне для отходов, загрязняют окружающую среду и издают неприятный запах. Процесс разложения, происходящий в биогазовых реакторах, нейтрализует токсины и делает оставшуюся массу безопасной для природной среды.

Преимущества биогазовых станций

Энергетическое: станция дает возможность организовать собственное отопление и освещение промышленного или сельскохозяйственного предприятия. Особенно важно это в удаленных районах, где прокладка электрических сетей и централизованного отопления экономически невыгодна — в этом случае биогазовая установка обеспечит предприятие и прилегающий жилой район светом и теплом.

Экономическое: использование биогаза дает возможность существенно снизить затраты на энергообеспечение и на утилизацию отходов.

Экологическое: нейтрализуется вред, наносимый сельскохозяйственными или промышленными отходами окружающей среде, снижаются выбросы метана в атмосферу. Сохраняется чистота грунтовых вод, которые нередко используются как источник питьевой воды в данной местности.

Географическое: станция может быть построена в любом, даже самом отдаленном и недоступном районе и в любой климатической зоне, основным условием ее строительства является доступность органического сырья для производства биогаза.

Инфраструктурное: строительство станции дает возможность для поддержания и развития энергетической и коммунальной инфраструктур.

Социальное: помимо производственных зданий, возможно снабжение теплом и электроэнергией социально-бытовых и культурных объектов: жилых зданий, детских учреждений, больниц, магазинов, домов отдыха, клубов и т. д.

Биогазовая станция «Тимохово» будет перерабатывать до 200 тысяч тонн органических отходов в год

Биогазовая станция «Тимохово» будет перерабатывать до 200 тысяч тонн органических отходов в год

Министерство энергетики Московской области продолжает информировать жителей о новом направлении энергетики в регионе под хештегами #ВИЭвПодмосковье #зеленаяэнергия. Такая необходимость возникла в связи с большим количеством вопросов о новых установках на полигонах, работающих на возобновляемых источниках энергии, и о переработке органических коммунальных отходов в «зеленую электроэнергию».

Биогазовая станция «Тимохово» будет перерабатывать до 200 тысяч тонн органических отходов в год, что приведет к сокращению вредоносных выбросов (объем полученного из отходов биогаза) составит до 30 млн. м3/год, объем выработки электрической энергии до 70 млн. кВтч в год, а установленная мощность составит установки 10 МВт.

«Полигон Тимохово» является крупнейшим полигоном твердых коммунальных отходов не только в России, но и в Европе. Установка комплекса анаэробного сбраживания (биогазовая установка) на этом мощнейшем объекте коммунальной инфраструктуры Подмосковья снизит объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу; улучшит органолептические показатели воздуха в районе; позволит получать до 10 МВт электрической энергии; создаст в регионе новые высококвалифицированные рабочие места; позволит «откатать» технологию и тиражировать ее на другие полигоны и объекты коммунальной инфраструктуры.

Газ вырабатывается путем брожения органических отходов, помещенных в 4е металлических резервуара рабочим объемом около 3000 м3. Далее биогазпоступает в газгольдеры для промежуточного хранения и накопления, подается на систему подготовки, где происходит очистка биогаза и приведение его в состояние, пригодное для использования в качестве топлива для газопоршневых агрегатов. Очищенный биогаз подается на Блочные ТЭЦ, где происходит выработка электрической и тепловой энергии и/или аварийные газовые факела, работающие для утилизации излишков биогаза или при невозможности работы БТЭЦ.

Биогазовая станция будет не только способствовать переработке органических отходов, поступающих на полигон, но и вырабатывать «зеленую» электрическую, тепловую энергию и готовое, не имеющее запаха биоудобрение. Это позволит значительно снизить объемы захоронения отходов, а в перспективе избавиться от необходимости захоронения органики.

«Биоэнергетика» — новая отрасль в энергетике региона, которая решает двуединую проблему — получения топлива и охраны окружающей среды. Производство биогаза позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу. Метан оказывает влияние на парниковый эффект в 21 раз сильнее, чем СО2 и находится в атмосфере 12 лет. Захват метана — лучший краткосрочный способ предотвращения глобального потепления.

«Министерство энергетики Московской области поддерживаетбережное и ответственное отношение к природе, энергетическим ресурсам планеты. По статистике органические отходы составляют 35-50% от общего объема ТКО. Появление на полигонах генерирующих установок работающих на основе ВИЭ – биогаза — важный шаг к улучшению экологическойобстановки в регионе», — отметилминистр энергетики Московской области Александр Самарин.

Напомним, в Министерстве энергетики Московской области завершили конкурс на строительство генерирующего объекта, функционирующего на основе возобновляемого источникаэнергии (биогаз), его планируют установить на полигоне ТКО «Тимохово» в городском округе Богородский. Конкурсный отбор инвестиционного проекта проходил с января по март 2020 года.

Пресс-служба Министерства энергетики Московской области, тел. +7 (498) 602-19-32, моб. 8-926-211-19-61 сайт: https://minenergo.mosreg.ru/

Биогаз из жидкого и твердого навоза КРС, свиней, коней

Фермерские хозяйства стремятся к наращиванию мощностей, вместе с тем набирают обороты и процессы контроля за соблюдением экологических требований по утилизации отходов животноводства и птицеводства. При существующих предпосылках, именно технологии производства биогаза обеспечивают возможность эффективного использования навоза и навозной жижи.

Неважно, твердый навоз крупного рогатого скота, лошадей или навозная жижа свиней – эти побочные продукты жизнедеятельности животных имеют одну общую особенность: они подходят для сбраживания в биогазовой станции.

Отходы животноводства богаты питательными веществами, а значит содержат энергетический потенциал и является оптимальным сырьем для производства биогаза.

Что лучше — навоз или навозная жижа?

Следует отметить, что навоз значительно проще поддается обработке и хранению, чем навозная жижа. Не только соответствующее содержание питательных веществ, но и способность к перекачиванию, делают навоз КРС и навозную жижу свиней оптимальным сырьем для производства биогаза.

Кроме того, отходы животноводства хорошо смешиваются с любыми другими субстратами, поскольку данное сырье способствует поддержанию стабильности ферментационных процессов биогазового производства. А добавление силоса кукурузы или других субстратов повышает общий выход биогаза, и, соответственно, выход метана.

Выход навоза КРС, свиней, лошадей

Нормы загрузки навоза рассчитываются довольно просто, тогда как навозная жижа и помет требуют более претензионного подхода, расчетов и контроля. Корова производит от 7,5 до 21 м³ навоза в год, тогда как свиньи от 1,2 до 6 м³, а лошади — около 16 м³ навоза. Итак, производство одинакового количества субстрата требует содержания стада животных разных размеров.

Навозная жижа свиней или навоз КРС?

Биогаз образуется в процессе ферментации питательных веществ, таких как жиры, углеводы и протеины. Навоз крупного рогатого скота и навозная жижа свиней существенно отличаются по составу. Поэтому и выход биогаза данные виды сырья имеют разный.

Навоз КРС имеет высокое содержание углеводов, тогда как навозная жижа свиней — высокое содержание белков. Поскольку протеины производят более высокие концентрации метана в биогазе, то и выход биогаза в пересчете на сухое вещество заметно выше у навозной жижи свиней.

Навоз тоже разный!

Производство биогаза из навоза и навозной жижи приобретает соответствующее распространения, однако с учетом довольно существенного нюанса: выход метана при сбраживании жидкого навоза свиней в 14 раз ниже, чем при сбраживании энергетических культур.

Хотя выход биогаза из сухого вещества навозной жижи свиней несколько выше выхода биогаза из навоза КРС, однако имеющийся относительно низкий выход навоза единицы скота, нивелирует данное преимущество.

Чистый жидкий навоз свиней практически не используют для производства биогаза. Причина заключается в высоком содержании воды — почти 95%.

Поэтому оптимальным решением и является многокомпонентное сбраживания, то есть сбраживания нескольких видов субстратов, растительного и животного происхождения.

Выход биогаза из твердого и жидкого навоза КРС, свиней, лошадей

 

Данные выхода биогаза для предварительной оценки потенциала биогазового производства принимаются из расчета на тонну субстрата (FNR) и в среднем составляют:

— Жидкий навоз КРС — 25 Нм³ биогаза с содержанием метана на уровне 60%;

— Жидкий навоз свиней — 28 Нм³ биогаза с содержанием метана на уровне 65%;

— Жидкий навоз лошадей без соломы — 63 Нм³ биогаза.

 

Значение выхода биогаза из навоза КРС и свиней выше значение выхода биогаза из жидкого навоза, при практически одинаковом содержании метана. Так, выход биогаза из тонны навоза КРС составляет около 45 Нм³ и 60 Нм³ из тонны навоза свиней, что в среднем в 2 раза выше, чем в случае сбраживания жидкого навоза КРС и жидкого навоза свиней.

Однако на практике данные значения часто ниже, что объясняется значительной зависимостью от степени разведения навоза при удалении из мест содержания животных.

 

Кроме навозной жижи и навоза животных, биогаз можно производить из следующих групп сырья:

• биогаз из возобновляемых ресурсов — энергетических культур;
• биогаз из отходов и остатков агропромышленного комплекса;
• биогаз из отходов газонной травы (компостированных трав).

Водоочистка, осадки сточных вод, регенерация метана, Pepperl+Fuchs

Метан является побочным продуктом процесса переработки осадка сточных вод при их очистке. Метан — легковоспламеняемый, токсичный при вдыхании газ, который представляет чрезвычайную опасность при ненадлежащем обращении. Метан не имеет запаха, в то время как другие газы, выделяющиеся при очистке сточных вод, например сероводород, легковоспламеняемы. Сероводород имеет сильный неприятный запах. Компания Pepperl+Fuchs предлагает широкий ассортимент взрывобезопасных решений для сред с взрывоопасными газами.

 

 

• Гибкость
  Компания Pepperl+Fuchs предлагает несколько технологических решений для водоочистных сооружений, включая двухточечные и мультиплексорные решения HART и промышленных сетей. Сегодня благодаря полевому барьеру можно напрямую соединить до 12 удаленных устройств PROFIBUS PA или FOUNDATION-h2 или модуль защиты сегмента в опасных зонах класса 2. Каждый полевой барьер имеет 4 контакта IS и может быть соединен последовательно с 4 полевыми барьерами. Сила тока на четырех выходах полевого барьера составляет 40 мА, что позволяет подключить большее число искробезопасных удаленных устройств. Крайне маловероятно, что вам придется работать с пассивным кабелем магистральной линии под напряжением и распределительными модулями промышленной сети; установку можно провести взрывобезопасным методом.
• Низкие затраты — свобода выбора
  Интерфейсные продукты предлагают комплексное решение для систем фильтрации воды, позволяющее соединить оборудование с блоком управления. Интерфейс FieldConnex — ваш правильный выбор. Ответвительные линии соединяются к магистрали посредством модулей защиты сегментов и полевых барьеров. FieldConnex позволяет создать оптимальную топологию для специальных областей применения в опасных и безопасных зонах. Во всех конфигурациях концепция магистрали высокой мощности является новым подходом для решения задач промышленных сетей во взрывоопасных зонах и зонах общего назначения. Магистраль высокой мощности ограничивает энергию не в магистральном кабеле промышленной сети, а в ответвительной линии к оборудованию. Модуль расширенной диагностики (ADM) контролирует работоспособность сегмента и оценивает коммуникационный сигнал от главной системы к удаленному устройству. Это позволяет сократить время пусконаладочных работ и продолжительность мониторинга. Совместимость данной топологии с промышленной сетью FOUNDATION и Profibus предоставляет свободу выбора любой технологии.

Водоочистные сооружения состоят из многокилометровых распределенных систем оборудования и процессов, которые необходимо отслеживать и контролировать. Многие компоненты оборудования изготавливаются различными производителями. Обычно они монтируются на полозьях с использованием различных технологий. Сегодня это оборудование можно беспроблемно интегрировать в систему с помощью лучших технологических продуктов. Функции защиты Pepperl+Fuchs помогают обеспечить эффективную и бесперебойную работу завода в течение многих лет. Мы не требуем, чтобы ваше оборудование подходило нашим технологиям; наше оборудование подходит технологиям вашего завода.

Почему метан — недооцененный парниковый газ и как его выбросы отслеживают ученые | Экология

Метан — еще один важный парниковый газ, удерживающий тепло в атмосфере. Однако его влиянию на экологию и климат уделяется гораздо меньше внимания, чем другим углеродным выбросам. При этом потенциал глобального потепления от метана в 30 раз больше, чем у диоксида углерода. Рассказываем, откуда берется метан и почему он опаснее углекислого газа, в каких странах его больше всего, как ученые отслеживают его утечки и почему модели загрязнения атмосферы метаном гораздо сложнее рассчитать.

Откуда берется метан и почему он опасен?

В 2018 году на метан (CH₄) около 9,5% всех выбросов парниковых газов в США приходилось на результаты деятельности человека. Деятельность человека в вопросе выбросов метана включает в себя утечки из систем добычи природного газа и разведение домашнего скота. Метан также выделяется из природных источников, таких как естественные водно-болотные угодья. Кроме того, естественные процессы в почве и химические реакции в атмосфере помогают удалить CH₄ из атмосферы. Время жизни метана в атмосфере намного короче, чем у диоксида углерода (CO₂ ), но CH₄ более эффективно улавливает излучение. Сравнительное воздействие CH₄ в 25 раз больше, чем CO₂ за 100-летний период.

Во всем мире от 50 до 65% общих выбросов CH₄ приходится на деятельность человека. 

• Сельское хозяйство. Домашний скот — крупный рогатый скот, свиньи, овцы и козы — вырабатывает метан как часть нормального процесса пищеварения. Кроме того, это газ образуется при хранении или обработке навоза. Поскольку люди выращивают этих животных для еды и других продуктов, выбросы считаются связанными с деятельностью человека. При объединении выбросов домашнего скота и навоза сельскохозяйственный сектор является крупнейшим источником выбросов метана.
• Энергетика и промышленность. Системы природного газа и нефти являются вторым по величине источником выбросов метана. Этот газ — основной компонент природного газа В США. Метан выбрасывается в атмосферу при производстве, переработке, хранении, транспортировке и распределении природного газа, а также при производстве, переработке, транспортировке и хранении сырой нефти. Добыча угля также является источником выбросов CH₄. 
• Отходы домов и предприятий. Метан образуется на свалках при разложении отходов и при очистке сточных вод. Свалки являются третьим по величине источником выбросов CH₄ в США. Метан также образуется при очистке бытовых и промышленных сточных вод и при компостировании.  

Метан, кроме того, выделяется из ряда природных источников. Природные водно-болотные угодья являются крупнейшим источником выбросов CH₄ от бактерий, разлагающих органические материалы в отсутствие кислорода. Меньшие источники включают термиты, океаны, отложения, вулканы и лесные пожары.

Как снизить выбросы метана?

Есть несколько способов уменьшить выбросы метана. EPA — Агентство по охране окружающей среды США — располагает рядом добровольных программ по сокращению выбросов CH₄ в дополнение к нормативным инициативам. Кроме того, компания поддерживает Глобальную инициативу по метану. Это международное партнерство, поощряющее глобальные стратегии сокращения выбросов метана.

Источник выбросов	Как сократить выбросы?
Промышленность	Модернизация оборудования, используемого для добычи, хранения и транспортировки нефти и природного газа, может уменьшить многие утечки, которые способствуют выбросам метана. Метан угольных шахт также можно улавливать и использовать для получения энергии с помощью программ Natural Gas STAR и Coalbed Methane Outreach Program (CMOP).
Сельское хозяйство	Метан от методов обращения с навозом можно уменьшить и улавливать путем изменения стратегии обращения с навозом. Кроме того, изменение практики кормления животных может снизить выбросы от кишечной ферментации. Больше об улучшенных методах животноводства можно узнать, изучив программу EPA AgSTAR.
Отходы домов и предприятий	Поскольку выделение метана на свалках является основным источником выбросов газа в США, меры контроля выбросов, которые улавливают газ из свалок, могут помочь в стратегии сокращения выбросов.

Почему важно бороться с метаном?

Хотя метан не задерживается в атмосфере так долго, как углекислый газ, поначалу он гораздо более разрушителен для климата из-за того, насколько эффективно он поглощает тепло.  В первые два десятилетия после выброса метан в 84 раза сильнее углекислого газа.

Поскольку метан очень мощный и в тоже время у человечества есть решения, которые сокращают его выбросы, обращение с метаном —это самый быстрый и эффективный способ замедлить темпы потепления планеты.

Если метан попадает в воздух перед использованием — например, из негерметичной трубы, он поглощает солнечное тепло, нагревая атмосферу. По этой причине он считается парниковым газом, например, двуокисью углерода.

Как решить проблему с метаном?

До недавнего времени было мало что известно о том, где происходили утечки, и о том, как лучше всего их исправить. В 2012 году компания EDF начала серию исследований, чтобы лучше их выявлять и находить решения.

Резюме 16 исследований по всей цепи поставок США показывает выбросы метана значительно выше, чем предполагалось изначально. В мае 2016 года EPA утвердило первое в истории национальное правило прямого ограничения выбросов метана от нефтегазовых операций, открыв новую возможность для уменьшения загрязнения климата. На данный момент Агентство по охране окружающей среды США стремится установить правила, которые защищают жителей США от загрязнения метаном.

Проект EPA — Google Earth Outreach — помогает визуализировать опасные для климата утечки, обнаруженные в местных сообществах. Почему это важно? Повышение осведомленности о масштабах и влиянии утечек метана имеет важное значение для разработки эффективной политики.

На сегодняшний день создана еще одна технология, которая помогает выявлять следы метана. На небе появился новый мощный спутник для мониторинга выбросов метана, одного из ключевых газов, влияющих на изменение климата, вызванное деятельностью человека.

Какие есть разработки для борьбы с метаном?

Новейший спутник Iris для мониторинга метана

Космический аппарат, известный как Iris, может отображать шлейфы метана в атмосфере с разрешением всего 25 метров. Это позволяет идентифицировать отдельные источники метана, например, конкретные нефтегазовые объекты.

Iris был запущен канадской компанией GHGSat (Global Emissions Monitoring) в Монреале 2 сентября. Это первопроходец в созвездии из 10 космических аппаратов, которое появится к концу 2022 года.

Первая попытка Iris зарегистрировать значительный выброс метана

Наблюдения проводились над Туркменистаном, в регионе, где ранее были отмечены большие шлейфы от нефтегазовой инфраструктуры. Обнаружение, наложенное на стандартное изображение с воздуха, показывает концентрацию метана в воздухе, превышающую нормальные фоновые уровни.

«Нам все еще нужно работать над калибровкой, которая затем позволит нам проверить порог обнаружения и окончательные характеристики спутника. Но в качестве изображения — это феноменально по любым стандартам», — заявил генеральный директор GHGSat Стефан Жермен в интервью для BBC News.

GHGSat уже работает с операторами, регулирующими органами и другими заинтересованными сторонами, чтобы охарактеризовать эти выбросы с помощью прототипа спутника под названием Claire, который он запустил в 2016 году. Присутствие на орбите Ирис предоставляет компании дополнительный поток данных, которые он теперь намеревается интерпретировать. в новом британском аналитическом центре, который будет открыт в Эдинбурге и Лондоне в ближайшие недели.

«В том, что мы делаем в Великобритании, есть возможности мирового уровня, — объясняет доктор Жермен.  — Не только в области аналитики, но и в системах космических кораблей, которые нас интересуют».

Спутник Sentinel-5P от ЕКА

GHGSat в последнее время укрепляет свои связи с Европейским космическим агентством, которое эксплуатирует спутник ЕС Sentinel-5P.

Он также контролирует метан, делая ежедневные глобальные снимки газа. Но при разрешении 7 км его данные гораздо менее показательны, чем данные Iris и Claire.

ЕКА

Однако если использовать оба спутника вместе, они образуют что-то вроде команды мечты для исследования метана, уверяют ученые.

«Они (Sentinel-5P) могут видеть весь мир каждый день. Мы не можем этого сделать. Но мы можем видеть отдельные объекты. Они не могут этого сделать. Так что, действительно, это фантастическая комбинация, и она создает очень хорошие отношения с Европейским космическим агентством, и я думаю, что мы только начинаем превращаться в нечто гораздо большее».

Следующий спутник GHG, Hugo, проходит испытания и, как ожидается, будет запущен в конце этого года.

Компания недавно получила 30 млн долларов в виде дополнительного финансирования, которое позволяет ей построить три космических корабля, которые будут следовать за Hugo на орбиту.

Глобальная проблема метана. В чем сложность его учета?

Бюджет метана

Метан является мощным парниковым газом и является вторым по величине фактором глобального потепления, вызванным деятельностью человека, после CO₂. На единицу массы метан в 84–86 раз сильнее, чем CO₂ за 20 лет и в 28–34 раза сильнее за 100 лет.

Глобальный бюджет метана позволяет отслеживать, откуда происходят выбросы, сколько поглощается «стоками» и, следовательно, сколько остается в атмосфере.

Бюджет метана — это инициатива Глобального углеродного проекта (GCP), международной исследовательской программы, которая направлена ​​на «создание полной картины глобального углеродного цикла». Основанный в 2001 году, GCP предоставляет ежегодную обновленную информацию о глобальных выбросах углерода.

С метаном «все немного сложнее», — объясняет доктор Мариэль Саунуа, доцент Версальского университета Сен-Кантен во Франции, которая возглавляет глобальный бюджет метана. Сложность отчасти объясняется тем, что для создания бюджета метана нужны длительные прогоны модели, которые требуют времени. Чтобы обновлять данные каждый год у научного сообщества, потребовалось бы слишком много ресурсов. В результате бюджет метана обновляется каждые два-три года.

Третья публикация появилась в техническом документе в журнале Earth System Science Data и в сопроводительном «перспективном» документе в журнале Environmental Research Letters.

Двойные подходы к бюджету метана

Глобальный баланс метана использует два разных подхода к оценке источников и стоков.

• Первый подход — «восходящий», который фокусируется на выбросах метана у источника. При этом используются данные о выбросах, которые представляются отдельными странами в национальных кадастрах парниковых газов в ООН. Эти кадастры охватывают антропогенные источники, такие как использование ископаемого топлива, животноводство, выращивание риса и свалки.

  Эти оценки суммируются с моделированием других источников метана, таких как водно-болотные угодья, лесные пожары и термиты. Например, спутниковые данные о глобальной площади, сожженной пожарами, сочетаются с моделями, которые «учитывают тип сожженной растительности, выжженную поверхность и продолжительность пожара, а также тип пожара», — объясняет Сонуа.
  

• Второй подход называется «сверху вниз». Это начинается с наблюдений за концентрациями метана в глобальном масштабе и работает в обратном направлении, используя моделирование, чтобы оценить, где они возникли.

Ни один из подходов не является безупречным, и эти два метода, по словам ученых, «несовместимы». Но у двойного подхода есть свои преимущества. Нисходящий метод, уверяет доктор Сануа, «является более надежной оценкой глобального общего объема» выбросов метана, однако восходящие оценки используются для определения выбросов в конкретных регионах и секторах.

Например, выбросы водно-болотных угодий и пресной воды особенно сложно оценить, что означает «существенное расхождение» между нисходящими и восходящими числами, говорит Сануа. В частности это связано с тем, что источники пересекаются, добавляет она, и, следовательно, их можно отнести к более чем одной категории.

Где больше всего метана?

Исследователи говорят, что в трех регионах — Африке и Ближнем Востоке, Китае, Южной Азии и Океании — наблюдается наибольший рост выбросов метана. В каждом случае выбросы выросли на 10–15 млн тонн между средним показателем 2000–2006 и 2017 годов.

Следующим по величине был рост на 5,0–6,7 млн ​​тонн в Северной Америке, и, как показывает бюджет, в основном за счет увеличения на 4,4–5,1 млн тонн в США.

Напротив, в Европе наблюдалось небольшое сокращение выбросов, примерно на 1,6–4,3 млн тонн, в основном из-за меньшего количества выбросов от сельского хозяйства.

Это противоречит тенденции, наблюдаемой в других регионах, при этом увеличение сельскохозяйственных выбросов является основной причиной увеличения общих выбросов в Африке, Южной Азии и Океании.

Что касается ископаемого топлива, наибольший рост выбросов метана — 5–12 млрд тонн — был зарегистрирован в Китае, при этом в Северной Америке, Африке, Южной Азии и Океании наблюдался рост на 4–6 млн тонн. Выбросы метана, связанные с ископаемым топливом, в США увеличились на 3,4–4,0 млн тонн.

И все же стоит учитывать, что недавние исследования показали: несмотря на огромные цифры, выбросы метана от ископаемого топлива были «сильно недооценены».

Понимание потенциала глобального потепления | Агентство по охране окружающей среды США

Парниковые газы (ПГ) согревают Землю, поглощая энергию и замедляя скорость, с которой энергия уходит в космос; они действуют как одеяло, изолирующее Землю. Различные парниковые газы могут по-разному влиять на потепление Земли. Эти газы отличаются друг от друга двумя ключевыми особенностями: их способностью поглощать энергию (их «радиационная эффективность») и тем, как долго они остаются в атмосфере (также известным как «срок их жизни»).

Потенциал глобального потепления (ПГП) был разработан для сравнения влияния различных газов на глобальное потепление. В частности, это мера того, сколько энергии выбросы 1 тонны газа будут поглощать за определенный период времени по сравнению с выбросами 1 тонны двуокиси углерода (CO ₂ ). Чем больше ПГП, тем больше данный газ нагревает Землю по сравнению с CO ₂ за этот период времени. Период времени, обычно используемый для ПГП, составляет 100 лет. ПГП представляют собой общую единицу измерения, которая позволяет аналитикам суммировать оценки выбросов различных газов (например,g., для составления национального кадастра ПГ) и позволяет политикам сравнивать возможности сокращения выбросов по секторам и газам.

• CO ₂ по определению имеет ПГП, равный 1, независимо от используемого периода времени, потому что этот газ используется в качестве эталона. CO ₂ остается в климатической системе в течение очень долгого времени: выбросы CO ₂ вызывают увеличение концентрации CO ₂ в атмосфере, которое будет продолжаться тысячи лет.
• Метан (CH ₄ ), по оценкам, имеет ПГП 28–36 за 100 лет (узнайте, почему U.S. В кадастре выбросов и стоков парниковых газов используется другое значение.). Выбрасываемого сегодня CH ₄ сохраняется в среднем около десяти лет, что намного меньше времени, чем CO ₂ . Но CH ₄ также поглощает гораздо больше энергии, чем CO ₂ . Чистый эффект более короткого срока службы и более высокого поглощения энергии отражается в ПГП. ПГП CH ₄ также учитывает некоторые косвенные эффекты, такие как тот факт, что CH ₄ является предшественником озона, а озон сам по себе является парниковым газом.
• Закись азота (N ₂ O) имеет ПГП в 265–298 раз выше, чем у CO ₂ в течение 100 лет. N ₂ Выбрасываемый сегодня O остается в атмосфере в среднем более 100 лет.
• Хлорфторуглероды (ХФУ), гидрофторуглероды (ГФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), перфторуглероды (ПФУ) и гексафторид серы (SF ₆ ) иногда называют газами с высоким ПГП, поскольку при данной массе они улавливают значительно больше тепла, чем CO ₂ .(ПГП для этих газов может исчисляться тысячами или десятками тысяч.)

Часто задаваемые вопросы

Почему значения GWP меняются со временем?

EPA и другие организации время от времени будут обновлять используемые ими значения GWP. Это изменение может быть связано с обновленными научными оценками поглощения энергии или продолжительности жизни газов или с изменением концентрации ПГ в атмосфере, что приводит к изменению поглощения энергии одной дополнительной тонны газа по сравнению с другой.

Почему ПГП представлены в виде диапазонов?

В самом последнем отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) было представлено несколько методов расчета ПГП, основанных на том, как учитывать влияние будущего потепления на углеродный цикл. Для этой веб-страницы мы представляем диапазон от самых низких до самых высоких значений, перечисленных МГЭИК.

Какие оценки GWP использует EPA для учета выбросов парниковых газов, например,

Inventory of U.S. Выбросы и стоки парниковых газов (Кадастр) и Программа отчетности по парниковым газам?

Агентство по охране окружающей среды считает, что оценки ПГП, представленные в самой последней научной оценке МГЭИК, отражают состояние науки. В научных сообщениях EPA будет ссылаться на самые последние GWP. Перечисленные выше ПГП взяты из Пятого оценочного доклада МГЭИК, опубликованного в 2014 г.

Перечень выбросов и поглотителей парниковых газов США Агентства по охране окружающей среды (инвентаризация) соответствует международным стандартам отчетности по выбросам парниковых газов в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИКООН). Руководящие принципы РКИК ООН теперь требуют использования значений ПГП для Четвертого оценочного доклада МГЭИК (ДО4), опубликованного в 2007 г. В кадастре также представлены выбросы по массе, так что эквиваленты CO ₂ могут быть рассчитаны с использованием любых ПГП, а общие выбросы с использованием более свежие значения МГЭИК представлены в приложениях к отчету о кадастре для информационных целей.

Данные, собранные Программой отчетности по парниковым газам Агентства по охране окружающей среды, используются в кадастре, поэтому программа отчетности обычно использует значения ПГП из ДО4.Программа отчетности собирает данные о некоторых промышленных газах, ПГП которых не указан в ДО4; для этих газов Программа отчетности использует значения ПГП из других источников, таких как Пятый оценочный отчет.

Агентства по охране окружающей среды по охране окружающей среды CH ₄ добровольные программы также используют ПГП CH ₄ из отчета AR4 для расчета сокращения выбросов CH ₄ за счет проектов рекуперации энергии для обеспечения согласованности с национальными выбросами, представленными в кадастре.

Существуют ли альтернативы 100-летнему ПГП для сравнения выбросов парниковых газов?

Соединенные Штаты в основном используют 100-летний ПГП как меру относительного воздействия различных парниковых газов.Однако научное сообщество разработало ряд других показателей, которые можно использовать для сравнения одного ПГ с другим. Эти показатели могут различаться в зависимости от временных рамок, измеряемой конечной точки климата или метода расчета.

Например, 20-летний ПГП иногда используется в качестве альтернативы 100-летнему ПГП. Точно так же, как 100-летний ПГП основан на энергии, поглощенной газом за 100 лет, 20-летний ПГП основан на энергии, поглощенной за 20 лет. Этот 20-летний ПГП отдает приоритет газам с более коротким сроком службы, поскольку он не учитывает воздействие, которое происходит более чем через 20 лет после возникновения выбросов.Поскольку все ПГП рассчитываются относительно CO ₂ , ПГП, основанные на более коротком временном интервале, будут больше для газов со сроком службы короче, чем у CO ₂ , и меньше для газов со сроком службы дольше, чем CO ₂ . Например, для CH ₄ , имеющего короткую продолжительность жизни, 100-летний ПГП, равный 28–36, намного меньше, чем 20-летний ПГП, равный 84–87. Для CF ₄ со сроком жизни 50 000 лет 100-летний ПГП 6630–7350 больше, чем 20-летний ПГП 4880–4950.

Еще одним альтернативным показателем является глобальный температурный потенциал (GTP). В то время как ПГП является мерой тепла, поглощенного за определенный период времени из-за выбросов газа, ПГП является мерой изменения температуры в конце этого периода времени (опять же, относительно CO ₂ ). расчет GTP более сложен, чем расчет GWP, поскольку он требует моделирования того, насколько климатическая система реагирует на повышенные концентрации парниковых газов (чувствительность климата) и как быстро система реагирует (частично на основе того, как океан поглощает тепло) .

Показатели изменения климата: воздействие на климат

Ключевые моменты

• В 2019 году годовой индекс парниковых газов составил 1,45, что представляет собой 45-процентное увеличение радиационного воздействия (результат потепления) по сравнению с 1990 годом (см. рис. 1).
• Среди парниковых газов, показанных на рис. 1, с 1990 г. наибольшая доля радиационного воздействия приходится на диоксид углерода, и его вклад продолжает расти устойчивыми темпами.Один только диоксид углерода может объяснить 36-процентное увеличение радиационного воздействия с 1990 года.
• Хотя общий годовой индекс парниковых газов продолжает расти, темпы роста несколько замедлились по сравнению с базовым 1990 годом. Это изменение произошло в значительной степени из-за более медленного роста концентрации метана в последние годы и из-за того, что хлорфторуглерод (ХФУ) концентрации снижались, поскольку производство ХФУ было прекращено во всем мире из-за вреда, который они наносят озоновому слою (см. рис. 1).
• Парниковые газы, образующиеся в результате деятельности человека, вызывают общее потепление климата Земли с 1750 года. Наибольший вклад в потепление вносит двуокись углерода, за которой следуют метан и черный углерод. Хотя аэрозольное загрязнение и некоторые другие виды деятельности вызвали похолодание, конечный результат состоит в том, что деятельность человека в целом нагрела Землю (см. рис. 2).

Фон

Когда энергия Солнца достигает Земли, планета поглощает часть этой энергии, а остальное излучает обратно в космос в виде тепла.Температура поверхности Земли зависит от этого баланса между поступающей и исходящей энергией. Средние условия, как правило, остаются стабильными, если на Землю не действует сила, которая сдвигает энергетический баланс. Сдвиг в энергетическом балансе приводит к тому, что средняя температура Земли становится выше или ниже, что приводит к множеству других изменений в нижних слоях атмосферы, на суше и в океанах.

Различные физические и химические изменения могут повлиять на глобальный энергетический баланс и вызвать изменения климата Земли.Некоторые из этих изменений являются естественными, в то время как на другие влияет человек. Эти изменения измеряются степенью потепления или охлаждения, которое они могут вызвать, что называется «радиационным воздействием». Изменения, оказывающие согревающий эффект, называются «положительным» форсированием, а изменения, оказывающие охлаждающее воздействие, называются «отрицательным» форсированием. Когда положительные и отрицательные силы не уравновешены, результатом является изменение средней температуры поверхности Земли.

Изменения концентрации парниковых газов в атмосфере влияют на радиационное воздействие (см. индикатор Атмосферные концентрации парниковых газов).Парниковые газы поглощают энергию, излучаемую вверх от поверхности Земли, переизлучая тепло в нижние слои атмосферы и нагревая поверхность Земли. Деятельность человека привела к увеличению концентрации парниковых газов, которые могут оставаться в атмосфере в течение десятилетий, столетий или дольше, поэтому соответствующие эффекты потепления будут сохраняться в течение длительного времени.

Об индикаторе

Рисунок 1 этого индикатора измеряет среднее суммарное радиационное воздействие 20 долгоживущих парниковых газов, включая двуокись углерода, метан и закись азота.Результаты были рассчитаны Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) на основе измеренных концентраций газов в атмосфере по сравнению с концентрациями, которые существовали примерно в 1750 году, до начала промышленной революции. Поскольку каждый газ имеет разную способность поглощать и излучать энергию, этот индикатор преобразует изменения концентрации парниковых газов в меру общего радиационного воздействия (эффекта потепления), вызванного каждым газом. Радиационное воздействие рассчитывается в ваттах на квадратный метр, что представляет собой размер энергетического дисбаланса в атмосфере.

NOAA также переводит общее радиационное воздействие этих измеренных газов в значение индекса, называемое годовым индексом парниковых газов (правая часть рисунка 1). Это число сравнивает радиационное воздействие за конкретный год с радиационным воздействием в 1990 г., который является общим базовым годом для глобальных соглашений по отслеживанию и сокращению выбросов парниковых газов.

Для справки: этот индикатор также представляет оценку общего радиационного воздействия, связанного с различными видами деятельности человека с 1750 года по настоящее время.Рисунок 2 показывает влияние:

• Тропосферный озон, короткоживущий парниковый газ.
• Выбросы, которые косвенно приводят к образованию парниковых газов в результате химических реакций в атмосфере. Например, выбросы метана также приводят к увеличению содержания тропосферного озона.
• Аэрозольное загрязнение, состоящее из взвешенных в воздухе твердых и жидких частиц, которые могут отражать падающий солнечный свет.
• Черный углерод (сажа), который может сделать поверхность Земли более темной и менее отражающей, когда он откладывается на снегу и льду.
• Некоторые другие факторы, такие как изменение землепользования, влияют на радиационное воздействие.

О данных

Примечания к индикатору

Индекс на Рисунке 1 не включает короткоживущие парниковые газы, такие как тропосферный озон, отражающие аэрозольные частицы, черный углерод (сажа) или косвенное влияние метана через его воздействие на водяной пар и образование озона. Рисунок 2 включает эти и другие косвенные влияния.

Источники данных

Данные для рисунка 1 предоставлены NOAA. Этот рисунок и другая информация доступны по адресу: www.esrl.noaa.gov/gmd/aggi. Данные для Рисунка 2 получены от Межправительственной группы экспертов по изменению климата (www.ipcc.ch), которая публикует отчеты об оценке, основанные на лучших доступных данных науки о климате.

Техническая документация

---

Каталожные номера

^1. NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2020. Ежегодный индекс парниковых газов NOAA. По состоянию на декабрь 2020 г. www.esrl.noaa.gov/gmd/aggi.

^2. IPCC (Межправительственная группа экспертов по изменению климата). 2013. Изменение климата 2013: Основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад МГЭИК. Кембридж, Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. www.ipcc.ch/report/ar5/wg1.

---

Выбросы метана вызывают изменение климата. Вот как их уменьшить.

Фото: Unsplash / Tuan Anh Tran

Могут ли фермеры помочь в кампании по сокращению выбросов метана?

Да. Они могут обеспечить животных более питательным кормом, чтобы они были крупнее, здоровее и продуктивнее, эффективно производя больше с меньшими затратами. Ученые также экспериментируют с альтернативными видами кормов, чтобы уменьшить выделение метана коровами, и ищут способы более эффективного обращения с навозом, засыпая его, компостируя или используя для производства биогаза.

Когда дело доходит до основных культур, таких как рис-сырец, эксперты рекомендуют альтернативные подходы к увлажнению и сушке, которые могут сократить выбросы вдвое.Вместо того, чтобы допускать непрерывное затопление полей, рисовые поля можно было бы орошать и осушать два-три раза в течение вегетационного периода, ограничивая выработку метана, не влияя на урожайность. Этот процесс также потребует на треть меньше воды, что сделает его более экономичным.

Действительно ли сокращение выбросов метана поможет противостоять изменению климата?

Да. Углекислый газ остается в атмосфере от сотен до тысяч лет. Это означает, что даже если выбросы будут немедленно и резко сокращены, это не окажет влияния на климат до конца века.Но для распада метана требуется всего около десяти лет. Таким образом, сокращение выбросов метана сейчас окажет влияние в ближайшей перспективе и имеет решающее значение для того, чтобы помочь миру удержаться на пути к 1,5°C.

Сколько метана мы действительно можем сократить?

Выбросы метана, вызванные деятельностью человека, могут быть сокращены на целых 45 процентов в течение десятилетия. Это предотвратит глобальное потепление почти на 0,3 °C к 2045 году, поможет ограничить повышение глобальной температуры до 1,5 °C и направит планету на путь достижения целей Парижского соглашения.Ежегодное сокращение приземного озона также предотвратит 260 000 преждевременных смертей, 775 000 посещений больниц, связанных с астмой, 73 миллиарда часов потерянного труда из-за сильной жары и 25 миллионов тонн потерь урожая.

Что делает Организация Объединенных Наций для ограничения выбросов метана ?

Много. В сентябре 2021 года Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш созовет Саммит ООН по продовольственным системам, цель которого — помочь сделать сельское хозяйство и производство продуктов питания более экологичными.

Тем временем инициатива ООН по совместной работе над сельским хозяйством Коронивия поддерживает преобразование сельскохозяйственных и продовольственных систем, уделяя особое внимание тому, как сохранить производительность в условиях меняющегося климата. Представители также работают над включением сельского хозяйства в Рамочную конвенцию ООН об изменении климата и проведут обсуждения на Конференции ООН по изменению климата (COP26) в конце этого года.

Для получения дополнительной информации о сельском хозяйстве и чистом воздухе обращайтесь к Тию Чангу: [email protected]

 

Ежегодно 7 сентября мир отмечает Международный день чистого воздуха для голубого неба. Этот день направлен на повышение осведомленности и содействие действиям по улучшению качества воздуха. Это глобальный призыв к поиску новых способов ведения дел, уменьшению загрязнения воздуха, которое мы вызываем, и обеспечению того, чтобы каждый и везде мог пользоваться своим правом дышать чистым воздухом. Тема второго ежегодного Международного дня чистого воздуха для голубого неба, организованного Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП), – «Здоровый воздух, здоровая планета».”  

 

Метан: менее известный парниковый газ, играющий ключевую роль в решении проблемы изменения климата

В своем домашнем офисе в Аризоне Райли Дюрен одновременно с несколькими делами рассказывал мне о пугающе мощных парниковых газах, наблюдая за самолетами своей команды. Самолет летел на высоте 20 000 футов, чтобы измерить выбросы метана из колодцев в Пермском бассейне Техаса. Аэрофотоснимок на экране его компьютера оживил измерения: десятки красных зон представляли собой невидимые шлейфы метана над нефтяными и газовыми месторождениями.

«Это как смотреть фейерверк. Они просто появляются повсюду», — сказал Дюрен, ученый из Университета Аризоны, возглавляющий некоммерческую организацию Carbon Mapper, у которой есть государственные и частные партнеры, включая НАСА, штат Калифорния и компанию Planet.

В публичных дискуссиях об изменении климата метану слишком мало внимания уделялось слишком долго. Многие люди могут не знать, что люди выбрасывают в атмосферу парниковый газ, который является даже более мощным, чем углекислый газ, со скоростью, невиданной по крайней мере 800 000 лет.Он наносит вред качеству воздуха и поступает из самых разных источников, от нефте- и газопроводов до свалок и коров. Но метан и другие парниковые газы, в том числе гидрофторуглероды, озон, оксиды азота и оксиды серы, наконец-то получают заслуженное внимание — во многом благодаря достижениям науки.

До последних нескольких лет относительная неизвестность метана имела смысл. Углекислый газ (CO2), безусловно, является самым большим фактором изменения климата, и он поступает из узнаваемых источников ископаемого топлива, таких как выхлопные трубы автомобилей, угольные дымовые трубы и сжигание газа и нефти. Самое тревожное заключается в том, что он остается в атмосфере сотни лет, что делает изменение климата проблемой не только для нас сейчас, но и для будущих поколений.

Но мир больше не может позволить себе роскошь игнорировать метан. А на 26-й международной климатической конференции в Глазго, которая продлится до 12 ноября, была выдвинута новая крупная инициатива по прямому решению проблемы метана. Более 100 стран, на долю которых приходится почти половина глобальных уровней загрязнения метаном, взяли на себя добровольное Глобальное обязательство по сокращению выбросов метана как минимум на 30 процентов к концу десятилетия.Президент Джо Байден, который вместе с Европейским союзом возглавляет эту инициативу, объявил о наборе регулирующих мер, направленных на то, чтобы привести Соединенные Штаты в соответствие с этой глобальной целью.

Некоторые из крупнейших загрязнителей метана, в том числе Россия и Китай, не присоединились к глобальному обязательству. Это всего лишь один из признаков того, что мир до сих пор не в полной мере прислушался к тревожным звонкам ученых о метане.

Несмотря на то, что метан изучен не так хорошо, как углекислый газ, он играет огромную роль в климатическом кризисе.Он по крайней мере в 80 раз эффективнее удерживает тепло, чем углекислый газ за 20 лет, но он начинает рассеиваться в атмосфере в течение нескольких лет. Если это «решающее десятилетие» для принятия мер, как заявила администрация Байдена, то метановая стратегия должна быть в центре любой политики по борьбе с глобальным потеплением.

Метан может означать разницу между быстро нагревающейся планетой, которая меняется слишком быстро и резко, чтобы человечество могло с ней справиться, и выигрышем планеты столь необходимого времени, чтобы справиться с долгосрочной проблемой ископаемого топлива и загрязнения углекислым газом.

Загрязнение метаном сводит на нет выгоды от отключения угля

Дрю Шинделл, один из ученых, которые рано забили тревогу по поводу метана, изучал загрязнение воздуха в конце 2000-х, когда обнаружил странную тенденцию. Уровень приземного озона, загрязнителя, образующего туманный смог, в США повышался, что удивило его после десятилетий прогресса в соответствии с Законом о чистом воздухе. Он понял, что виноват «неустанный рост метана», который ускоряет образование озона у земли.С тех пор он пытается предупредить мир, чтобы он не упускал из виду этот опасный загрязнитель и его последствия как для климата, так и для здоровья человека.

Определить миллионы источников метана по всему миру не так просто. Крупный рогатый скот выделяет метан, как и разлагающийся органический материал. Все пищевые отходы, попадающие на свалки, выделяют метан. А природный газ почти полностью состоит из метана.

Если вы слышали, как политики называют природный газ «переходным топливом», они имеют в виду, что природный газ выделяет меньше углекислого газа, чем уголь.Его неправильно называть чистым, потому что при сжигании метана все равно выделяется углерод, а метан, улетучившийся без сжигания, является мощным обогревателем.

В климатическом отчете, опубликованном в понедельник Межправительственной группой экспертов Организации Объединенных Наций (ООН) по изменению климата (МГЭИК), прогнозируется, что, если люди не предпримут немедленных изменений для ограничения выбросов метана, углекислого газа и других удерживающих тепло газов, земля будет продолжать нагреваться с разрушительными последствиями. на жизнь человека и животных. Спенсер Платт / Getty Images

Нефтегазовая промышленность утверждала, что она не виновата в загрязнении метаном, но защитники и ученые доказывали обратное. Фонд защиты окружающей среды, который заказал полеты для мониторинга метана над нефтяными и газовыми месторождениями Техаса, обнаружил, что нефтяные месторождения в США выделяют на 60 процентов больше метана, чем оценивает Агентство по охране окружающей среды. Ученый из Мичиганского университета Эрик Корт обнаружил, что выброс метана из морских скважин происходит гораздо быстрее, чем считалось ранее.Экологическая группа Earthworks, используя дорогостоящее оборудование для наземных камер, помогла отследить некоторые места, которые неоднократно нарушали правила выброса метана в атмосферу.

Количество научных работ увеличилось: с 2013 года не менее 45 научных работ подчеркивали непропорциональную роль нефтегазовых операций, согласно обзору, проведенному правозащитной группой Climate Nexus. Такие ученые, как Дюрен, также создали яркие изображения метана, понятные неспециалистам, как и изображения ниже, сделанные в апреле этого года.

По словам Дьюрена, Carbon Mapper обнаружил более 3000 метановых шлейфов в Пермском бассейне с помощью аэрофотосъемки, все они исходят от целого ряда нефтегазовой инфраструктуры, включая скважины, резервуарные парки, компрессорные станции, трубопроводы и многое другое.

В совокупности эти данные свидетельствуют о мрачной перспективе минимального прогресса, достигнутого до сих пор в борьбе с углеродным загрязнением: рост загрязнения метаном фактически сводит на нет некоторые успехи, достигнутые США в очистке угольного энергетического сектора.

Метан быстро растет с 2007 года, что обусловлено сочетанием сельского хозяйства (из Восточной и Западной Азии, Бразилии и Северной Африки) и ископаемого топлива, особенно из Северной Америки. Другими словами, ученые уверены, что люди являются основной причиной увеличения загрязнения метаном.

Тем не менее, данные нужно улучшить. Администрация Байдена, по сути, начинает с нуля с предложенными правилами EPA, которые требуют, чтобы нефтяные компании отслеживали и устраняли свои собственные утечки.Администрация Трампа потратила впустую критические годы, отменив правила, нацеленные на новые скважины, и установила базовые стандарты практики самоотчетности.

Для того чтобы мир мог бороться с метаном, страны должны лучше понимать, из каких секторов и источников он поступает. Немногие крупные страны даже измеряют метан. Китай запустил рынок торговли углеродом для борьбы с выбросами углекислого газа, но меньше сделал для контроля над метаном, который поступает не только из газа, но и из угля.

Ученые много знают об CO2 и гораздо меньше о других газах

Впервые в августе МГЭИК уделила значительное внимание важной роли газов, отличных от CO2. Шестая оценка ООН науки об изменении климата, в которой делается вывод о том, что доказательства антропогенного потепления «недвусмысленны» и многие воздействия на климат будут необратимыми, посвящает целую главу отчета «короткоживущим загрязнителям», таким как метан. . Одним из наиболее распространенных их источников является ископаемое топливо.

Данные NOAA показывают рост концентрации метана в атмосфере и необходимость резкого сокращения, начиная с 2020-х годов, если есть надежда ограничить потепление до 1.5 градусов Цельсия. Глобальная оценка метана ООН, 2021 г.

Поскольку эти газы составляют такую ​​ничтожную часть атмосферы по сравнению с тем, сколько углекислого газа мы выбрасываем в воздух, метан «всегда занимает второе место» в дискуссиях об изменении климата, сказал Шинделл, возглавлявший первую в мире Организацию Объединенных Наций. Глобальная оценка метана, выпущенная в этом году. По словам Шинделла, до сих пор он находился «между трещин» в глобальных исследованиях.

До сих пор метан буквально проваливался сквозь трещины: часть его просачивается из-под земли в местах вроде нефтяных месторождений и вечной мерзлоты, и ученые до сих пор пытаются понять, откуда все это берется.Отчет МГЭИК отражает эти неопределенности. Авторы отчета, например, не называют доминирующий источник антропогенных выбросов метана, будь то ископаемое топливо или сельское хозяйство. Но то, что мы теперь знаем, представляет собой одно из величайших достижений в исследованиях климата с тех пор, как в 2013 году была опубликована последняя оценка МГЭИК. Работа таких ученых, как Дюрен, помогает миру понять главных виновников метанового кризиса в надежде, что правительства и корпорации примут меры. срочное действие.

Кроме CO2 и метана существуют и другие парниковые газы.Закиси азота, черный углерод и галогенсодержащие газы (категория, в которую входят химические вещества, используемые для хладагентов, гидрофторуглероды) также способствуют изменению климата.

График из сводки МГЭИК для политиков дает представление о том, как все эти газы взаимодействуют, что в сумме составляет не менее 1,1 градуса Цельсия среднего глобального потепления с 1850-х годов. Как показано на графике ниже, CO2 и метан составляют большую часть потепления, но другие загрязняющие вещества также оставляют свой след. Некоторые аэрозоли ископаемого топлива, такие как диоксид серы, на самом деле обладают охлаждающим эффектом (но опасны для наших легких).

Другие загрязняющие вещества, помимо углерода, оказывают нагревающее воздействие на атмосферу. Резюме ДО6 МГЭИК для политиков

Есть хорошие и плохие новости, когда речь идет о второй по значимости причине глобального потепления.

Сначала о плохом: уровень метана растет, и мы многого о нем не знаем. Даже если мы выявим главных виновников в нефти и газе, другие источники все равно потребуют масштабных социальных изменений, таких как сокращение поголовья коров, выращиваемых для еды. (Были некоторые эксперименты с кормом для крупного рогатого скота, чтобы уменьшить выбросы метана, или, что более странно, с рюкзаками для сбора газов для коров).

Пищевые отходы, которые при разложении выделяют метан, также являются проблемой. Во всем мире самые богатые экономики выбрасывают половину своей еды. Свалки могут улавливать часть метана, но это тоже энергоемкий процесс.

Хотя метан изучен не так хорошо, как углерод, он играет огромную роль в климатическом кризисе. Патрисия Монтейро / Bloomberg через Getty Images

Остаются нефть, уголь и газ. Уголь — худший преступник; он выщелачивает как углекислый газ, так и метан, что делает его приоритетом номер один для поэтапного отказа. Добыча нефти также представляет собой серьезную проблему, отчасти потому, что производители не сталкиваются с серьезным нормативным или экономическим давлением, требующим возврата излишков газа. Даже когда промышленность пытается улавливать и продавать природный газ, производители теряют метан при его добыче и транспортировке. Он просачивается, когда производители направляют газ на компрессорные станции, обрабатывают его для отправки, отправляют по трубопроводу на сотни миль на нефтеперерабатывающий завод и доставляют потребителю в виде сжиженного природного газа, пластика, нефтехимических продуктов или газа, который освещает печи в домах и квартирах.

Вся система очень негерметична, но самые негерметичные части не совсем чистые. «Было очень сложно точно определить источник и объяснить его степень детализации, которая позволила бы нам решить эту проблему», — сказала Фрэн Ройланд, исследователь метана в нефтегазовой промышленности в Think. танк РМИ.«Поскольку это происходит на такой большой территории, осознание того, сколько всего выходит, является одной из основных проблем».

Еще одна неприятная проблема заключается в том, что выбросы метана колеблются. Carbon Mapper собрал воедино временной ряд участка Пермского бассейна на юго-западе США, в котором точки соответствуют выбросам метана. Примерно в половине случаев, по оценкам Дюрена, некоторые из самых серьезных нарушителей могут выбрасывать метан непосредственно в атмосферу для снижения давления, а другая половина, вероятно, связана с постоянными утечками и неисправностями.

Экологи утверждают, что мы должны как можно быстрее отказаться от угля, газа и нефти, но прекращение загрязнения не может ждать, пока переход завершится. Коалиция из 134 экологических и медицинских групп объединилась вокруг определенной цели — сократить к 2025 году выброс метана в нефтегазовой отрасли на 65 процентов — и оказала давление на администрацию Байдена, чтобы она поставила ту же цель, используя существующие технологии.

Выгоды от сдерживания метана будут иметь решающее значение, поскольку мир продолжает играть со своим климатом.Исследование ученых EDF, опубликованное в рецензируемом журнале Environmental Research Letters, показало, что борьба с выбросами метана в нескольких секторах, включая нефть и газ, сельское хозяйство и мусорные свалки, может замедлить нынешние темпы безудержного потепления на ошеломляющие 30 процентов. Может показаться, что четверть градуса Цельсия к 2050 году не так уж и много, но небольшие изменения глобальных средних значений содержат ряд экстремальных воздействий, которые будут ухудшаться по всему миру.

Есть и хорошие новости: миру не нужно ждать улучшения науки.Действие возможно уже сейчас.

Оценки крупнейших источников метана в результате деятельности человека во всем мире. В Северной Америке крупнейшим источником является ископаемое топливо. Глобальная оценка метана ООН, 2021 г.

Вот что можно сделать с выбросами метана уже сейчас

Когда 9 августа был опубликован отчет МГЭИК, Лиза ДеВиль, член Совета по ресурсам Дакоты, проживающая в индейской резервации Форт-Бертольд, была воодушевлена ​​тем, что ученые «вторят тому, что большинство из нас может видеть своими глазами», основываясь на о том, что она видит на передовой нефтедобычи в Северной Дакоте.

«Земля рядом с моим домом испещрена нефте- и газопроводами, буквально усеяна буровыми установками», — сказал ДеВиль в разговоре с журналистами. Она сказала, что ее дом был разрушен необычно сильными дождями и наводнениями, и ей и ее мужу пришлось дышать дымом от лесных пожаров. «Я живу менее чем в миле от кустовых площадок, которые выбрасывают и сжигают метан и засоряют нашу атмосферу, от чего местные жители, такие как мой муж и я, болеют. Это означает, что земля, которая является частью моей идентичности как коренной женщины, превратилась в загрязненную промышленную зону.

Под давлением защитников климата Агентство по охране окружающей среды в ноябре предложило новый свод правил по метану. После окончательной доработки правила потребуют от нефтегазовых компаний отслеживать и устранять утечки метана из существующих и будущих скважин с использованием датчиков и регулярных проверок оборудования. Администрация заявляет, что новое правило распространяется на 75 процентов всех выбросов метана в США.

Это предложение является лишь первым шагом на долгом пути к серьезному сокращению выбросов метана из нефти и газа. Правила могут столкнуться с длительными задержками, поскольку EPA собирает комментарии общественности, а противники подают иски.Они также рискуют потерпеть неудачу, если республиканец возьмет Белый дом на следующих двух выборах.

Существует широко распространенное мнение, даже среди представителей отрасли ископаемого топлива, что начинать следует с устранения утечек. Это станет проще, поскольку ученые соберут более точные данные о том, где происходит утечка метана. С точки зрения отрасли компании теряют продукт и доллары. Для активистов устранение утечек — это еще один шаг на пути к окончательному отказу от газа.

Несмотря на все разговоры отрасли об сдерживании утечек метана, нефтяные компании остаются одним из самых больших препятствий на пути ужесточения ограничений на метан в США.Конгресс обсуждает важную часть предложенного законопроекта «Восстановить лучше, чем было» — установить плату за выбросы метана, не только обеспечив лучший мониторинг метана, но и финансово побудив производителей нефти исправить наиболее проблемные области. Лобби нефтяной промышленности, Американский институт нефти, официально выступило против этой меры, которая считается одной из наиболее эффективных мер политики в области климата, которые все еще находятся на столе в повестке дня «Восстановить лучше, чем было».

Проблема, которая лежит в основе всех действий по борьбе с изменением климата, заключается в том, что человечеству приходится обменивать краткосрочную прибыль на долгосрочную.Углекислый газ влияет на мир в долгосрочной перспективе, а метан значительно усугубляет кризис в ближайшей перспективе.

Положительным моментом является то, что борьба с метаном и другими опасными загрязнителями принесет «немедленную отдачу», считает Шинделл из Глобальной оценки метана. Это может изменить нашу опасную климатическую траекторию в течение следующих 30 лет.

«Каждое действие имеет значение», — сказала Джейн Любченко, старший научный советник администрации Байдена, в августовском интервью Vox. «Каждая уклоненная десятая градуса имеет значение.

Доли градусов могут привести к диким колебаниям в экстремальных погодных условиях или к переломным моментам, которые мы даже не до конца понимаем. В усилиях по предотвращению климатической катастрофы большое значение будет иметь метан.

Обновление, 3 ноября, 16:00: . Эта история была обновлена, чтобы включить события на COP26 и объявление администрации Байдена о том, что она будет регулировать выбросы метана из новых и существующих нефтегазовых месторождений.

Исправление, 4 ноября, 12:45: Ранее в этой статье загрязняющий диоксид азота (NO2) ошибочно идентифицировали как парниковый газ.Закись азота (N2O) является парниковым газом.

Трекер метана 2020 – Анализ

По нашим оценкам, технически возможно избежать примерно трех четвертей сегодняшних выбросов метана в результате глобальных нефтегазовых операций. Что еще более важно, около 40% нынешних выбросов метана можно было бы избежать без каких-либо чистых затрат.

Если большую долю текущих выбросов можно уменьшить с помощью мер, которые окупятся за счет извлечения метана, почему они еще не получили широкого распространения?

Существуют три основные категории препятствий, которые служат для ограничения принятия мер по смягчению последствий:

• отсутствие полной информации о проблеме, включая недостаточную осведомленность об уровнях выбросов или рентабельности мер по снижению выбросов
• неадекватность инфраструктура или недостаточно развитые/насыщенные местные рынки, которые затрудняют приведение сокращенного газа к продуктивному использованию
• несогласованные инвестиционные стимулы, возникающие в результате конкуренции за капитал внутри компаний с различными инвестиционными возможностями, недостаточно быстрыми сроками окупаемости или возможность разделения поощрений (когда владелец оборудования не получает прямой выгоды от сокращения утечек или владелец газа не видит его полной стоимости).

Польза от преодоления этих препятствий будет огромной. Реализация только тех мер по борьбе с загрязнением, которые имеют положительную чистую текущую стоимость в Сценарии заявленной политики ПРМЭ, снизит повышение температуры в 2100 году на 0,07 °C по сравнению с траекторией, которая не предусматривает явного снижения.

Это может показаться не таким уж большим, но с точки зрения климата это огромно. Чтобы добиться такого же снижения повышения температуры за счет сокращения выбросов CO ₂  , потребуется на 160 миллиардов тонн меньше выбросов CO ₂  в течение оставшейся части века.В целом это эквивалентно выбросам CO ₂  , которые можно было бы сократить за счет немедленного закрытия 60 % работающих сегодня в мире угольных электростанций и замены их генерацией с нулевым уровнем выбросов.

Действие также необходимо в сценарии устойчивого развития. В этот сценарий мы включаем еще более жесткие меры по сокращению выбросов метана из нефти и газа, поскольку в противном случае потребуется еще более быстрое сокращение выбросов CO ₂ . Наряду с быстрым снижением выбросов CO ₂  в Сценарии устойчивого развития и, следовательно, сокращением потребления ископаемого топлива, крайне важно также решить проблему выбросов метана.

Промышленность и другие заинтересованные стороны признают, что политика и регулирование могут играть ключевую роль в устранении барьеров для действий и могут согласовывать стимулы, побуждающие компании к действию. Для структурирования режима регулирования могут использоваться различные подходы к регулированию, и каждая юрисдикция должна будет адаптироваться к своим конкретным обстоятельствам. Мы работаем с правительствами и промышленностью, чтобы предоставить инструменты для поддержки действий в этой области.

Борьба с выбросами метана: как пять отраслей могут противостоять серьезной климатической угрозе

По мере того, как глобальные температуры продолжают расти , а физические климатические опасности становятся все более частыми и интенсивными, все больше и больше организаций берут на себя обязательство снизить выбросы парниковых газов (ПГ). Углекислый газ привлекает их внимание, но выбросы метана в результате деятельности человека являются вторым по величине фактором глобального потепления, на его долю приходится примерно 30 процентов повышения температуры по сравнению с доиндустриальным уровнем. Таким образом, ограничение выбросов метана будет иметь решающее значение для решения уравнения чистого нуля, то есть максимально возможного сокращения выбросов парниковых газов и уравновешивания любых оставшихся выбросов удалением парниковых газов, а также стабилизации климата.

Плохая новость заключается в том, что выбросы метана выросли примерно на 25 процентов за последние 20 лет.Нынешняя траектория далека от 2-процентного ежегодного снижения, которое потребовалось бы для достижения целей Парижского соглашения по потеплению на 1,5°C или 2°C. Однако есть основания для осторожного оптимизма. Новое исследование McKinsey показывает, что пять отраслей могут сократить глобальные ежегодные выбросы метана на 20 процентов к 2030 году и на 46 процентов к 2050 году — этого достаточно для значительного перехода к потеплению на 1,5 °C. Более того, эти сокращения могут быть достигнуты в основном с помощью устоявшихся технологий и по разумной цене.

Пять отраслей, на которые вместе приходится 98 процентов выбросов метана человечеством, — это сельское хозяйство, нефть и газ, добыча угля, удаление твердых отходов и управление сточными водами. В каждой из этих отраслей есть веские экономические основания для принятия мер по борьбе с выбросами. В этой статье мы рассмотрим влияние метана на климат, потенциальные способы сокращения выбросов и шаги, которые компании могут предпринять, чтобы начать эффективно управлять метаном.

Сокращение выбросов метана необходимо для прекращения изменения климата, но на пути стоят некоторые препятствия

Глобальная температура в 2021 году равна 1.на 1 °C выше доиндустриального уровня, при этом антропогенные выбросы метана ответственны за 30 процентов этого потепления. Поскольку температура продолжает расти, существует опасность того, что обратные связи с климатом могут ускорить потепление метана из источников в Арктике, водно-болотных угодьях и свалках. В Арктике вечная мерзлота выделяет метан по мере таяния. При текущей траектории выбросов одно только высвобождение вечной мерзлоты может увеличить долгосрочные выбросы метана на 5-20 процентов.

В 2018 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) подсчитала, что мировой бюджет для поддержания потепления ниже 1,5°C составляет 570 гигатонн (или 570 миллиардов тонн) углекислого газа (GtCO ₂ ). Деятельность человека в настоящее время выбрасывает около 41 Гт CO ₂  в год, что предполагает, что бюджет будет исчерпан к 2031 году. Ключевым элементом анализа МГЭИК является то, что пути ограничения глобального потепления до 1.5°C сопровождаются глубоким сокращением выбросов метана. Это означает, что чем больше метана выбрасывается, тем меньше «места» в атмосфере остается для других парниковых газов. Иными словами, если выбросы метана останутся высокими, мировой углеродный бюджет скоро будет израсходован. Анализ МГЭИК предполагает сокращение выбросов метана более чем на 2 процента в год, достигнув 37 процентов по сравнению с уровнем 2017 года к 2030 году и 55 процентов к 2050 году. Если эти цели не достигнуты, 1.Цель 5°C будет фактически вне досягаемости. С другой стороны, если выбросы метана удастся быстро сократить, в мировой экономике останется достаточный углеродный баланс, чтобы сократить выбросы CO ₂ до чистого нуля при упорядоченном переходе (Иллюстрация 1).

Экспонат 1

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему веб-сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами.Пожалуйста, напишите нам по адресу: [email protected]

Хотя метан и CO ₂ имеют схожие эффекты потепления, они контрастируют в нескольких аспектах. Метан остается в атмосфере всего десятилетие по сравнению с многовековой стойкостью CO ₂ , но удерживает во много раз больше тепла. Выбросы метана гораздо более неравномерны, периодически выбрасываются из нефтяных скважин, крупного рогатого скота, свалок и угольных шахт. Еще одна проблема заключается в том, что источники выбросов метана сильно рассредоточены по пяти отраслям и внутри них, на долю которых приходится большая часть выбросов метана в результате деятельности человека (Иллюстрация 2).Сельское хозяйство создает от 40 до 50 процентов глобальных выбросов метана, но эти выбросы исходят от миллионов ферм разного размера и методов ведения сельского хозяйства по всему миру.

Экспонат 2

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему веб-сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Пожалуйста, напишите нам по адресу: [email protected]

В результате этих проблем и несмотря на недавние технологические достижения, выбросы метана, как известно, трудно отслеживать и измерять.Кроме того, растворы для борьбы с выбросами редко режут и сушат. В разных секторах меры по снижению выбросов сильно различаются с точки зрения затрат на метрическую тонну выбросов метана, осуществимости и простоты реализации. Большинство мер требуют компромиссов либо между затратами и выгодами, либо с точки зрения воздействия на окружающую среду. Например, сухой посев при выращивании риса сократит выбросы, связанные с наводнениями, но может увеличить выбросы закиси азота, еще одного парникового газа. Стоимость борьбы с выбросами метана в угольной промышленности в четыре-пять раз выше, чем стоимость обнаружения и ремонта утечек (LDAR) в нефтегазовой отрасли, поскольку концентрация метана в выбросах из угольных шахт намного ниже.Это создает неравное игровое поле, которое может поставить под сомнение экономическое обоснование борьбы с выбросами метана в отдельных компаниях.

Также важно отметить, что своевременное сокращение выбросов метана для достижения пути потепления на 1,5 °C потребует как изменения спроса на сырьевые товары, так и технических решений (Иллюстрация 3). Необходимость действовать на нескольких фронтах делает еще более важным понимание осуществимости технических решений, которые мы рассмотрим ниже.

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему веб-сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Пожалуйста, напишите нам по адресу: [email protected]

Промышленность может сократить выбросы метана с помощью проверенных технологий при разумных затратах

Несмотря на практические препятствия, технические решения по борьбе с выбросами уже доступны в пяти отраслях, и многие из них полагаются на существующие технологии и будут поддерживать компании в их продвижении к своим целям по нулевому выбросу вредных веществ.Кроме того, на 30-летней временной шкале наш анализ показывает, что более 90 процентов потенциального сокращения выбросов, связанного с этими решениями, могут быть достигнуты при затратах менее 25 долларов США за тонну эквивалента двуокиси углерода (tCO ₂ e). — цена, которую иногда платят на добровольных углеродных рынках (Иллюстрация 4).

Экспонат 4

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему веб-сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами.Пожалуйста, напишите нам по адресу: [email protected]

Полное развертывание описанных здесь мер по борьбе с загрязнением окружающей среды будет стоить примерно от 60 до 110 миллиардов долларов в год до 2030 года, от 150 до 220 миллиардов долларов в год к 2040 году и от 230 до 340 миллиардов долларов в год к 2050 году. Эти оценки включают капиталовложения, эксплуатационные расходы. и сбережения, а также потенциальные доходы от извлечения метана. В совокупности затраты на внедрение всех технических рычагов составят 3 доллара.от 3 трлн до 5,1 трлн долларов за 30-летний период (Иллюстрация 5).

Экспонат 5

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему веб-сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Пожалуйста, напишите нам по адресу: [email protected]

На горизонтах 2030 и 2050 годов оценка сокращения выбросов по отраслям выглядит следующим образом:

Сельское хозяйство

Сельскохозяйственный сектор, который, по оценкам, выбрасывает от 40 до 50 процентов антропогенного метана, может сократить эти выбросы на 12 процентов к 2030 году и на 30 процентов к 2050 году.Сельскохозяйственные выбросы в первую очередь являются результатом деятельности жвачных животных (главным образом коров и овец), методов ведения сельского хозяйства и производства риса. Жвачные животные выделяют метан во время пищеварения вместе с CO ₂ и другими газами. Воздействие является значительным: на жвачных животных приходится почти 70 процентов сельскохозяйственных выбросов. Они несут ответственность за выбросы в эквиваленте двуокиси углерода (CO ₂ e) больше, чем любая другая страна, кроме Китая. В других областях сельского хозяйства сжигание биомассы является умеренным источником выбросов, обусловленным расширением земель под пастбища и сельскохозяйственные культуры, в то время как выращивание риса производит метан за счет механического затопления, которое используется во многих странах для борьбы с вредителями.Значительную часть выбросов от сельского хозяйства можно устранить с помощью существующих технологий. Например, несколько компаний уже коммерциализируют кормовые добавки для крупного рогатого скота, в то время как альтернативные подходы к управлению водой, углеродом в почве, азотом и землепользованием предлагают проверенные варианты для выращивания риса и сельскохозяйственных культур.

Нефть и газ

По оценкам, на нефть и газ приходится от 20 до 25 процентов антропогенного метана. Наш анализ показывает, что к 2030 году сектор может добиться сокращения отраслевых выбросов на 40 процентов, а к 2050 году — на 73 процента.Нефтяная и газовая промышленность выбрасывает «летучий метан» из-за выбросов, утечек и неполного сгорания во время сжигания в факелах. Поскольку метан является основным компонентом природного газа, эти выбросы представляют собой неиспользованный источник ценности, зависящий от наличия необходимой инфраструктуры. Кроме того, существует множество вариантов предотвратить потери на начальном этапе производства, включая LDAR, электрификацию или замену оборудования, системы приборного воздуха и установки для улавливания паров.

Добыча угля

При добыче угля образуется от 10 до 15 процентов антропогенного метана.Согласно нашему анализу, в этом секторе есть потенциал для сокращения выбросов метана на 2 процента к 2030 году и на 13 процентов к 2050 году. шахты. Существует серьезная проблема измерения и восстановления этих выбросов. Однако устоявшиеся технологии могут улавливать ШМ и использовать его для выработки электроэнергии. Инвестиционные доводы, вероятно, наиболее сильны для компаний в Китае, на долю которых приходится около 70 процентов выбросов ШМ и которые вложили средства в газификацию угля для промышленного сектора.

Твердые отходы

Принимая во внимание от 7 до 10 процентов антропогенного метана, сектор твердых отходов может достичь сокращения отраслевых выбросов на 39 процентов к 2030 году и на 91 процент к 2050 году. Большая часть выбросов метана из отходов образуется на свалках и открытых свалках. , где анаэробный органический материал со временем вырабатывает метан. С помощью рынков биогаза и других стимулов власти могли бы улавливать эти выбросы и либо продавать метан в качестве возобновляемого природного газа, либо использовать его для производства удобрений.Однако доходов может не хватить, чтобы компенсировать расходы.

Сточные воды

Сектор сточных вод в настоящее время выбрасывает от 7 до 10 процентов антропогенного метана. Эти выбросы могут быть сокращены на 27 процентов к 2030 году и на 77 процентов к 2050 году. Сточные воды выделяют метан в результате разложения органических материалов в потоках сточных вод. Основным методом сокращения выбросов будет создание современной санитарной инфраструктуры и технологий. Тем не менее, капитальные затраты и требования политики будут значительным бременем во многих странах.При наличии финансирования и доступа к технологиям альтернативные подходы к снижению загрязнения могут включать использование закрытых лагун или применение микроводорослей для предотвращения газообразования. Твердые биологические вещества, ответственные за производство метана, можно собирать и продавать в качестве удобрений или биоэнергии.

Компании могут предпринять три беспроигрышных действия, чтобы начать сокращать выбросы метана

Чтобы приступить к сокращению выбросов метана и достижению целей Парижского соглашения, необходимо провести существенную подготовительную работу, включающую три беспроигрышных действия:

• Расширение возможностей мониторинга, отчетности и проверки. Во-первых, должны быть предприняты согласованные усилия по расширению мониторинга, отчетности и проверки. Чтобы добиться этого, правительствам и отраслям необходимо усовершенствовать сбор данных, перейдя от оценок к наблюдаемым измерениям. Спутниковый, беспилотный и сенсорный мониторинг, стоимость которого резко падает, может помочь в достижении этой цели. В настоящее время выбросы метана регистрируются вместе с выбросами CO ₂ . Это необходимо изменить, поскольку метан описывается в соответствии с собственной методологией.Улучшение измерений могло бы создать потенциал для создания стимулов для быстрого сокращения выбросов метана в разных отраслях. Это могло бы также поддержать усилия по развитию глобальных товарных рынков товаров, которые оценивают углеродоемкость продуктов в прослеживаемой цепочке создания стоимости.
• Поддержите устойчивое потребление. Заинтересованные стороны могут разработать механизмы для дифференциации активов и оценки продуктов на основе их метанового следа. Если бы каждый килограмм риса, миллион британских тепловых единиц (MMBtu) природного газа, тонна стали, фунт мяса, баррель нефти и тонна угля были снабжены меткой содержания метана, рыночные сигналы могли бы способствовать более упорядоченной декарбонизации. переход.Благодаря этому розничные торговцы и потребители могли бы принимать более обоснованные решения о покупке, производители могли бы определять новые основы для конкурентного преимущества, а инвесторы могли бы лучше понимать риск портфеля.
• Повышение инноваций. Многие решения достаточно разработаны, чтобы быть эффективными, но не применяются в больших масштабах из-за чрезмерных затрат или недостаточной осведомленности о доступных технологиях. В нефтегазовой отрасли инновации в мониторинге метана — например, использование эстакад и обнаружение на земле — могут помочь предприятиям точно определить утечки и сократить расходы на устранение последствий.Мясная промышленность находится на ранних стадиях внедрения кормовых добавок, генетической селекции и улавливания метана. Эти технологии выиграют от поддержки, чтобы быстрее перемещаться из лаборатории в поле.

---

Приведенные здесь выводы показывают, что сокращение выбросов метана будет иметь решающее значение для достижения пути потепления на 1,5°C и предотвращения наихудших последствий изменения климата. Хорошая новость заключается в том, что существует множество практических решений. Кормовые добавки для крупного рогатого скота, новые методы выращивания риса, передовые подходы к обнаружению утечек нефти и газа, улавливание угольного метана и современные системы водоснабжения и очистки сточных вод могут быть эффективными.Тем не менее, эти решения сталкиваются с проблемами реализации.

Поэтому приоритет отдается действиям там, где это целесообразно. Многие из решений могут быть реализованы с относительно низкой или чистой отрицательной стоимостью, и они должны быть приоритетными. Там, где затраты непомерно высоки, необходимы скоординированные действия для создания инфраструктуры и финансовых условий, которые будут способствовать дальнейшим действиям. Повсеместно необходимо больше мониторинга, отчетности и проверки, больше поддержки потребительского выбора и больше внимания к финансированию технических решений.Без этих усилий нынешние инициативы, скорее всего, потерпят неудачу, и планета продолжит свой курс на столкновение с неопределенным и опасным будущим.

Факты и информация о метане

Каждый раз, когда корова отрыгивает или выделяет газ, в атмосферу выбрасывается небольшое количество метана.

Каждая из этих затяжек, выходящих из коровьего водопровода, сложенная вместе, может оказать большое влияние на климат, потому что метан является мощным парниковым газом, нагревая Землю примерно в 28 раз сильнее, чем углекислый газ, в масштабе 100 лет. , и более чем в 80 раз мощнее за 20 лет.Эффекты не просто гипотетические: со времен промышленной революции концентрация метана в атмосфере увеличилась более чем вдвое, и около 20 процентов потепления, которое испытала планета, может быть связано с газом.

В атмосфере не так много метана — около 1800 частей на миллиард, примерно столько же, сколько две чашки воды в бассейне. Это примерно в 200 раз меньше концентрации в атмосфере, чем углекислого газа, самого распространенного и опасного из парниковых газов.Но химическая форма метана удивительно эффективно удерживает тепло, а это означает, что добавление небольшого количества метана в атмосферу может сильно повлиять на то, насколько и как быстро планета нагревается.

Метан — простой газ, состоящий из одного атома углерода с четырьмя плечами атомов водорода. Время его пребывания в атмосфере относительно быстротечно по сравнению с другими парниковыми газами, такими как CO ₂ : любая молекула метана после выброса в атмосферу существует около десяти лет, прежде чем истечет.Это мелочь по сравнению с веками, которые молекула CO ₂ может продержаться над поверхностью планеты. Но источников метана много, поэтому атмосферная нагрузка постоянно восстанавливается или увеличивается.

Источники метана

Сегодня около 60 процентов метана в атмосфере поступает из источников, которые, по мнению ученых, вызваны деятельностью человека, в то время как остальная часть поступает из источников, которые существовали до того, как люди начали существенно влиять на углеродный цикл.

Большая часть естественных выбросов метана происходит из сырого источника: водно-болотных угодий, включая болота. Многие микробы похожи на млекопитающих в том, что они поедают органические вещества и выделяют углекислый газ, но многие из них, которые живут в неподвижных, лишенных кислорода местах, таких как заболоченные почвы, вместо этого производят метан, который затем просачивается в атмосферу. В целом около трети всего метана, плавающего в современной атмосфере, поступает из водно-болотных угодий.

Причины и последствия изменения климата

Что вызывает изменение климата (также известное как глобальное потепление)? И каковы последствия изменения климата? Узнайте о человеческом воздействии и последствиях изменения климата для окружающей среды и нашей жизни.

Существует множество других природных источников метана. Он естественным образом просачивается из-под земли вблизи некоторых месторождений нефти и газа и из устьев некоторых вулканов. Он просачивается из тающей вечной мерзлоты в Арктике и накапливается в отложениях под мелководными спокойными морями; он уносится от горящих ландшафтов, входя в атмосферу в виде CO ₂ ; и его производят термиты, когда они прогрызают груды древесного детрита. Но все эти другие естественные источники, за исключением водно-болотных угодий, составляют лишь около десяти процентов от общего объема выбросов каждый год.

Человеческие источники метана

Сегодня источники антропогенного воздействия составляют основную часть метана в атмосфере.

Коровы и другие пастбищные животные привлекают большое внимание из-за их отрыжки и выбросов метана. У таких травоядных в желудке живут микробы, наполняющие кишечник автостопщиками, которые помогают им расщеплять и усваивать питательные вещества из жесткой травы. Эти микробы производят метан в качестве отходов жизнедеятельности, которые исходят от коров с обоих концов. Навоз, который производит крупный рогатый скот и другие пастбища, также является местом, где микробы могут заниматься своими делами, производя еще больше метана.В мире насчитывается 1,4 миллиарда голов крупного рогатого скота, и это число растет по мере увеличения спроса на говядину и молочные продукты; вместе с другими пасущимися животными они вносят около 40 процентов годового бюджета метана.

Другие сельскохозяйственные предприятия также выбрасывают метан в атмосферу. Рисовые поля очень похожи на водно-болотные угодья: когда они затоплены, они заполнены спокойными водами с низким содержанием кислорода, которые являются естественным домом для бактерий, вырабатывающих метан. И некоторые ученые считают, что они могут увидеть момент, когда производство риса началось в Азии около 5000 лет назад, потому что концентрация метана, зафиксированная в крошечных пузырьках древнего воздуха, застрявших в ледяных кернах Антарктиды, быстро росла.

Маленькая колба содержит столько же метана, сколько и большая, в виде порошка, а не газа.

Фотография Марка Тиссена, Коллекция изображений Nat Geo

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Метан также попадает в атмосферу на газовых и нефтяных буровых площадках. Во многих штатах и ​​странах действуют строгие правила относительно разрешенной утечки, но оказалось, что эти правила трудно обеспечить. Недавние исследования показывают, что скважины в У.Одни только S. производят примерно на 60 процентов больше метана, чем ранее оценивалось Агентством по охране окружающей среды. Во всем мире энергетический сектор обеспечивает около четверти годового бюджета метана.

Еще один крупный источник? Напрасно тратить. Микробы на свалках и в центрах очистки сточных вод пережевывают детрит, оставляемый людьми, и в процессе ежегодно выбрасывают тонны метана — около 14 процентов годового следа США.

Влияние метана на климат в прошлом и будущем

Метан, возможно, также был причиной быстрого потепления в глубокой истории Земли, миллионы лет назад.Под высоким давлением, подобным давлению на дне океана, метан затвердевает в слякообразный материал, называемый гидратом метана. Огромное количество метана «заморожено» на дне моря в этом химическом состоянии, хотя точные количества и местонахождение все еще изучаются. Гидраты стабильны до тех пор, пока их не потревожит что-то, например, поток теплой воды.

Массовое потепление, произошедшее около 55 миллионов лет назад, возможно, было вызвано дестабилизацией гидратов, считают некоторые ученые.