ICSC 0291 — МЕТАН
ICSC 0291 — МЕТАНМЕТАН | ICSC: 0291 (Февраль 2000) |
CAS #: 74-82-8 |
UN #: 1971 |
EINECS #: 200-812-7 |
ОСОБЫЕ ОПАСНОСТИ | ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ | ТУШЕНИЕ ПОЖАРА | |
---|---|---|---|
ПОЖАР И ВЗРЫВ | Чрезвычайно легковоспламеняющееся. Смеси газа с воздухом взрывоопасны. | НЕ использовать открытый огонь, НЕ допускать образование искр, НЕ КУРИТЬ. Замкнутая система, вентиляция, взрывозащищенное электрическое оборудование и освещение. Использовать ручной инструмент, не образующий искры. | Перекрыть поступление; если невозможно и нет риска для окружения, дать огню прогореть. В других случаях тушить распыленной водой, порошком, двуокисью углерода. В случае пожара: охлаждать баллон распыляя воду. Бороться с огнем из укрытия. |
СИМПТОМЫ | ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ | ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ | |
---|---|---|---|
Вдыхание | Удушье. См. примечания. | Применять вентиляцию. Применять средства защиты органов дыхания. | Свежий воздух, покой. Может потребоваться искусственное дыхание. Обратиться за медицинской помощью. |
Кожа | ПРИ КОНТАКТЕ С ЖИДКОСТЬЮ: ОБМОРОЖЕНИЕ. | Перчатки для защиты от холода. | ПРИ ОБМОРОЖЕНИИ: промыть большим количеством воды, НЕ удалять одежду. обратиться за медицинской помощью . |
Глаза | ПРИ КОНТАКТЕ С ЖИДКОСТЬЮ: ОБМОРОЖЕНИЕ. | Использовать защитные очки. | |
Проглатывание |
ЛИКВИДАЦИЯ УТЕЧЕК | КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА |
---|---|
Покинуть опасную зону! Индивидуальная защита: автономный дыхательный аппарат. Проконсультироваться со специалистом! Вентилировать. Удалить все источники воспламенения. НИКОГДА не направлять струю воды на жидкость. |
Согласно критериям СГС ООН Транспортировка |
ХРАНЕНИЕ | |
Обеспечить огнестойкость. Прохладное место. Вентиляция вдоль пола и потолка. | |
УПАКОВКА | |
Исходная информация на английском языке подготовлена группой международных экспертов, работающих от имени МОТ и ВОЗ при финансовой поддержке Европейского Союза. |
ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА | |
---|---|
Агрегатное Состояние; Внешний Вид
Физические опасности
Химические опасности
|
Формула: CH |
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ И ЭФФЕКТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ | |
---|---|
Пути воздействия
Быстрое испарение жидкости может вызвать обморожение. |
Риск вдыхания
Эффекты от длительного или повторяющегося воздействия
|
Предельно-допустимые концентрации |
---|
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА |
---|
ПРИМЕЧАНИЯ |
---|
Density of the liquid at boiling point: 0.42 kg/l. Высокие концентрации в воздухе вызывают дефицит кислорода с риском потери сознания или смерти. Проверьте содержание кислорода перед тем, как войти. Поверните протекающий цилиндр местом протечки вверх, чтобы предотвратить утечку газа в жидком состоянии. After use for welding, turn valve off; regularly check tubing, etc., and test for leaks with soap and water. The measures mentioned in section PREVENTION are applicable to production, filling of cylinders, and storage of the gas. |
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ |
---|
Классификация ЕС Символ: F+; R: 12; S: (2)-9-16-33 |
(ru) | Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейский Союз не несут ответственности за качество и точность перевода или за возможное использование данной информации. |
Метан — это… Что такое Метан?
Мета́н (лат. Methanum) — простейший углеводород, бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха[2], химическая формула — CH4. Малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты (обычно меркаптаны) со специфическим «запахом газа». Метан нетоксичен и неопасен для здоровья человека[3]. Однако имеются данные, что метан относится к токсическим веществам, действующим на центральную нервную систему[4]. Накапливаясь в закрытом помещении, метан взрывоопасен. Обогащение одорантами делается для того, чтобы человек вовремя заметил утечку газа. На промышленных производствах эту роль выполняют датчики и во многих случаях метан для лабораторий и промышленных производств остается без запаха.
Метан — первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов (алканов), наиболее устойчив к химическим воздействиям. Подобно другим алканам вступает в реакции радикального замещения (галогенирования, сульфохлорирования, сульфоокисления, нитрования и др.), но обладает меньшей реакционной способностью. Специфична для метана реакция с парами воды, которая протекает на Ni/Al2O3 при 800—900 °C или без катализатора при 1400—1600 °C; образующийся синтез-газ может быть использован для синтеза метанола, углеводородов, уксусной кислоты, ацетальдегида и других продуктов.
Взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 % до 17 %[5]. Наиболее взрывоопасная концентрация 9,5 %. Является наркотиком; действие ослабляется ничтожной растворимостью в воде и крови. Класс опасности — четвёртый[6].
Источники
Основной компонент природных (77—99 %), попутных нефтяных (31—90 %), рудничного и болотного газов (отсюда другие названия метана — болотный или рудничный газ). В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, рубце жвачных животных) образуется биогенно. Получается также при коксовании каменного угля, гидрировании угля, гидрогенолизе углеводородов в реакциях каталитического риформинга.
Классификация по происхождению:
- абиогенный — образован как результат химических реакций неорганических соединений;
- биогенный — образован как результат химической трансформации органического вещества;
- бактериальный (микробный) — образован в результате жизнедеятельности бактерий;
- термогенный — образован в ходе термохимических процессов.
Предположительно, что на поверхности Титана (спутник Сатурна) в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озёра и реки из жидкой метано[источник не указан 27 дней]-этановой смеси.
Получение
В лаборатории получают нагреванием натронной извести (смесь гидроксидов натрия и кальция) или безводного гидроксида натрия с ледяной уксусной кислотой.
Для этой реакции важно отсутствие воды, поэтому и используется гидроксид натрия, так как он менее гигроскопичен.
Возможно получение метана сплавлением ацетата натрия с гидроксидом натрия[7]:
Также для лабораторного получения метана используют гидролиз карбида алюминия или некоторых металлорганических соединений (например, метилмагнийбромида).
Химические свойства
Горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 39 МДж на 1 м³. С воздухом образует взрывоопасные смеси при объёмных концентрациях от 5 до 15 процентов. Точка замерзания −184oС (при нормальном давлении)
Вступает с галогенами в реакции замещения, которые проходят по свободно радикальному механизму:
Выше 1400 °C разлагается по реакции:
Окисляется до муравьиной кислоты при 150—200 °C и давлении 30—90 атм. по цепному радикальному механизму:
Соединения включения
Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко распространенные в природе.
Применение метана
- Топливо.
- Сырьё в органическом синтезе.
Физиологическое действие
Метан является самым физиологически безвредным газом в гомологическом ряду парафиновых углеводородов. Физиологическое действие метан не оказывает и не ядовит (из-за малой растворимости метана в воде и плазме крови и присущей парафинам химической инертности). Погибнуть человеку в воздухе, с высокой концентрацией метана можно только от недостатка кислорода в воздухе для дыхания при очень высоких концентрациях метана. Так, при содержании в воздухе 25—30 % метана появляются первые признаки асфиксии (учащение пульса, увеличение объёма дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека кислородное голодание — головную боль, одышку, — симптомы, сходные с горной болезнью.
Так как метан легче воздуха, он не скапливается в проветриваемых подземных сооружениях. Поэтому весьма редки случаи гибели людей от вдыхания смеси метана с воздухом, от асфиксии.
Первая помощь при тяжелой асфиксии: удаление пострадавшего из вредной атмосферы. При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) искусственное дыхание изо рта в рот. При отсутствии пульса — непрямой массаж сердца.
Хроническое действие метана
У людей, работающих в шахтах или на производствах, где в воздухе присутствуют в незначительных количествах метан и другие газообразные парафиновые углеводороды, описаны заметные сдвиги со стороны вегетативной нервной системы (положительный глазо-сердечный рефлекс, резко выраженная атропиновая проба, гипотония) из-за весьма слабого наркотического действия этих веществ, сходного с наркотическим действием диэтилового эфира.
Метан и экология
Является парниковым газом, в этом отношении, более сильным, чем углекислый газ, из-за наличия глубоких вращательных полос поглощения его молекул в инфракрасном спектре. Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность метана составит 21 единицу[8].
ПДК метана в воздухе рабочей зоны составляет 7000 мг/м3[9].
Ссылки
Примечания
- ↑ Обзор: Растворимость некоторых газов в воде
- ↑ Статья «Метан» на сайте «Химик»
- ↑ З. Гауптман, Ю. Грефе, Х. Ремане «Органическая химия», М. «Химия», 1979, стр. 203.
- ↑ Куценко С. А. Основы токсикологии / С.А. Куценко. — СПб.: Фолиант, 2004.
- ↑ ГОСТ Р 52136-2003
- ↑ Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, н-бутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (УТВ. ГЛАВНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ САНИТАРНЫМ ВРАЧОМ РФ 30.03.2003)
- ↑ Б. А. Павлов, А. П. Терентьев. Курс органической химии. — Издание шестое, стереотипное. — M.: Химия, 1967. — С. 58.
- ↑ EBRD Methodology for Assessment of Greenhouse Gas Emissions, Version 3 February 2009 (англ.)
- ↑ Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»
Почему метан — недооцененный парниковый газ и как его выбросы отслеживают ученые
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. |
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 метанаНаблюдения 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.
ЕКАОднако 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».
Общая информация О МЕТАНЕ
Использование природного газа в качестве моторного топлива
Использование природного газа в качестве моторного топлива — важнейшее направление развития мировой газовой индустрии и экономической политики Российской Федерации.
Расширение применения природного газа (метана) в качестве моторного топлива ведется в рамках подпрограммы «Развитие рынка газомоторного топлива» государственной программы Российской Федерации «Развитие энергетики».
Реализация мероприятий, направленных на развитие рынка газомоторного топлива предусмотрены государственной программой Волгоградской области «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в Волгоградской области», утверждённой постановлением Администрации Волгоградской области от 31 декабря 2014 г. № 136-п.
До конца 2024 г. на территории Волгоградской области планируется:
— довести количество автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) до 40 ед.;
— увеличить количество транспортных средств использующих компримированный природный газ (КПГ) в качестве моторного топлива на 5200 ед.
Для увеличения автопарка на природном газе программой предусматривалось выделение субсидий на возмещение 30% затрат по переоборудованию техники. Решением Председателя Правительства Российской Федерации Михаила Мишустина размер субсидий на перевод транспорта на природный газ в 2020 году увеличен в два раза: с 30 % до 2/3 затрат.
Реализация данной программы является эффективным антикризисным инструментом по переходу к использованию наиболее доступного по цене топлива – природного газа.
Компримированный природный газ (КПГ) — сжатый природный газ (метан), используемый в качестве моторного топлива полностью заменяемый бензин или пропан, и частичное замещение дизельного топлива. В разы дешевле традиционного топлива, а вызываемый продуктами его сгорания парниковый эффект меньше по сравнению с обычными видами топлива, поэтому он безопаснее для окружающей среды. Компримированный природный газ производят путем сжатия (компримирования) природного газа в компрессорных установках. Хранение и транспортировка компримированного природного газа происходит в специальных накопителях газа под давлением 200−220 бар. Также используется добавление к компримированному природному газу биогаза, что позволяет снизить выбросы углерода в атмосферу.
Преимущества КПГ:
ЭКОНОМИЧНОСТЬ
Стоимость 1 км пробега автомобиля на метане в среднем в 2−3 раза ниже, чем в традиционных видах топлива. Средняя цена на метен (КПГ) по РФ 17 руб/м3.
БЕЗОПАСНОСТЬ
У метана среди моторного топлива самый высокий класс пожарной безопасности 4.
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ
Метан — это чистое моторное топливо без примесей и добавок, что позволяет продлить срок службы двигателя автомобиляв 1,5 раз.
ЭКОЛОГИЧНОСТЬ
Метан соответствует самым высоким стандартам экологической безопасности «EURO — 6». При использование метана в качастве моторного топлива, выброс токсичных веществ в окружающую среду снижается в 10 раз.
|
|
В «Газпроме» признались в крупной утечке метана :: Бизнес :: РБК
Инцидент произошел в начале июня в Татарстане. По подсчетам компании, утекло 2,7 млн куб. м метана. Этот эпизод стал не единственным крупным выбросом на объектах «Газпрома» за последнее время, пишет Bloomberg
Фото: Александр Рюмин / ТАСС
«Газпром» взял на себя ответственность за одну из самых крупных утечек метана за последнее время. Об этом сообщил Bloomberg со ссылкой на пресс-службу компании.
В «Газпроме» заявили, что утечка произошла 4 июня во время ремонтных работ на трубопроводе «Уренгой — Центр 1» на территории Татарстана. По подсчетам компании, утекло 2,7 млн куб. м метана. В «Газпроме» отметили, что компании удалось сократить потенциальные выбросы на 22%, однако из-за срочности задачи она не смогла использовать мобильную компрессионную станцию для полного предотвращения утечки.
Как отмечает Bloomberg, утечку удалось обнаружить благодаря анализу данных со спутника, предоставленному компанией Kayrros SAS. По ее оценке, уровень выбросов составил 395 метрических тонн в час. По данным Фонда защиты окружающей среды, этот инцидент имеет примерно такое же краткосрочное воздействие на экологию планеты, как эксплуатация 40 тыс. автомобилей с двигателем внутреннего сгорания в США в течение года.
РБК направил запрос в пресс-службу «Газпрома».
Эксперты оценили заявление Минэнерго США о грязном российском газеМир взялся за метан | Euronews
Хотя все наше внимание приковано к углекислому газу, метан может стать более удобным союзником в борьбе с изменением климата.
Что общего у рисового поля, коровы, болота и угольной шахты? Возможно, на этот вопрос нельзя ответить однозначно, но одно известно наверняка: все они являются источниками газа. Они выделяют метан ― парниковый газ, не настолько известный, как диоксид углерода, но обладающий опасной способностью удерживать тепло. И поскольку его выбросы растут, мир вынужден уделять ему все больше внимания. Ученые и правительства рассматривают сокращение выбросов метана как возможность достижения более быстрых результатов в решении проблемы изменения климата. Однако для этого необходимо знать, какой объем метана выбрасывается в атмосферу, и кто несет за это ответственность.
Метан имеет самое разнообразное природное и антропогенное происхождение. Около трети всех его глобальных выбросов приходится на водно-болотные угодья, где сосредоточено огромное количество органических веществ, вырабатывающих газ в процессе разложения. Сельское хозяйство является крупнейшим источником антропогенных выбросов метана, образуемого преимущественно в результате жизнедеятельности крупного рогатого скота и выращивания сельскохозяйственных культур на затопленных участках. На долю сельского хозяйства приходится более четверти всех выбросов, связанных с деятельностью человека. Метан выбрасывается животными во время выделения продуктов пищеварения и отрыжки, а на рисовых полях он создается под воздействием бактерий, разлагающих органические вещества под водой. Ответственность за другую четверть глобальных выбросов метана лежит на нефтегазовой промышленности, где в результате частых утечек газа он попадает в атмосферу. Кроме того, метан образуется в процессе горения биомассы и при таянии вечной мерзлоты.
Но именно способность метана нагревать атмосферу делает его вторым по значимости фактором изменения климата ― на единицу массы его потенциал удержания тепла в 20 раз больше, чем у углекислого газа. Это означает, что выбросы 1 кг метана соизмеримы с выбросами 84 кг углекислого газа. И поскольку глобальный объем этих выбросов стремительно растет, нам грозит более интенсивное потепление.
Согласно предварительным данным Службы по контролю за изменением климата программы «Коперник» (C3S), в 2020 г. концентрация метана достигла максимальных значений за всю историю спутниковых наблюдений с 2003 г. Эксперты Глобального углеродного проекта отмечают, что в 2017 г. концентрация метана увеличилась на 9% по сравнению с 2000–2006 гг., и называют сельское хозяйство и переработку отходов основными драйверами такого роста. «За последнее десятилетие люди поняли, что [концентрация] метана растет очень быстро, и это стало настоящей проблемой», — говорит д-р Дрю Шинделл, климатолог в университете Дьюка и главный автор Глобального доклада ООН по метану за 2021 г.
Однако вопрос, кто несет за это ответственность, еще остается открытым. «Безусловно, на этот рост оказала сильное влияние деятельность человека, — говорит д-р Илзе Абен, старший научный сотрудник Нидерландского института космических исследований (НИКИ) и одна из ведущих экспертов, работающих с инструментом TROPOMI, установленным на спутнике Sentinel-5P программы «Коперник» для контроля за уровнем метана. — Но отличить природные выбросы от антропогенных всегда сложно».
И если углекислый газ остается в воздухе в течение 300 лет, что обуславливает острую необходимость в снижении его эмиссии, то время жизни метана составляет чуть более 10 лет. Поэтому, сокращая выбросы метана, можно оперативно замедлить темпы изменения климата. «Мы обнаружили, что регулирование [эмиссии] метана эффективно и выгодно, — говорит д-р Шинделл, комментируя доклад ООН. — Например, если мы предпримем меры по сокращению [выбросов] метана в этом году, то увидим изменение его концентрации уже в следующем». И поскольку метан способствует загрязнению воздуха — смешиваясь с выхлопными газами в нижних слоях атмосферы, он участвует в создании озона, вызывающего болезни дыхательных путей — понижение его уровня даст быстрый положительный эффект для здоровья людей.
Однако, что касается климата, то должно пройти около десяти лет, прежде чем мы увидим положительные результаты. «Но все равно это очень быстро по сравнению с другими мерами по замедлению изменения климата», — говорит д-р Шинделл. Например, сокращение выбросов метана в нефтегазовом секторе на 45% в течение следующих четырех лет, что равно закрытию 1300 угольных электростанций, положительно скажется на климате в последующие 20 лет. А в более глобально масштабе, двукратное снижение андрогенных выбросов метана к 2050 г. может понизить температуру на 0,2°C в ближайшие 30 лет, как отметил представитель Европейской комиссии. «Люди пока не сложили всю картину воедино, но поскольку преимущества столь очевидны, будет нетрудно их убедить», — заявляет д-р Шинделл.
Точные данные наблюдений приближают нас к цели
В настоящий момент мы видим активизацию усилий по ограничению выбросов метана. Стратегия ЕС по сокращению выбросов метана ставит амбициозные цели по снижению эмиссии второго после CO2 парникового газа в Европе на 35–37% к 2030 г. (по сравнению с уровнем 2005 г.). В этих целях стратегия ставит задачу по улучшению качества контроля и учета выбросов метана, главным образом, с помощью сервисов Службы мониторинга атмосферы (CAMS). Ранее в этом году Госдепартамент США объявил о выделении 35 млн долларов на реализацию программы REMEDY, в рамках которой будут разработаны технологии снижения выбросов метана в нефтегазовой и угольной промышленностях. Сорок пять стран, на долю которых приходится три четверти мировых выбросов метана, поддержали Глобальную инициативу по метану, направленную на снижение объемов его выбросов в этих отраслях.
Однако сокращение выбросов метана непосредственно в источнике требует тщательного мониторинга. «НИКИ проводит множество измерений, анализируя пробы воздуха, взятые в различных точках мира, — объясняет д-р Абен. — Сеть, в которую входит около 80 станций, довольно неплохо отслеживает глобальные изменения [концентрации] метана. Но этого недостаточно, чтобы понять, где находятся его источники».
«В отличие от углекислого газа, оценка объемов выбросов метана является более сложным процессом, объясняет д-р Серджио Ноче, — научный сотрудник Европейско-средиземноморского центра по вопросам изменения климата и участник Глобального углеродного проекта. — Межправительственная группа экспертов по изменению климата говорит нам, что неопределенность, связанная с выбросами CO2, меньше, чем для метана, возможно, потому, что мы больше знаем об источниках CO2, и располагаем более развитой сетью наблюдения. Что же касается метана, то не существует точных глобальных данных о том, кто его вырабатывает, и отбор проб производится неравномерно […]. По одним странам у нас есть много информации, по другим — мало или вообще ничего».
«Нам действительно нужен глобальный охват, и здесь на помощь приходят наблюдения со спутников, — говорит д-р Абен. — Проведение измерений сопряжено с трудностями, т. к. высвобожденный метан смешивается с воздухом и перемещается. Поэтому в определенном месте мы имеем только среднюю концентрацию метана, но при этом метан, содержание которого вы измеряете, может иметь постороннее происхождение». Однако с помощью инструмента для мониторинга тропосферы (TROPOMI), собирающего данные с пространственным разрешением 5 х 7,5 км и делающего 40 млн измерений в день, можно получить более точную картину выбросов. «У нас впервые появились полностью глобальный охват и высокоточные наблюдения», — говорит д-р Абен.
Для сокращения выбросов метана крайне важно знать, кто является их основными источниками или суперэмиттерами. Однако по-прежнему трудно отделить антропогенные выбросы от природных, поскольку значительное количество метана в атмосфере имеет естественное происхождение. «Иногда нефтяное или газовое оборудование установлено рядом с водно-болотными угодьями, поэтому сложно сказать, какое количество метана выбрасывается из какого источника», — объясняет д-р Абен. И здесь может помочь информация о суперэмиттерах.
TROPOMI ищет именно суперэмиттеров, указывая на такие источники, как угольные шахты или утечки из нефтегазовых систем. «Мы стараемся сосредоточить наше внимание на источниках, которые выделяются из общего ряда, и тщательно их анализировать. Мы охотимся за легкой добычей, — рассказывает д-р Абен. — Мы сотрудничаем с другими компаниями, имеющими небольшие спутники, которые могут измерять метан на локальном уровне». После того как TROPOMI обнаружит выбросы на глобальном уровне, он передает информацию о подозрительных локациях небольшим спутникам, чтобы те могли получить детальное изображение местности и определить инфраструктуру, ответственную за выбросы.
Kayrros — европейский технологический стартап — использует данные спутника Sentinel-5P, а также данные на местности и искусственный интеллект для глобального мониторинга уровня метана на своей платформе Methane Watch platform. Сотрудники Kayrros тоже «охотятся» за суперэмиттерами и предоставляют информацию энергетическим компаниям, государственному сектору и другим организациям. «Компании хотят иметь четкое представление о своих выбросах, чтобы соблюдать нормативные требования по минимизации воздействия на окружающую среду и уровню метана», — говорит Антуан Ростанд, основатель и президент Kayrros. Компания планирует сотрудничество с Международным энергетическим форумом, крупнейшей в мире организацией в области энергетики, с целью разработки методики измерения содержания метана, которая поможет энергетическому сектору более точно отслеживать локации с наибольшими выбросами и устанавливать обоснованные цели по их снижению в рамках своих планов выполнения обязательств согласно Парижскому соглашению.
Повышение качества спутниковых наблюдений и снижение неопределенности поможет активизировать усилия по борьбе с выбросами метана, которая еще только начинается. «Мы все еще должны тщательно сортировать данные. Только избавившись от помех, вызываемых облаками, мы сможем что-то сказать об эмиссиях метана. Однако, благодаря планам по запуску новых спутников и использованию небольших спутников, настроенных на более точные изменения, мы увидим, что со временем эти инструменты будут давать данные более высокого качества», — говорит д-р Абен.
Количественная оценка выбросов метана остается сложной задачей
Несмотря на данные наблюдений, повышение концентрации метана в 2020-х годах продолжают вызывать споры. «У нас действительно нет объяснений», — говорит д-р Фредерик Шевальер, научный сотрудник Лаборатории по изучению климата и экологии в Жиф-сюр-Иветт (Франция), утверждая, что трудно объяснить рост только одним фактором. Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как природные источники метана реагируют на изменение климата, и может ли изменение режима осадков и температур вызвать повышение объемов выбросов метана. «Некоторые исследования показывают, что с увеличение температуры водно-болотные угодья выделяют больше метана», — говорит д-р Абен.
Хотя, если посмотреть на ситуацию, наблюдавшуюся несколько лет назад, то, согласно данным Глобального углеродного проекта, выбросы метана из природных источников ненамного превысили среднее значение за период 2000–2006 гг. С другой стороны, сельскохозяйственные выбросы метана в 2017 г. выросли примерно на 12% в результате увеличения потребления красного мяса, а выбросы метана, связанные с ископаемым топливом, увеличились на 17%.
По крайней мере в сегодняшних условиях сократить выбросы метана в нефтегазовой промышленности намного проще, чем убедить людей есть меньше мяса. В добывающей промышленности имеется целый ряд новых технологий, призванных заменить старую инфраструктуру, сократить утечки и извлекать метан, но специалистам нужна информация о том, где именно им нужно действовать. Руководители производственных объектов могут использовать данные спутниковых наблюдений для нахождения и устранения утечек, о которых они, возможно, и не подозревали, что в итоге сэкономит им деньги. «Но они не спешат прикладывать серьезные усилия до тех пор, пока не будет четких норм, регулирующих выбросы метана», — объясняет Антуан Ростанд из Kayrros. Что же касается животноводства, то здесь все обстоит немного сложнее. Стратегии по сокращению выбросов рассматривают возможности изменения рациона питания крупного рогатого скота и более грамотное обращения с отходами агропромышленного сектора. Некоторые решения включают применение анаэробных бактерий для связывания выделяемого навозом метана, а также использование морских водорослей для корма скота, что, по оценкам ученых, снизит выбросы метана в атмосферу на 82%.
Измерение объемов выбросов метана по-прежнему имеет важное значение для продвижения изменений в отраслях связанных с большими количествами этого газа, причем, по оценке Международного энергетического агентства, 40% выбросов можно сократить без дополнительных затрат. Международная обсерватория выбросов метана, созданная недавно по инициативе ООН и Европейской комиссии, ставит целью улучшение мониторинга метана путем создания более полной картины выбросов с использованием отчетов компаний, спутниковых данных и научных исследований. «Люди понимают, что, имея данные измерений, они могут что-то предпринять, — говорит д-р Абен. — Дело движется медленно и нам потребуется время, но мы уверены, что в итоге положительные результаты будут достигнуты».
Понимание потенциала глобального потепления | Агентство по охране окружающей среды США
Парниковые газы (ПГ) нагревают Землю, поглощая энергию и замедляя скорость ее утечки 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 моментами: их способность поглощать энергию (их «эффективность излучения») и продолжительность их пребывания в атмосфере (также известная как их «время жизни»).
Потенциал глобального потепления (GWP) был разработан, чтобы позволить сравнивать влияние различных газов на глобальное потепление. В частности, это мера того, сколько энергии выбросы 1 тонны газа поглотят за определенный период времени по сравнению с выбросами 1 тонны диоксида углерода (CO 2 ). Чем больше GWP, тем больше данный газ нагревает Землю по сравнению с CO 2 за этот период времени. Период времени, обычно используемый для GWP, составляет 100 лет. ПГП обеспечивают общую единицу измерения, которая позволяет аналитикам складывать оценки выбросов различных газов (например,g., чтобы составить национальный кадастр ПГ), и позволяет политикам сравнивать возможности сокращения выбросов по секторам и газам.
- CO 2 , по определению, имеет GWP, равный 1, независимо от используемого периода времени, потому что это газ, используемый в качестве эталона. CO 2 остается в климатической системе в течение очень долгого времени: выбросы CO 2 вызывают увеличение атмосферных концентраций CO 2 , которое продлится тысячи лет.
- Метан (CH 4 ), по оценкам, имеет GWP 28–36 за 100 лет (Узнайте, почему EPA U.S. В инвентаризации выбросов и стоков парниковых газов используется другое значение.). Выбрасываемый сегодня CH 4 длится 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 GWP. ПГП CH 4 также учитывает некоторые косвенные эффекты, такие как тот факт, что CH 4 является предшественником озона, а сам озон является парниковым газом. Закись азота
- (N 2 O) имеет GWP в 265–298 раз больше, чем CO 2 для 100-летнего периода. N 2 O, выброшенный сегодня, остается в атмосфере в среднем более 100 лет.
- Хлорфторуглероды (CFC), гидрофторуглероды (HFC), гидрохлорфторуглероды (HCFC), перфторуглероды (PFC) и гексафторид серы (SF 6 ) иногда называют газами с высоким ПГП, потому что при заданной массе они задерживают значительно больше тепла, чем CO 2 .(ПГП для этих газов могут исчисляться тысячами или десятками тысяч.)
Часто задаваемые вопросы
Почему GWP меняются с течением времени?
EPA и другие организации будут обновлять значения GWP, которые они время от времени используют. Это изменение может быть связано с обновленными научными оценками поглощения энергии или срока службы газов или с изменением концентрации парниковых газов в атмосфере, что приводит к изменению поглощения энергии одной дополнительной тонны газа по сравнению с другой.
Почему ПГП представлены в виде диапазонов?
В последнем отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) были представлены 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, инвентаризация
U.S. Выбросы и стоки парниковых газов (Реестр) и Программа отчетности по парниковым газам?EPA считает, что оценки GWP, представленные в последней научной оценке IPCC, отражают состояние науки. В научных коммуникациях EPA будет ссылаться на самые последние GWP. Перечисленные выше ПГП взяты из Пятого оценочного доклада МГЭИК, опубликованного в 2014 году.
Реестр выбросов и стоков парниковых газов Агентства по охране окружающей среды США (Реестр) соответствует международным стандартам отчетности по парниковым газам в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН).Руководящие принципы РКИК ООН теперь требуют использования значений ПГП для Четвертого оценочного доклада МГЭИК (ДО4), опубликованного в 2007 году. 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 IPCC представлены в приложениях к отчету об инвентаризации для информационных целей.
Данные, собранные Программой отчетности по парниковым газам Агентства по охране окружающей среды, используются в инвентаризации, поэтому в программе отчетности обычно используются значения GWP из AR4.Программа отчетности собирает данные о некоторых промышленных газах, ПГП которых не указаны в ДО4; для этих газов Программа отчетности использует значения GWP из других источников, таких как Пятый оценочный отчет.
В добровольных программах сокращения выбросов CH 4 Агентства по охране окружающей средытакже используются ПГП CH 4 из отчета ДО4 для расчета сокращений выбросов CH 4 за счет проектов по рекуперации энергии для согласования с национальными выбросами, представленными в Перечне.
Есть ли альтернативы 100-летнему GWP для сравнения 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, измеренной конечной точки климата или метода расчета.
Например, 20-летний GWP иногда используется как альтернатива 100-летнему GWP. Точно так же, как 100-летний GWP основан на энергии, поглощенной газом за 100 лет, 20-летний GWP основан на энергии, поглощенной за 20 лет. В этом 20-летнем ПГП приоритет отдается газам с более коротким сроком службы, поскольку не учитываются воздействия, которые происходят более чем через 20 лет после того, как произошли выбросы.Поскольку все GWP рассчитываются относительно CO 2 , GWP, основанные на более коротких временных рамках, будут больше для газов со сроком службы меньше, чем у CO 2 , и меньше для газов со сроком службы больше, чем CO 2 . Например, для CH 4 , который имеет короткое время жизни, 100-летний GWP 28–36 намного меньше 20-летнего GWP 84–87. Для CF 4 со сроком службы 50 000 лет 100-летний GWP 6630–7350 больше 20-летнего GWP 4880–4950.
Другой альтернативный показатель — это глобальный температурный потенциал (GTP). В то время как GWP является мерой тепла, поглощенного за определенный период времени из-за выбросов газа, GTP является мерой изменения температуры в конце этого периода времени (опять же, относительно CO 2 ). расчет GTP более сложен, чем для GWP, поскольку он требует моделирования того, насколько климатическая система реагирует на повышенные концентрации парниковых газов (чувствительность климата) и насколько быстро система реагирует (частично на основе того, как океан поглощает тепло) .
индикаторов изменения климата: атмосферные концентрации парниковых газов
Техническая документация
Список литературы
1. USGCRP (Программа исследования глобальных изменений США). 2017. Специальный доклад по науке о климате: Четвертая национальная оценка климата, том I. Wuebbles, D.J., D.W. Фэи, К. Хиббард, Д.Дж. Доккен, Британская Колумбия Стюарт, Т. Мэйкок, ред. https://science2017.globalchange.gov. DOI: 10.7930 / J0J964J6.
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.
3. USGCRP (Программа исследования глобальных изменений США). 2017. Специальный доклад по науке о климате: Четвертая национальная оценка климата, том I. Wuebbles, D.J., D.W. Фэи, К. Хиббард, Д.Дж. Доккен, Британская Колумбия Стюарт, Т.К. Мэйкок, ред. https://science2017.globalchange.gov. DOI: 10.7930 / J0J964J6.
4. USGCRP (Программа исследования глобальных изменений США). 2017. Специальный доклад по науке о климате: Четвертая национальная оценка климата, том I. Wuebbles, D.J., D.W. Фэи, К. Хиббард, Д.Дж. Доккен, Британская Колумбия Стюарт, Т. Мэйкок, ред. https://science2017.globalchange.gov. DOI: 10.7930 / J0J964J6.
5. [см. Полный список ниже]
6. [см. Полный список ниже]
7. [см. Полный список ниже]
8. AGAGE (Расширенный глобальный эксперимент по атмосферным газам). 2019. База данных ALE / GAGE / AGAGE. Обновлено 8 января 2019 г. Проверено в декабре 2020 г. http://agage.eas.gatech.edu/data_archive/global_mean.
9. NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2019. Группа галоуглеродов и других микроэлементов атмосферы (HATS).Обновлено в октябре 2019 г. По состоянию на январь 2021 г. ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/hats/Total_Cl_Br.
10. Rigby, M. Обновление данных, первоначально опубликованных в: Arnold, T., C.M., 2017 г. Harth, J. Mühle, A.J. Мэннинг, П. Саламе, Дж. Ким, Д.Дж. Айви, Л.П. Стил, В.В. Петренко, Ю.П. Северингхаус, Д. Баггенстос, Р.Ф. Вайс. 2013. Глобальные выбросы трифторида азота, оцененные на основе обновленных атмосферных измерений. P. Natl. Акад. Sci. США 110 (6): 2029–2034. Данные обновлены в декабре 2017 г.
11. НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства). 2013. Данные — информационные продукты TOMS / SBUV TOR. По состоянию на ноябрь 2013 г. https://science-data.larc.nasa.gov/TOR/data.html.
12. НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства). 2019. Объединенный набор данных по озону SBUV (MOD). Версия 8.6. Обновлено 20 ноября 2019 г. Проверено в декабре 2020 г. https://acd-ext.gsfc.nasa.gov/Data_services/merged/index.html
13. НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства). 2020. Данные по тропосферному озону от AURA OMI / MLS. По состоянию на декабрь 2020 г. http://acdb-ext.gsfc.nasa.gov/Data_services/cloud_slice/new_data.html.
14. 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.
Концентрации парниковых газов в атмосфере: цитаты для рисунков 1, 2 и 3
Рисунок 1
Антарктические ледяные керны: приблизительно 803 719 г. до н.э. — 2001 г. н.э.
Берейтер, Б., С. Эгглстон, Дж. Шмитт, К. Нербасс-Алес, Т.Ф. Stocker, H. Fischer, S. Kipfstuhl и J. Chappellaz. 2015. Пересмотр рекорда CO2 EPICA Dome C с 800 до 600 тыс. Лет до настоящего времени. Geophys. Res. Позволять. 42 (2): 542–549. www.ncdc.noaa.gov/paleo-search/study/17975.
Мауна-Лоа, Гавайи: с 1959 г. по CE 2019 г.
NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2020. Среднегодовые концентрации углекислого газа для Мауна-Лоа, Гавайи. Обновлено 23 сентября 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/products/trends/co2/co2_annmean_mlo.txt.
Барроу, Аляска: 1974 г. — н.э. — 2019 г. н.э.
Мыс Мататула, Американское Самоа: 1976 г. — 2019 г. н.э.
Южный полюс, Антарктика: 1976 г. — 2019 г.2020. Среднемесячные концентрации углекислого газа для Барроу, Аляска; Мыс Мататула, Американское Самоа; и Южный полюс. Обновлено 26 августа 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/data/trace_gases/co2/in-situ/surface.
Кейп-Грим, Австралия: с 1977 г. по CE 2019 г.
CSIRO (Организация научных и промышленных исследований Содружества). 2020. Среднемесячные базовые (фоновые) концентрации углекислого газа, измеренные на базовой станции загрязнения воздуха на мысе Грим, Тасмания, Австралия.Обновлено в декабре 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. http://capegrim.csiro.au/GreenhouseGas/data/CapeGrim_CO2_data_download.csv.
Шетландские острова, Шотландия: 1993–2002 гг.
Steele, L.P., P.B. Круммель и Р.Л.Лангенфельдс. 2007. Концентрации CO2 в атмосфере (ppmv) получены из проб воздуха в колбах, собранных на мысе Грим, Австралия, и Шетландских островах, Шотландия. Организация Содружества научных и промышленных исследований. По состоянию на 20 января 2009 г.http://cdiac.esd.ornl.gov/ftp/trends/co2/csiro.
Остров Лампедуза, Италия: с 1993 г. по 2000 г. н.э.
Шамар, П., Л. Чиаталья, А. ди Сарра и Ф. Монтелеоне. 2001. Запись содержания углекислого газа в атмосфере по измерениям в колбах на острове Лампедуза. В: Тенденции: сборник данных о глобальных изменениях. Ок-Ридж, Теннесси: Министерство энергетики США. По состоянию на 14 сентября 2005 г. http://cdiac.ess-dive.lbl.gov/trends/co2/lampis.html
Рисунок 2
EPICA Dome C, Антарктида: приблизительно с 797 446 до н.э. по 1937 г. н.э.
Лоулерг, Л., A. Schilt, R. Spahni, V. Masson-Delmotte, T. Blunier, B. Lemieux, J.-M. Барнола, Д. Рейно, Т.Ф. Stocker, J. Chappellaz. 2008. Орбитальные характеристики и особенности атмосферного CH 4 в масштабе тысячелетия за последние 800 000 лет. Природа 453: 383–386. www.ncdc.noaa.gov/paleo-search/study/6093.
Лоу Доум, Антарктида: приблизительно с 1008 г. по 1980 г. н.э.
Этеридж, Д.М., Л.П. Стил, Р.Дж. Фрэнси и Р.Л.Лангенфельдс. 2002. Исторические записи CH 4 из кернов льда Антарктики и Гренландии, данные антарктического фирна и архивные пробы воздуха с мыса Грим, Тасмания.В: Тенденции: сборник данных о глобальных изменениях. Ок-Ридж, Теннесси: Министерство энергетики США. По состоянию на 13 сентября 2005 г. http://cdiac.ess-dive.lbl.gov/trends/atm_meth/lawdome_meth.html.
Кейп-Грим, Австралия: 1985 г. — CE 2019 г.
CSIRO (Организация научных и промышленных исследований Содружества). 2020. Среднемесячные базовые (фоновые) концентрации метана, измеренные на базовой станции загрязнения воздуха на мысе Грим, Тасмания, Австралия. Обновлено в декабре 2020 г.По состоянию на 29 декабря 2020 г. http://capegrim.csiro.au/GreenhouseGas/data/CapeGrim_Ch5_data_download.csv.
Мауна-Лоа, Гавайи: с 1984 г. по CE 2019 г.
NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований). 2020. Среднемесячные концентрации Ch5 для Мауна-Лоа, Гавайи. Обновлено 24 июля 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/data/trace_gases/ch5/flask/surface/ch5_mlo_surface-flask_1_ccgg_month.txt.
Шетландские острова, Шотландия: с 1993 г. по н.э. в 2001 г.
Steele, L.П., П. Б. Круммель и Р.Л.Лангенфельдс. 2002. Запись метана в атмосфере с Шетландских островов, Шотландия (версия от октября 2002 г.). В: Тенденции: сборник данных о глобальных изменениях. Ок-Ридж, Теннесси: Министерство энергетики США. По состоянию на 13 сентября 2005 г. http://cdiac.ess-dive.lbl.gov/trends/atm_meth/csiro/csiro-shetlandch5.html.
Рисунок 3
EPICA Dome C, Антарктида: приблизительно 796475 г. до н.э. — 1937 г. н.э.
Шилт, А., М. Баумгартнер, Т. Блунье, Дж.Швандер, Р. Спани, Х. Фишер и Т.Ф. Stocker. 2010. Изменения концентрации закиси азота в атмосфере в ледниково-межледниковом и тысячелетнем масштабе за последние 800 000 лет. Quaternary Sci. Откровение 29: 182–192. www.ncdc.noaa.gov/paleo-search/study/8615.
Антарктида: приблизительно с 1903 г. по 1976 г. н.э.
Батл, М., М. Бендер, Т. Соуэрс, П. Танс, Дж. Батлер, Дж. Элкинс, Дж. Эллис, Т. Конвей, Н. Чжан, П. Ланг и А. Кларк. 1996. Концентрации атмосферных газов за последнее столетие, измеренные в воздухе фирном на Южном полюсе.Nature 383: 231–235. Данные доступны по адресу: https://daac.ornl.gov/cgi-bin/dsviewer.pl?ds_id=797.
Кейп-Грим, Австралия: с 1979 г. по CE 2019 г.
CSIRO (Организация научных и промышленных исследований Содружества). 2020c. Среднемесячные базовые (фоновые) концентрации закиси азота, измеренные на базовой станции загрязнения воздуха на мысе Грим, Тасмания, Австралия. Обновлено в декабре 2020 г. По состоянию на 29 декабря 2020 г. http://capegrim.csiro.au/GreenhouseGas/data/CapeGrim_N2O_data_download.csv.
Южный полюс, Антарктида: с 1998 г. по н.э. по 2019 г. н.э.
Барроу, Аляска: с 1999 г. по н.э.
Мауна-Лоа, Гавайи: с 2000 г. по н.э. по 2019 г. 2020. Среднемесячные концентрации N2O для Барроу, Аляска; Мауна-Лоа, Гавайи; и Южный полюс. По состоянию на 29 декабря 2020 г. www.esrl.noaa.gov/gmd/hats/insitu/cats/cats_conc.html.
Класс VI — Скважины, используемые для геологического поглощения CO2
На этой странице:
Определение скважин класса VI
Скважиныкласса VI используются для закачки углекислого газа (CO2) в глубокие горные породы.Это долговременное подземное хранилище называется геологической секвестрацией (GS). Геологическое связывание относится к технологиям сокращения выбросов CO2 в атмосферу и смягчения последствий изменения климата.
Охрана ресурсов питьевой воды
Скважины UIC класса VI закачивают CO2 для длительного хранения для снижения выбросов в атмосферу. Требования к скважинамкласса VI предназначены для защиты подземных источников питьевой воды (USDW). Адрес для запросов:
- Расположение
- Строительство
- Эксплуатация
- Тестирование
- Мониторинг
- Закрытие
Правила касаются уникального характера впрыска CO2 для GS, включая:
- Относительная плавучесть CO2
- Подземная подвижность
- Коррозионная активность в присутствии воды
- На проектах GS ожидаются большие объемы закачки
В декабре 2010 года Агентство по охране окружающей среды опубликовало Федеральные требования в рамках программы контроля подземной закачки (UIC) для скважин с геологической секвестрацией двуокиси углерода (CO2) (GS) (Правило класса VI).
Пересмотреть окончательное правило для скважин класса VI.
Требования к скважинам VI класса
EPA разработало специальные критерии для скважин класса VI:
- Подробные требования к характеристике объекта
- Требования к конструкции нагнетательной скважины для материалов, которые совместимы с CO2 и могут выдерживать контакт с ним в течение всего срока службы проекта GS
- Требования к эксплуатации нагнетательной скважины
- Комплексные требования к мониторингу, которые касаются всех аспектов целостности скважины, закачки и хранения СО2, а также качества грунтовых вод во время операции закачки и периода ухода за участком после закачки
- Требования к финансовой ответственности, обеспечивающие наличие средств на протяжении всего срока реализации проекта GS (включая уход в месте после инъекции и экстренное реагирование)
- Требования к отчетности и ведению записей, которые предоставляют информацию по конкретному проекту для постоянной оценки операций класса VI и подтверждения защиты USDW
Справочная информация о геологической секвестрации
Геологическая секвестрация — это процесс закачки углекислого газа, захваченного промышленными объектами (например,g., производство стали и цемента) или связанный с энергией источник (например, электростанция или установка по переработке природного газа) в глубокие подземные горные образования для долгосрочного хранения. Это часть процесса, который часто называют «улавливанием и хранением углерода» или CCS.
Закачка CO2 под землю для таких целей, как повышение нефтеотдачи (EOR) и увеличение добычи газа (EGR), является давней практикой. Впрыск CO2 специально для GS связан с различными техническими проблемами и потенциально гораздо большими объемами CO2 и более крупномасштабными проектами, чем в прошлом.
EPA завершило требования к GS, включая разработку нового класса скважин, Класс VI, в рамках программы UIC SDWA. Эти требования, также известные как правило класса VI, разработаны для защиты подземных источников питьевой воды.
Правило класса VI основано на существующих требованиях программы UIC с обширными индивидуализированными требованиями, которые касаются закачки диоксида углерода для длительного хранения, чтобы гарантировать, что скважины, используемые для геологической изоляции, соответствуют требованиям:
- размещено
- Год постройки
- Проверено
- Контролируемый
- С финансированием и закрытием
Правило предоставляет владельцам или операторам гибкость глубины закачки в различных геологических условиях на территории Соединенных Штатов.Гибкость включает в себя глубокие пласты и нефтяные и газовые месторождения, переведенные в места хранения углекислого газа.
В рамках отдельного нормотворчества в соответствии с Законом о чистом воздухе EPA завершило разработку требований к отчетности в рамках программы отчетности по парниковым газам для всех предприятий, которые закачивают CO2 под землю. Информация, полученная в рамках программы отчетности по парниковым газам, позволит EPA отслеживать количество углекислого газа, полученного этими объектами.
Инвентаризация скважин класса VI, разрешенная EPA
EPA ведет инвентаризацию разрешенных скважин класса VI.Просмотрите таблицу скважин класса VI, разрешенных EPA.
Руководящие документы класса VI
EPA разработало руководящие документы для поддержки правил Класса VI. Руководящие документы были подготовлены для оказания помощи в реализации программы директорам МСЖД и помощи в соблюдении нормативных требований для владельцев или операторов скважин класса VI. Окончательные руководящие документы разъясняют требования правил Класса VI и предоставляют дополнительные рекомендации по внедрению и соблюдению.
Изучите руководящие документы класса VI.
Описание заявки на разрешение класса VI
EPA разработало схему заявки на разрешение для скважин класса VI МСЖД. В документе представлен обзор элементов и связанных с ними действий, которые кандидат может выполнить во время разработки заявки на закачку CO2 для GS в рамках программы UIC Class VI. Схема также функционирует как подробный указатель к нескольким руководящим документам EPA класса VI, которые содержат информацию, относящуюся к заполнению заявки класса VI.Потенциальным соискателям разрешений рекомендуется проконсультироваться со своим разрешительным органом МСЖД о конкретных потребностях своего проекта на ранних этапах процесса подачи заявки. Кандидатам также рекомендуется ознакомиться с Правилами класса VI и руководящими документами EPA, которые доступны на веб-сайте EPA, чтобы лучше понять процесс подачи заявок на получение разрешения класса VI.
Изучите схему заявки на получение разрешения класса VI.
Инструмент данных геологического секвестрации (GSDT)
В соответствии с Правилом класса VI в 40 CFR 146.91 (e), владельцы или операторы скважин класса VI должны предоставлять информацию о проекте геологического секвестрации (GS) непосредственно в EPA в электронном формате, одобренном EPA. Это требование применяется независимо от того, находится ли проект в штате с первичными правоохранительными органами (приоритетом) для скважин класса VI.
Инструмент геологического секвестрации (GSDT) Агентства по охране окружающей среды— это централизованная веб-система, которая принимает, хранит и управляет данными Класса VI и удовлетворяет требованиям к электронной отчетности Класса VI.Операторы, подающие заявки на разрешения класса VI в штатах, где EPA имеет прямые полномочия по реализации, должны подавать материалы заявки в EPA через GSDT. Соискатели разрешения могут загрузить регистрационную форму GSDT на странице входа в систему по адресу https://epa.velo.pnnl.gov/.
См. Ресурсы ниже для получения дополнительной информации о GSDT, управлении данными класса VI и отчетности.
ресурса
Геологическое связывание углекислого газа, программа контроля подземной закачки газа Класс VI Отчетность, ведение документации и руководство по управлению данными для владельцев или операторов
Дополнительная информация
Дополнительную информацию об изменении климата и секвестрации можно найти на веб-сайтах EPA Global Warming и Министерства энергетики.
Дополнительную информацию о подтверждающих документах, касающихся разработки правила GS, можно найти на сайте Rules.gov.
Вызов | ЕЭК ООН
Метан — мощный парниковый газ с потенциалом глобального потепления за 100 лет, в 28-34 раза превышающим выбросы CO2. За 20-летний период это соотношение возрастает до 84-86 раз.Около 60% мировых выбросов метана связано с деятельностью человека. Основными источниками антропогенных выбросов метана являются нефтегазовая промышленность, сельское хозяйство (включая ферментацию, удаление навоза и выращивание риса), свалки, очистка сточных вод и выбросы угольных шахт.При производстве, распределении и использовании ископаемого топлива ежегодно выделяется 110 миллионов тонн метана.
Метан является основным компонентом природного газа, часть которого выбрасывается в атмосферу во время его добычи, обработки, хранения, передачи, распределения и использования. По оценкам, около 3% от общей мировой добычи природного газа ежегодно теряется из-за сброса, утечки и сжигания в факелах, что приводит к значительным экономическим и экологическим издержкам.
Уголь — еще один важный источник выбросов метана.При добыче угля (добыча, дробление, распределение и т. Д.) Выделяется некоторое количество метана, захваченного вокруг и внутри породы. Метан выбрасывается из действующих подземных и открытых шахт, а также из заброшенных шахт и неразработанных угольных пластов.
Геологические образования нефти могут также создавать большие залежи метана, которые выделяются во время бурения и добычи. Добыча, переработка, транспортировка и хранение нефти являются источниками выбросов метана, как и неполное сгорание ископаемого топлива.Ни один процесс сгорания не является совершенно эффективным, поэтому, когда ископаемое топливо используется для выработки электроэнергии, тепла или энергии транспортных средств, все они являются источниками выбросов метана.
В глобальном масштабе выбросы метана из нефтяных и газовых систем составляют 1 680 МтCO2-экв. Оценки считаются неопределенными и низкими.
На основании наиболее достоверных имеющихся данных, около 3,6 триллиона кубических футов (трлн фут) (или 102 миллиарда кубических метров (млрд кубометров)) природного газа улетучилось в атмосферу в 2012 году в результате глобальных нефтегазовых операций.Этот потраченный впустую газ приводит к потере доходов примерно в 30 миллиардов долларов США при средних поставленных ценах 2012 года и составляет около 3% мировой добычи природного газа.
Ожидается, что выбросы вырастут в соответствии со сценарием центрального роста на 23% в период с 2012 по 2030 год.
Что касается глобального потенциала сокращения к 2030 году, предполагается, что выбросы могут быть сокращены на 26% с использованием существующих технологий (равных 1219 МтCO2-экв.) .
Несмотря на короткое время пребывания метана, тот факт, что он имеет гораздо более высокий потенциал потепления, чем CO2, и что его атмосферные объемы постоянно пополняются, делает эффективное управление метаном потенциально важным элементом в стратегиях стран по смягчению последствий изменения климата.Однако на сегодняшний день нет ни единого технологического подхода к мониторингу и регистрации выбросов метана, ни стандартного метода их отчетности.
Нет, сокращение выбросов метана — не быстрое решение климатического кризиса
Лидер сенатского большинства Чак Шумер выступает на мероприятии «Cut Methane» в Вашингтоне, округ Колумбия, в … [+] Апрель. Но эксперты предупреждают, что акцент на метане может отвлечь внимание от борьбы с изменением климата.
© 2021 Bloomberg Finance LPПубликация в понедельник крупного доклада ООН вызвала всплеск внимания средств массовой информации к изменению климата, и сети изо всех сил пытались описать значение научной оценки Межправительственной группы экспертов по изменению климата.
Жаждущие исправлений, некоторые СМИ ухватились за раздел отчета, показывающий, что 30-50% текущего потепления вызвано метаном (химическая формула Ch5), парниковым газом, по крайней мере в 28 раз более сильным, чем углекислый газ на его планете. потенциал потепления. BBC заявила, что сокращение выбросов метана может «выиграть время», чтобы адаптироваться к потеплению на планете. Между тем, в статье Wired утверждалось, что правительства должны «начать с метана» как способа смягчения последствий изменения климата.
Аналогичные смелые заявления были сделаны еще в мае после выпуска отчета Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), в котором утверждалось, что «сокращение антропогенного метана на 45% в этом десятилетии приведет к потеплению ниже порогового уровня, согласованного мировыми лидерами» — со ссылкой на пределы глобального потепления, предложенные в Парижском соглашении 2015 года.Такое сокращение выбросов также предотвратит 255 000 преждевременных смертей и 26 миллионов тонн потерь урожая, говорится в отчете. И хотя углекислый газ остается в атмосфере веками, метан распадается примерно за десять лет. Это, как говорится в отчете ООН, означает, что «действия могут быстро снизить темпы глобального потепления в ближайшем будущем».
Но, по мнению экспертов, одышка из-за возможности «быстрого решения» метана неуместна. В Твиттере автор МГЭИК Джоэри Рогель отметил, что сокращение выбросов углекислого газа и для метана «необходимо сегодня срочно, чтобы ограничить #GlobalWarming целям # Парижского соглашения по температуре, и меры в отношении метана не помогут нам выиграть время для #ClimateAction в отношении других выбросов.”
Раймонд Т. Пьерумберт, профессор физики Оксфордского университета Галлея, сказал, что у него были аналогичные оговорки. Что касается оценки метана ЮНЕП, Пьерумберт сказал мне:
«В отчете полностью обратное внимание уделяется политическим последствиям короткоживущей природы метана по сравнению с долгоживущей природой углекислого газа. Если заглянуть в ближайшие несколько десятилетий, борьба с выбросами метана может показаться привлекательным вариантом уменьшения потепления. Однако углекислый газ накапливается в атмосфере в течение длительного времени, а метан — нет, поэтому, если вы посмотрите за пределы ограниченного периода времени, вы увидите, что чрезмерные инвестиции в борьбу с выбросами метана дают краткосрочное преимущество за счет более значительных и необратимых , потепление позже.”
Пьерумберт подчеркнул, что единственный способ остановить потепление в будущем — это как можно быстрее свести чистые выбросы углекислого газа к нулю.
«Более того, — добавил он, — поскольку обнуление выбросов углекислого газа означает, по существу, прекращение производства ископаемого топлива, оно автоматически устраняет связанные с этим выбросы метана, а поскольку метан, выделяемый во время ожидания чистого нуля, быстро рассеивается, эта стратегия не окажет большого отрицательного воздействия. по климату ».
«Пока чистые выбросы углекислого газа не приблизятся к нулю, метан будет лишь второстепенным занятием», — сказал он.
С другой стороны, не все выбросы метана происходят из ископаемого топлива. Это, по словам Зика Хаусфатера, ученого-исследователя из Berkeley Earth и директора по климату и энергии Института прорыва, означает, что в дебатах по метану есть место для нюансов.
Во-первых, Хаусфазер сказал мне: «Сельское хозяйство — большая часть уравнения, и сокращение Ch5 у коров, в частности, будет большой проблемой». Это будет особая проблема, потому что это, вероятно, потребует от людей во всем мире изменить свои привычки в еде, в частности, потребляя гораздо меньше говядины.
«Во-вторых, — сказал Хаусфазер, — хотя метан временный, каждая тонна метана в конечном итоге распадается примерно на 2,6 тонны CO2. Поэтому, хотя мы должны сосредоточиться на сокращении выбросов CO2, сокращение выбросов метана в краткосрочной перспективе также имеет свои преимущества ».
Кроме того, он отметил, поскольку мировые океаны «сдерживают» влияние парниковых газов на температуру поверхности, потепление от метана может сохраняться в течение десятилетий после того, как он будет удален из атмосферы.
Глобальное потепление из-за метана уменьшается в течение нескольких десятилетий, в то время как CO2 сохраняется веками, но немного… [+] тепло накапливается в океанах, как показывает диаграмма Центра международных исследований климата и окружающей среды.
Система данных о выбросах сообщества / Боргар Аамаас, CICEROТем не менее, это еще не означает, что метан — это кратчайший путь к смягчению последствий изменения климата.
«Мой вывод: если мы должны выбирать между приоритетом сокращения выбросов метана или CO2, мы, вероятно, должны отдавать приоритет CO2», — сказал Хаусфазер. «Но мы можем ходить и жевать жвачку одновременно.Сокращение выбросов метана имеет реальные преимущества для климата, и нет причин не принимать более строгие правила в отношении выбросов Ch5, если это не мешает также сокращению выбросов CO2 ».
Пьерумберт, который был ведущим автором третьего оценочного отчета МГЭИК в 2001 году, пришел к аналогичным выводам в своей статье 2014 года «Кратковременное загрязнение климата», в которой предупреждалось, что преимущества раннего сосредоточения внимания на таких газах, как метан, были сильно преувеличено ».
Он также согласился с тем, что следует поощрять низкозатратное сокращение выбросов метана, если такие действия не мешают сокращению выбросов углекислого газа.
«Однако многие торговые схемы поощряют такую замену и приводят к неблагоприятным климатическим последствиям», — отметил он. «Кроме того, деньги, вложенные в борьбу с выбросами метана в результате производства ископаемого топлива, вкладываются в технологию, которая устареет через несколько десятилетий, как только производство ископаемого топлива прекратится, а это необходимо, если когда-либо произойдет остановка потепления».
БОЛЬШЕ ОТ FORBESБольше атомной энергии не требуется. Так почему же правительства продолжают это раздумывать? Дэвид ВеттерПьерумберт рассказал о мерах, которые следует применять более широко, чтобы способствовать сокращению выбросов метана, отметив, что значительное количество газа поступает из органических отходов на свалках.Он рекомендовал компостировать и предложил сделать муниципальный сбор пищевых отходов более доступным.
«Здесь, в Оксфордшире, пищевые отходы попадают в анаэробные варочные котлы, которые производят биометан, который затем сжигается для выработки электроэнергии», — сказал он. «В результате вы не просто устраняете выбросы метана, которые происходили бы со свалок, вы также замещаете ископаемое топливо, которое в противном случае потребовалось бы сжигать для выработки электроэнергии. Нет причин, по которым муниципальное компостирование не может применяться повсеместно.”
Атмосферный метан достиг рекордных уровней в прошлом году, несмотря на замедление экономического роста, вызванное пандемией коронавируса, при этом большая часть антропогенных выбросов связана с ископаемым топливом, отходами и сельским хозяйством. Но, опять же, Пьерумберт сказал, что это не должно отвлекать политиков от более крупной цели: углекислого газа.
«Если выбросы метана увеличиваются, это просто означает, что у нас есть дополнительные поводы для беспокойства, а не то, что выбросы CO2 — всегда главное действие — менее важны или менее важны для усилий по стабилизации климата», — заключил он.
Метан — Энергетическое образование
Рисунок 1. Модель заполнения пространства метаном; белые сферы представляют атомы водорода, а черные сферы представляют атомы углерода. [1]Метан представляет собой алкан с химической формулой CH 4 . Как углеводород, он может подвергаться сгоранию с выделением тепла. Метан является основным углеводородным компонентом природного газа, который является одним из видов ископаемого топлива. [2]
При типичных температурах и давлениях это газ, составляющий около 95% сжиженного природного газа и около 80-90% природного газа. [3] Метан также является парниковым газом, как и диоксид углерода (CO 2 ). Он имеет более короткий срок службы в атмосфере, чем CO 2 , 12 лет, [4] , но это «уравновешивается» тем фактом, что он более эффективен в улавливании тепла, чем CO 2 , поскольку метан имеет GWP ( Потенциал глобального потепления) 21. [5]
Сжигание метана (см. Моделирование внизу страницы) обеспечивает значительную часть первичной энергии в мире и используется для отопления дома, приготовления пищи, нагрева воды и выработки электроэнергии. .Он может даже обеспечивать энергией транспорт. Однако это означает, что он также вносит значительный вклад в изменение климата, поскольку этот метан производит значительное количество углекислого газа, который люди выбрасывают в атмосферу.
Недвижимость
Ниже приводится таблица некоторых основных свойств метана.
Анимация горения
Метан выделяет свою химическую энергию при сгорании углеводородов. Ниже приведена анимация горения углеводородов, показывающая чистую реакцию, которая происходит при соединении метана с кислородом.
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O Тепловая энергия (энтальпия)Реакция горения углеводородов выделяет тепловую энергию и является примером экзотермической реакции. Реакция также имеет отрицательное значение изменения энтальпии (ΔH).
Для дальнейшего чтения
Ссылки
Авторы и редакторы
Сема Амин, Эллисон Кэмпбелл, Джордан Ханания, Джеймс Дженден, Кейлин Стенхаус, Дэниел Суше, Джейсон Донев
Последнее обновление: 31 января 2020 г.
Получить ссылку
Метан и замороженная земля | Национальный центр данных по снегу и льду
Рисунок 1.Кевин Шефер — ученый NSIDC, изучающий углеродный цикл.
— Кредит: NSIDC
Кевин Шефер, специалист по вечной мерзлоте из NSIDC. Он изучает углеродный цикл или процессы, посредством которых углерод Земли перемещается: из воздуха в растения, из растений в землю, а затем обратно в воздух (рис. 2). Доктор Шефер изучает углерод, который замерзает глубоко в арктической вечной мерзлоте. По мере того как Земля нагревается, ученые опасаются, что часть углерода из вечной мерзлоты может уйти в атмосферу в виде углекислого газа или метана.Увеличение количества этих газов в атмосфере может еще больше подогреть климат Земли. См. Раздел «Климат и замерзшая земля» для получения дополнительной информации о парниковых газах и потеплении климата.
Здесь д-р Шефер дает ответы на вопросы о метане и мерзлом грунте.
Что такое метан?
Метан — это газ, состоящий из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Это тот же природный газ, которым некоторые люди отапливают свои дома, и он естественным образом присутствует в атмосфере.Ученые опасаются, что если количество метана в атмосфере увеличится, это может вызвать даже большее потепление, чем углекислый газ от сжигания ископаемого топлива. Хотя в атмосфере гораздо меньше метана, чем углекислого газа, он улавливает тепло примерно в двадцать раз эффективнее, чем углекислый газ.
Каковы источники метана в Арктике?
В Арктике есть два потенциальных источника метана. Первый источник метана называется метилклатрат. Метилклатраты — это молекулы метана, замороженные в кристаллы льда.Они могут образовываться глубоко под землей или под водой, но для их образования требуются особые условия с высоким давлением и низкой температурой. Если температура или давление изменятся, лед, удерживающий метан, разобьется, и метан выйдет наружу. Мы не уверены, сколько метана удерживается в метилклатратах или сколько из них находится под угрозой утечки.
Другой важный источник метана в Арктике — это органическое вещество, замороженное в вечной мерзлоте. Это источник метана, который я изучаю.Органическое вещество вечной мерзлоты содержит много углерода. Он состоит из мертвых растений и животных, которые тысячи лет были заморожены в вечной мерзлоте. Пока это органическое вещество остается замороженным, оно остается в вечной мерзлоте. Однако, если он тает, он распадется, выпуская в атмосферу углекислый газ или метан. Вот почему углерод вечной мерзлоты важен для изучения климата.
Рис. 2. Углерод движется через атмосферу Земли, океаны и сушу в процессе, называемом углеродным циклом.
— Авторы и права: NSIDC, модифицировано из NASA Earth Science Enterprise
Как вообще этот углерод попал в вечную мерзлоту?
Углерод был погребен в вечной мерзлоте в результате процессов, которые длились тысячи лет. Во время последнего ледникового периода огромные ледяные щиты покрывали большую часть континентов. По мере того, как они расширяются, а затем сжимаются, тяжелые ледяные поля перемалывают скалу под ними в очень мелкую пыль, называемую лессом или ледяной мукой. Ледяные щиты произвели огромное количество этой порошкообразной породы, ветер и дождь осаждали ее на почву.
По мере того, как ледяные щиты добавляли в почву лесс, почва становилась толще. По мере нарастания почвы активный слой сверху оставался той же толщины. Активный слой каждый год замерзает и оттаивает, и в нем могут расти растения. Но под активным слоем корни и другие органические вещества были заморожены в вечной мерзлоте, где они не могли разложиться.
Большая часть органического вещества состоит из частично разложившихся корней, целых корней и другого растительного материала. Однако есть также животные и животные материалы, замороженные в земле — иногда люди находят целых мастодонтов или других животных, замороженных в вечной мерзлоте (рис. 3).В России обнаружены значительные залежи богатой углеродом вечной мерзлоты, или едомы .
Сколько углерода хранится в мерзлой земле?
В вечной мерзлоте хранится огромное количество углерода. Сейчас атмосфера Земли содержит около 850 гигатонн углерода. (Гигатонна — это один миллиард тонн — примерно вес ста тысяч школьных автобусов). По нашим оценкам, в вечной мерзлоте заморожено около 1400 гигатонн углерода. Таким образом, замороженного углерода в вечной мерзлоте больше, чем количество углерода, которое уже находится в атмосфере сегодня.Это не означает, что весь углерод распадется и попадет в атмосферу. Уловка состоит в том, чтобы выяснить, сколько замороженного углерода будет распадаться, как быстро и где.
Рис. 3. Этот степной бизон лежал в вечной мерзлоте в течение 36000 лет до его открытия в 1979 году. Бизон, известный как «Малыш», выставлен в Университете Аляски, в Музее Севера Фэрбенкса.
— Кредит: фото Билла Шмокера (PolarTREC 2010), любезно предоставлено ARCUS
Что будет с замерзшим углеродом, если вечная мерзлота растает?
При таянии вечной мерзлоты замерзшее органическое вещество внутри тоже оттаивает и начинает разлагаться.Это все равно, что вынуть пакет замороженной брокколи из морозильной камеры и положить в холодильник. Как только он тает, он в конечном итоге распадется и сломается.
По мере разложения органического вещества оно съедается и переваривается микробами. Бактерии, которые его поедают, производят углекислый газ или метан в качестве отходов. Если есть кислород, микробы производят углекислый газ. Но если нет кислорода, они производят метан. Большинство мест, где мог бы образовываться метан, — это болота и водно-болотные угодья.А в Арктике много миль водно-болотных угодий. Когда гуляешь по арктической тундре, это все равно, что плыть сквозь гигантскую губку.
Когда углерод вечной мерзлоты превращается в метан, он пузырится через почву и воду. По дороге часть его съедают другие микроорганизмы. Но некоторое количество метана поднимается на поверхность и улетает в воздух.
Как дополнительное количество метана из вечной мерзлоты повлияет на глобальное потепление?
Действуют несколько противоположных процессов, поэтому на этот вопрос сложно ответить.Более высокие температуры означают, что вечная мерзлота может таять и выделять метан в атмосферу. Но потепление также означает, что вегетационный период в арктических широтах продлится дольше. Когда вегетационный период длиннее, у растений появляется больше времени, чтобы всасывать углерод из атмосферы. Поскольку углерод в воздухе — это то, что растения используют для роста, при определенных условиях он также может действовать как своего рода удобрение. Тогда растения будут расти быстрее и потреблять еще больше углерода. Сейчас Арктика поглощает больше углерода, чем выделяет.Это означает, что растения поглощают углерод в течение вегетационного периода, но не выделяют его в результате разложения. Итак, мы говорим, что Арктика действует как поглотитель углерода.
Но если Земля продолжит нагреваться и большая часть вечной мерзлоты растает, Арктика может стать общим источником углерода в атмосфере, а не стоком. Это то, что ученые называют «переломным моментом». Мы говорим, что что-то достигло переломного момента, когда оно переключается из относительно стабильного состояния в непрерывный цикл.В этом случае Арктика превратится из поглотителя углерода в источник углерода. Если арктическая вечная мерзлота выделяет больше углерода, чем поглощает, это запустит цикл, в котором дополнительный углерод в атмосфере приведет к усилению потепления. Повышенное потепление означает большее таяние вечной мерзлоты и выброс метана.
Какие вопросы ученые в настоящее время изучают о вечной мерзлоте и метане?
Основные вопросы: сколько углерода в настоящее время заморожено в вечной мерзлоте? Сколько тает в будущем и когда выйдет в атмосферу? Мы также хотим знать, сколько углерода может быть выделено в виде метана, а какое — в виде диоксида углерода.Это связано с тем, какая часть земли занята водно-болотными угодьями, поскольку пруды, озера и болота являются основными местами производства метана.
Если бы правительства всего мира знали, сколько метана может выделяться из вечной мерзлоты, это могло бы помочь им решить, что с этим делать. Например, они будут знать, насколько нам нужно сократить выбросы ископаемого топлива в результате деятельности человека. Им также нужно будет знать, сколько углерода сама по себе выделяет Земля.
Хорошая новость в том, что мы еще не достигли переломного момента.Люди в некоторых районах сообщают, что часть углерода вечной мерзлоты уже начала распадаться. Но измерения содержания углекислого газа в воздухе показывают, что Арктика по-прежнему является стоком углерода. Итак, мы изучаем вечную мерзлоту, чтобы лучше понять, как она действует. Мы также пытаемся измерить количество углерода и его местонахождение. Затем ученые смогут использовать эту информацию в компьютерных программах, которые помогут нам лучше планировать будущее.