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气候变化

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共议甲烷:卫星让“隐形气候威胁”现身,下一步是什么?

来源:美国环保协会 作者:汪维 陈文君 人气: 发布时间:2020-01-04 10:12:49

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MethaneSAT将对全球超过80%的油气设施进行定期监测。

甲烷是一种无色无味的气体,作为一种强效温室气体,甲烷排放对全球变暖的贡献率可达四分之一,因此,如何监测和测量甲烷的排放是进行甲烷减排以及应对气候变化的重要内容之一。

近日,美国环保协会(EDF)等机构的科学家宣布,他们已成功利用卫星数据对去年俄亥俄州天然气井发生的重大事故中泄露的甲烷量进行识别及测量。这是全球首次使用常规调查收集的卫星数据来监测和量化石油或天然气事故中的甲烷泄露情况。研究结果标志着甲烷卫星监测技术的突破,以及企业、政府以及非政府组织开始利用卫星来追踪和减少全球石油和天然气及其他行业的甲烷排放。

从2颗卫星看“甲烷测量”门道

2018年2月15日,俄亥俄州贝尔蒙特县的一口油气井发生爆炸,导致天然气(主要是甲烷)在接下来的20天里大量逸散。尽管当时该井的管理方和地方政府官员都知道这是重大事件,但并未直接测量实际释放的天然气量。

为了解该事故造成的实际甲烷泄露情况,美国环保协会的专家获取了欧洲航天局发射的TROPOMI卫星仪器的监测数据。数据显示,受损油井的甲烷逸散速率为每小时120吨。假设该油井泄露周期长20天,每天的泄露速率一致,那么此次事件产生的甲烷总排放量总计约为6万吨,相当于俄亥俄州每年油气行业甲烷排放总量的四分之一。

这是全球首次通过使用卫星数据对甲烷泄露情况进行量化计算,相关研究成果已于近日发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。

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甲烷是一种无色无味的气体,但红外线相机等技术可以让甲烷泄漏无所遁形。

“甲烷排放是造成气候变化的一个主要因素。但是,排放源的位置通常是不可预测的,并且可能发生在全球偏远的地方。这一研究结果表明,无论身在何处,卫星都有机会帮助人们监测和量化排放。”该研究论文的合著者之一、美国环保协会首席科学家史蒂文·汉伯格(Steven Hamburg)博士说。

TROPOMI属于全球测绘探测器,可在大尺度下测量排放量相对较高地区的甲烷浓度的整体趋势,同时还可以对二氧化氮、一氧化碳、臭氧等气体进行监测。TROPOMI具有观测范围大的优点,但其空间分辨率较低,无法测量较小排放源的甲烷泄露。

为了完善对全球甲烷排放情况的监测和测量,美国环保协会分支机构MethaneSAT计划于2022年发射同名卫星MethaneSAT。MethaneSAT搭载的高灵敏度的光谱仪将能够检测出浓度低至2ppb的甲烷,而其高空间分辨率和200公里宽的视野范围,将使MethaneSAT能够在大尺度内量化很小的排放源。

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目前,MethaneSAT项目正在按计划积极推进当中,越来越多的合作伙伴参与进来。2019年11月,新西兰政府宣布将为项目提供资金支持,还计划承接地面任务控制中心,并利用卫星数据支持扩大科学研究的范围。

甲烷减排与利用箭在弦上

美国环保协会的研究证明,卫星遥感技术有能力在全球范围内定期测量甲烷的排放情况。而此前,由于甲烷难以测量,其重要性一直被低估。

目前已有研究表明,甲烷对全球变暖的贡献率约占四分之一,其热量吸收能力远大于二氧化碳。尽管甲烷的生命周期短于二氧化碳,但由于其吸收热量的效率大于二氧化碳,其在短期内气候的破坏可能更大。在甲烷释放后的最初20年里,其温室效应是二氧化碳的84倍。如果我们想有效减少全球变暖的速度和程度,就必须同时解决甲烷和二氧化碳的排放问题。

中国是全球人为甲烷排放量最多的国家之一,中国的行动对于全球能源行业甲烷排放治理至关重要。2019年9月,生态环境部应对气候变化司负责人在接受采访时表示,中国将进一步加强甲烷等非二氧化碳温室气体排放的控制工作,完善甲烷等非二氧化碳气体排放的监测和统计制度,加强对能源活动和工业生产过程中甲烷等非二氧化碳温室气体排放的管控。

为支持中国开展甲烷减排与利用政策的制定与实践,2020年“中国甲烷论坛”将于近期举行。论坛将邀请国内外机构共同就中国能源行业中长期甲烷减排目标,甲烷控制及利用技术和投融资机制展开探讨, 敬请关注!

(编辑:逍遥客)

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