甲烷发生了：为什么未捕获排放浪费机会

本文最初发表于Ensia。

在蓝云杉农场布里德波特，佛蒙特州，黑色和白色的奶牛被用于常规。在什么看起来像一个编排的舞蹈1,400奶牛微妙跨过刮板沿混凝土地面运行并收集它们的粪便，从而进入可容纳21天价值的浪费巨大的沼气池。在内部，高度易燃的甲烷气体在低压下建立起来的，然后在600万千瓦发电机烧毁，400家供电的能力。

蓝云杉没有捕捉到甲烷，但采取这种做法已经变成废为利润中心，带来溢价的能量。厄尼Audet,一名业主说，“牛力”已成为乳品操作的一个组成部分。“没有它，我们不会跑农场，”他补充说，经过六年中的$ 1.5万沼气池接近为自己支付。至少有十几个其他佛蒙特州的农场也卖得牛力来急切的买家。

像这样的故事在一个变暖的世界里变得越来越重要，因为甲烷是一个恶劣的气候因素。甲烷由反刍动物、能源生产和腐烂的有机物质产生，是天然气的主要成分，是一种比二氧化碳更强的温室气体。“它带来了巨大的冲击力，”自然资源保护委员会(Natural Resources Defense Council)的气候和清洁空气项目主任戴维·多尼格(David Doniger)说。

尽管甲烷包括总气候排放的只有约14％，并且具有仅在约12年的大气中的寿命 - 相比大致100年CO2 - 它是许多倍比短期CO2更有效，根据政府间气候变化。自2007年以来全球甲烷的释放已经显示出显著上升。

甲烷是由森林火灾、冻土、野生动物、河流、湖泊和湿地自然产生的。但进入大气的甲烷有一半以上来自人类活动。根据全球甲烷行动,全世界人为来源包括反刍动物的消化过程(29%)、石油和天然气系统(20%)、垃圾填埋场(11%)、稻田(7%)10%,与其他农业生产,废水(9%)、煤矿(6%)和粪便养殖动物(4%)。

好消息是，有相当简单的方法可以明显变慢我们的甲烷排放量 - 如果我们做出的承诺这样做。

石油和天然气生产

甲烷是石油和天然气生产的副产品，在没有商业用途的情况下，大量的泄漏和故意排放会产生甲烷。在钻井过程中以及钻井后，包括压缩机、钻井平台、泵和储罐，以及向发电厂和配电网络输送的过程中，很多地方都会发生泄漏。

但专家说，石油和天然气行业可能清理其与水果的行为如此唾手可得它本质坐在地上。一个2014年环境保护基金会ICF国际的报告据估计，现有技术可以以每1000立方英尺1美分的成本将石油和天然气甲烷排放量减少40%。整个行业,需要投资22亿美元,根据石油和天然气杂志小于1%的产业年度资本支出在美国更重要的是,法国电力公司(EDF)的报告说,这些变化可以节省消费者每年1亿美元的全部价值实现气体中恢复过来。一个2014研究由自然资源保护委员会，净化空气任务和塞拉俱乐部（PDF）说，该行业的甲烷排放量可以进一步削减 - 50％。

“没错，稻田和畜牧业是甲烷排放源，但问题是经常丢失，各国都在争先恐后的新的天然气来源，我们有一个简单的解决方案通过安装新的设备，以减少泄漏，”马克·布朗斯坦说，associate vice president and chief counsel of the U.S. Climate and Energy Program at EDF. “It would be an easy thing to do.”

减少这些排放的紧迫性是由最近的大型甲烷“热点”的发现强调了从太空可以看到和悬停在新墨西哥州北部钻井作业。根据华盛顿邮报，石油和天然气在美国“丢失” 800万吨的甲烷的速度递增。

一些石油和天然气生产商已采取的自愿措施，通过购买在EDF报告中建议的新设备，以减少甲烷排放，以及美国石油协会声称自2011年九月份减少了12％，六个国际石油公司 - 挪威国家石油公司，包括来自挪威，Britain’s BG Group, Italy’s ENI, Mexico’s Pemex and Thailand’s PTT —表示会与东道国的工作产生重大甲烷削减举措。该总部位于美国的全球巨头并没有在一组，尽管休斯敦的西南能源被列入。

尽管这些行业要求，国际图片并不乐观。The United Nations and the World Bank worked together in the 1990s on a project to capture and use the commonly vented methane from Chinese mining operations, but the $10 million spent then would have to be increased dramatically to address the problem just in China, the world’s largest coal producer. And in 2014, Britain thwarted a legal push for fracking regulation in the European Union that could have included guidelines on methane leaks.

由于现有的数据不佳，罗布·杰克逊，在斯坦福大学地球环境科学教授说，“我们不知道尽可能多的人认为”多少甲烷行业实际发射。“当科学家和外观真的喜欢，”他说，“库存量往往高于他们应该是，大约高出50％。在最坏的情况下，它的两到三倍以上。”同时，着眼于生产方面，石油和天然气行业一直卖的确切反叙事 - “显著高估天然气业务的甲烷排放” 2012年美国石油学会的研究声称，EPA已

API，它代表石油和天然气的利益，拒绝就此事接受采访的几个要求，但在2014底漆液压压裂，该集团表示行业正在“制定和实施新技术，减少生产过程中释放的甲烷。”在同一份报告援引美国环保署估计，API称，甲烷泄漏率天然气系统是在2％以下，这是“低于3％的受访者所必需的直接气候好处发电厂使用天然气，并远低于8％的估计引为提供长期的利益相比，煤炭作为“。

管道漏水

在美国，参议员爱德华·马基（d-质量）推出两项法案将尚未解决甲烷泄漏的另一主要来源 - 那些从下美国城市老化管网。在许多情况下，铸铁和钢的腐蚀线超过100年的历史，与现代科技正显示出我们的问题是多么糟糕。EDF和谷歌地球外展联手打造丰富多彩的交互式地图那表明波士顿，被人口稠密与热点，而印第安纳波利斯泄漏点 - 最近更新了它的基础设施 - 也比较干净。一个新的研究由哈佛大学研究生凯瑟琳McKain导致的结论是，在一年的期限开始于2012年，对气体的3％被传递到在大波士顿客户被泄露到大气中。

斯坦福大学的杰克逊是在2012年制定管道泄漏映射的先驱。他说，截断流动“意味着更多的钱在生产者的口袋，或在消费者的口袋谁的输气支付。”但是，随着杰克逊指出，燃气公司将有更大的动力，修复泄漏如果不是因为在许多社区他们允许估算渗漏，然后法案最终用户的事实 - 我们 - 对于不慎丢失的天然气。此外阻尼他们的热情在一些地方都在成本回收管道维修规定上限。

凯瑟琳粘土、政策战略副总裁美国燃气协会,在2014年在奥斯汀SXSW生态会议上说,德克萨斯州,3000到4000英里的铸铁管道(或裸裸钢)全国每年所取代,而“每英里的速度排放自1990年以来下降了40%。但杰克逊说，这一记录参差不齐:俄亥俄州几乎更换了所有的铸铁管道，但巴尔的摩“正按计划在2150年更换最后一批旧管道。”

甲烷水合物

无论权利要求是更准确的，至少油气泄漏最可能的可被固定。甲烷水合物，在另一方面，是一个更加棘手的问题。冻结的存款，从浮游生物的很久以前的分解而形成的，大多是在深海的底部。这些甲烷被释放到大气中以加速度随着全球变暖。在2013年，例如，一个国际研究小组报告说，东西伯利亚北极大陆架 - 或ESAS - 每年排放至少1700万吨的甲烷，这纳塔利娅Shakhova，团队和教授在阿拉斯加费尔班克斯大学的一员,said is equal to the gas emitted by the Arctic tundra — long considered one of the Northern Hemisphere’s principal sources.

根据一个2014年的文章中科学美国人但是，这一负担可能会带来好处。海底的水合物矿床已经引起了能源生产商的极大关注——作家丽莎·马戈内利指出，海底水合物“所含的碳量至少和地球上所有的煤炭、石油和天然气储量一样多。”仅仅在美国附近的水域，水合物就可以提供相当于2000年的天然气供应。而本国没有大量油气储备的日本，则对水合物开采表现出了浓厚的研究兴趣。

但这个承诺被噩梦气候情景平衡，其中，作为与全球变暖，甲烷水合物发泄的一部分到大气中。根据EPA，“一斤一斤，[甲烷]对气候变化的比较影响比二氧化碳超过100年的周期大20倍以上。”

“排放量将继续增长，因为在北极地区变暖正在发生快两倍，在全球其他地区，而且这一趋势还在继续，” Shakhova说。“‘热点’ - 我们相信东西伯利亚北极大陆架是世界上最热的地方 - 发生在哪里永久冻土层已经达到了融点”

水合物甲烷的大量释放的可能性“不能排除，” Shakhova说。在2008年的科学论文（PDF）她和同事写道，“我们在任何时候考虑了释放50亿吨[甲烷在大气中的电流量10次]水合物储存的高度可能突然释放的预测量。”这将导致“灾难性的结果温室效应”。在2013年，她合写在自然地球科学论文最后，“甲烷还需要大量的逃离西伯利亚大陆架。”

三位欧洲科学家在《自然》杂志的一篇评论中估计，如果在2015年至2025年之间排放500亿吨二氧化碳，全球经济损失和适应气候变化的成本将高达60万亿美元。当然，许多科学家认为甲烷的释放会持续几个世纪，而不是突然的灾难性事件。

请记住，地球上的甲烷水合物储量估计有1800亿吨(仅东西伯利亚北极大陆架就有1400亿吨)，因此，500亿吨的甲烷释放可以说只是这个全球问题的冰山一角。美国南方卫理公会大学的科学家Benjamin Phrampus和Matthew Hornbach说，墨西哥湾流的变化“使甲烷水合物沿着北美边缘的广阔地带迅速变得不稳定”在2012年写道：大自然。深海沉积物相对安全，不会受到小规模气候变暖的影响，但较浅的水合物——比如东西伯利亚北极大陆架下的水合物——则比较脆弱。

种植业改革

与此同时，人类有关的全球甲烷产生归因于那些黑色和白色的奶牛和其他反刍动物提供了短期下降一个更有希望的机会的29％。

在中国农民对种植水稻的方法是切排放科学家的工作。相反，在整个生长季节水浸田，稻农中途排水的，这既削减用水量，并在很大程度上甲烷生产。因为中国每年稻田释放估计510万吨的甲烷，这是一个非常大的好处。气候和清洁空气联盟，以减少短命的气候污染物及其合作伙伴与稻农在孟加拉国，哥伦比亚和越南工作以减少甲烷强度30％的到2019年，这个过程也带来了粮食安全和适应效益。

和改变什么牲畜吃（增加膳食脂肪的摄入，例如），与牛力变化一起，显著可以减少农业甲烷输出。在ω-3脂肪酸的进料的高，例如，在使用中在600个法语农场（它们中的一些大的工业操作），纽约时报报道并已使甲烷排放量减少了30%。

下一步

奥巴马政府在2014年本月初发布的甲烷蓝图呼吁，除其他事项外，更新的标准垃圾填埋场甲烷，从煤矿和自愿减排战略的捕捉计划，要由25％降低乳品业甲烷由2020年的政府得到了更强硬，称将实行新规则削减甲烷排放量来自石油和天然气行业到2025年最终法规高达45％从2012年水平预计在2016年。

获得一个全面的甲烷法案在国会通过是困难的，但总统的行动依赖于他的权力下的清洁空气法案独立行事。Doniger说，甲烷规范性文件可以由环保局根据现行法律通过，因为已经做了控制汽车燃油经济性和排放从目前的发电厂。

国际上，2015年底在巴黎举行的联合国气候变化会议有望达成一项协议，其中包括减少甲烷排放的强有力举措。世界各地已经开始实施相关计划，包括在新西兰引进一种新的羊品种估计产生10个％的较低的排放和低碳农业倡议在澳大利亚，其包括碳信用甲烷削减。肯尼亚的一个试点项目的重点是通过提高奶牛的饮食中减少排放。

作为全球变暖的一个因素，甲烷既令人担忧，又不为人所知。同时，这也是一个不断变化的目标，其产生的原因多种多样，包括人类(农业和石油天然气部门)，以及自然(深海湿地和水合物)。与此同时，这也是一个在不久的将来可能产生重大影响的领域。

所有这一切意味着没有全面的计划，以减少温室气体排放量都不能忽视这个重要角色。