加利福尼亚州麦基特里克附近的贝尔里奇油田。石油和天然气基础设施的泄漏是甲烷排放的主要来源。

加利福尼亚州麦基特里克附近的贝尔里奇油田。石油和天然气基础设施的泄漏是甲烷排放的主要来源。马里奥塔玛 /盖蒂图像

为什么甲烷是对气候目标的巨大且低估的威胁

科学家说,气候谈判者误判了甲烷排放量上升的影响,并警告强大的温室气体可能会危及实现世纪中期气候目标的希望。他们说,关键是要专注于减少这些排放及其巨大的短期影响。

甲烷排放的突然激增可能会破坏国际努力以1.5摄氏度停止行星变暖。科学家警告说,阻止激增的任务变得更加严重2015年巴黎协定。

科学家说,结果,政府通过诸如堵塞废弃的气井,密封管道,掩盖垃圾填埋场和防止农作物废物等措施的措施,对甲烷的关注很少。

由于长期以来的惯例,即不同行星温暖气体的变暖作用是根据100年来的平均影响来衡量的,因此出现了问题。科学家们说,当世界在本世纪末集中在稳定温度上时,这很好。但是,既然目标是停止在本世纪中叶达到的水平上加热,它不再适合目的,因为它极大地低估了甲烷的重要性,甲烷的重要性通常持续了十年以上,但当时它的大部分变暖影响。

最近几周,两项新的研究呼吁气候谈判者调整其公式,以比较不同的温室气体,以使其与巴黎协定的时间表一致。斯坦福大学的物理博士学位学生Sam Abernethy表示,这种调整将更加重视甲烷排放,可以降低本世纪中叶的峰值温度降低0.2摄氏度(0.36摄氏度(0.36摄氏度)。

“我们严重低估了甲烷。一位科学家说:“我们需要在短期内采取严厉行动才能实现我们的目标。”

斯坦福大学能源与环境教授罗布·杰克逊(Rob Jackson)说:“温度目标越积极,甲烷等越重要,短暂的温室气体变得越重要。”在一个新分析在Abernethy的情况下,杰克逊计算了在2040年代中期的时间表上测量的,这是根据《巴黎协议》结束变暖的可能截止日期 - 甲烷的重要性是现有法规中假定的三倍。

“我们严重低估了甲烷,”阿伯尼说。“我们需要在短期内进行严重的气候行动才能实现我们的巴黎协议目标。甲烷是实现这一目标的最佳杠杆。”

这将不仅需要从石油和天然气基础设施中泄漏,还需要采取行动,还需要许多生物源,例如垃圾填埋场和牲畜。但是,在监管机构目前评估天然气的监管机构中,Abernethy所说的“任意和不合理的”时间表所破坏了这一点。

一秒新研究表明谈判者应创建一个单独的切割甲烷排放的目标。但是,一些科学家警告不要过多地强调通过对甲烷的作用来达到短期温度目标,如果导致更高的二氧化碳排放量产生长期变暖。


甲烷排放量的五分之二来自自然来源,例如湿地中的微生物,其余的来自垃圾填埋场和稻田的人类活动,到牛的肠胃和肥料,从煤矿排气以及从天然气和油中泄漏井和管道,根据领先的分析师Euan Nisbet伦敦大学皇家霍洛威(Royal Holloway)。

自1983年以来,全球甲烷浓度。

自1983年以来,全球甲烷浓度。NOAA

一种新分析国际能源局(IEA)本周发布的工业甲烷排放量强调了从煤矿中泄漏的未记录排放的重要性。

得益于排放的不断增加,自工业前时代以来,大气中的甲烷浓度几乎增加了两倍,这比最重要的气体二氧化碳要大得多。上个月,美国国家海洋和大气管理局已发布数据显示2021年的创纪录跃升至10亿美元,而工业前700份零件则达到10亿美元。根据IEA的说法,气体负责当前变暖的30%。

遏制甲烷的技术挑战将是多种多样的,从封盖废弃的油井到繁殖少量甲烷的繁殖,再到为农民停止燃烧农作物废物的激励措施。但是涵盖温室气体的当前法规不适合该任务。

零排放的国际协议将包括甲烷在内的所有温室气体捆绑在一起,并根据其“二氧化碳等效”评估了其变暖效果,该效应已衡量100多年。这为各国满足巴黎承诺提供了最大的灵活性。但是科学家说,这是一种误导性和潜在危险的,因为它忽略了气体的不同寿命。

今天发布的大多数二氧化碳都会在大气中持续下去,并在许多世纪中持续变暖。但是,甲烷释放在头十年中产生了很大的影响,但随后迅速消失。100年来平均每种气体对每种气体的变暖影响的惯例掩盖了甲烷的更大但更短期的影响。实际上,进行了比较,以最大程度地提高二氧化碳的影响并最大程度地减少甲烷的影响。

美国宣布计划花费超过十亿美元来应对“超级污染甲烷排放”。

结果,甲烷直到最近才被气候变化的科学家和监管机构所忽视,他们专注于评估和减少CO2。但是,随着人们对甲烷的短期影响的关注,这种情况开始改变。

格拉斯哥气候会议去年11月,代表世界前五名甲烷发射器中的两个,拜登政府和欧盟发起了全球甲烷承诺旨在到2030年将排放量减少30%。

迄今为止,111个国家已签署承诺。著名的缺席者包括印度,俄罗斯和中国,仅造成了几乎三分之一的全球排放。但是,减少甲烷功能强烈在美国 - 中国格拉斯哥的宣言中,中国同意制定一项行动计划,该计划将对本十年的甲烷排放产生“重大影响”。激进主义者热衷于看看中国是否辜负这一努力会在宣言两国将“在2022年上半年召开一次会议,重点关注增强甲烷测量和缓解的细节”。

上个月的白宫宣布的计划花费超过10亿美元来应对所谓的“超级污染甲烷排放”,主要是该国130,000多个废弃的天然气和油井泄漏。最近在德克萨斯州和新墨西哥州进行的一项调查发现,只有30口井正在释放每年100,000吨甲烷

甲烷从石油和天然气部位泄漏的热点。

甲烷从石油和天然气部位泄漏的热点。Kayrros

在美国以外,这些超级源的浓度最大,是俄罗斯和土库曼斯坦的石油和天然气田。后者 - 全球甲烷承诺的另一个未表演 - 是旧苏联时代的秘密气体中亚州秘密富裕的中亚国家。根据分析位于巴黎的数据分析公司Kayrros制作的甲烷羽毛数据的卫星传感器中,2019年全球陆上石油和天然气运营最严重的甲烷释放中有31个来自土库曼斯坦。

IEA确定的石油和天然气装置中的其他主要发射器包括伊朗,委内瑞拉,阿尔及利亚,伊拉克和沙特阿拉伯。

好消息是,一旦识别出它们,这些“超级来源”通常可以通过堵塞和密封管道泄漏来廉价关闭。许多这样的措施可以通过出售已挽救的甲烷带来财务收益。在一个学习发表在科学2月,宾夕法尼亚州立大学的托马斯·拉瓦克斯(Thomas Lauvaux)和同事估计,堵塞井和管道的堵塞可能每年使土库曼斯坦受益60亿美元。“在今天的天然气价格上涨时,全世界几乎所有来自全球石油和天然气运营的排放均可以无净成本避免,”IEA执行董事Fatih Birol说

美国 - 欧盟甲烷减少的承诺得到了欧洲重建与发展银行,欧洲投资银行和联合国绿色气候基金等资助机构的支持,后者承诺与美国和欧盟合作提供援助对于旨在通过减少甲烷排放来满足其气候承诺的国家。

专家指出:“现在的甲烷排放量现在主要是增长的生物源来源的结果。”

但是坏消息是,修复这些大型甲烷的浓缩来源不足以遏制排放量的增加。尽管IEA估计煤炭,石油和天然气行业可能导致大约40%的人类活动中的甲烷排放,同位素分析,这可以根据碳12与碳-13的比率区分不同的甲烷来源。表明它们并不是过去15年来迅速增加排放的主要来源。

“尽管化石燃料的排放可能仍在增长,但甲烷排放量的飞涨现在主要是增长生物源的速度的结果,”根据Nisbet。大部分的增长来自热带地区的天然湿地,水稻田,垃圾填埋场和牲畜。人们越来越担心这种激增可能是气候变化的反馈,因为温暖,更湿的环境会增加产生甲烷的微生物活性。

气候科学家长期以来一直警告说,北极地区的多年冻土将来可能会释放大量的冷冻甲烷,从而释放进一步的变暖。但是现在看来,热带湿地已经在做同样的事情。“变暖喂食吗?似乎很可能。” Nisbet说。

因此,要停止排放的努力必须是广泛。有技术可以从空气中去除甲烷,这些技术集中在狭窄的空间中,例如煤矿通风系统或牛谷仓。他说,垃圾填埋场可以像燃气储量一样对待,并为其燃料挖掘,并且在不可能的情况下,可以覆盖以防止排放。

一名农民走过印度阿萨姆邦的稻田。稻田淹没了,是甲烷排放的重要来源。

一名农民走过印度阿萨姆邦的稻田。稻田淹没了,是甲烷排放的重要来源。Biju Boro / AFP通过Getty Images

停止农民燃烧农作物废物,减少稻田被洪水淹没的时间,并将产生少量甲烷的牛繁殖为去除农业来源的方法。

但是气候科学家说,评估不同温室气体的变暖潜力的甲烷在公式中的轻描淡写减少了政府投资减少这种减少的激励措施。这是因为这样的努力只会贡献少量减少“净零”目标的排放。

为了击败这个陷阱,一月份由牛津大学的迈尔斯·艾伦(Myles Allen)领导的一群国际研究人员呼吁更换单个100年的“ CO2当量”目标具有两个靶标,一个用于长期气体的排放,例如CO2,另一种用于短期气体,主要是甲烷。

Abernethy说,这是有道理的。但是,即使有两个目标,也必须根据气候对气候的影响进行比较。Abernethy说:“与另一个桶中的减少相比,我们需要一种重视一个水桶减少的方法。”“我们认为,应该根据他们对达成巴黎协议的影响进行加权。”

Abernethy的新分析提供了这样做的指标,通过确切确切地确定甲烷变暖效果多年来对符合巴黎协议至关重要的效果。它表明,在到2045年期间,现在发射的甲烷分子在加热大气方面的效力将比同时发射的二氧化碳分子高75倍。这与联合国谈判人员目前使用的28个数字和美国环境保护署目前使用的28个数字相比。

分析师警告说,如果资金“用于甲烷切割而不是二氧化碳切割,那么短期内的温度将较低,但从长远来看,温度将较低。”

一些研究人员质疑长期对短期计算过多关注的建议性,该计算优先考虑切割甲烷排放。“如果有限的资金用于甲烷切割而不是二氧化碳切割,那么短期内的温度将较低,但从长远来看会更高,”警告米歇尔·凯恩(Michelle Cain),克兰菲尔德大学的环境数据分析师。

Abernethy同意该隐有观点。他承认,他自己的四分之一世纪的时间框架与传统的一世纪框架一样科学任意。“但是至少这与国际决策的重点是一致的。”

与本文交谈的大多数其他气候科学家也采取了类似的观点,并支持了Abernethy的方法。Keith Shine, a meteorologist at the University of Reading and co-author of Allen’s paper, says that making the calculations about the warming effect of different gases consistent with international climate priorities “opens the door to more informed, and cost-effective, policy choices.”

但是,尽管重点降低甲烷的重新校准得到了许多气候科学界的支持,但仍有待观察的是,它是否会在气候谈判者中受到青睐。任何政府都没有对联合国气候公约进行更改的正式建议。任何此类提议都会引起争议,因为这将对国家减少其排放量具有重要意义。在没有甲烷和输家的国家之间,将有赢得胜利者。

Shine怀疑谈判者想打开蠕虫的罐头。他说,联合国政治进程“要保守得多,并且似乎不可逆转地致力于使用100年的时间表,尽管有很多证据表明它不适合满足温度目标的目的。”

如果是这样,那么很快就会停止地球的变暖。