«Отнесение термогенного метана из нефтяной и газовой промышленности основано на наши вертикальные измерения концентраций этана и метана между землей и верхними слоями атмосферы Земли», — говорит инициатор исследования доцент Ральф Зассманн из отдела атмосферы. Отдел экологических исследований Института метеорологии и климатических исследований KIT (IMK-IFU). По его словам, помимо термогенного метана, образующегося в глубоких слоях горных пород при высоких температурах и выбрасываемого в атмосферу в результате добычи нефти и газа, рост биогенных выбросов в результате анаэробных процессов является еще одной причиной. Соответствующие вклады, например, водно-болотные угодья или животноводство в настоящее время параллельно анализируются другими исследовательскими группами.
Этан важен для количественной оценки вклада термогенного метана. Как и метан, это углеводородное соединение и один из основных компонентов природного газа. «В случае биогенных источников метана этан не образуется», — объясняет Петра Хаусманн, докторант в команде Sussmann.Исследование основано на долгосрочных измерениях, проведенных обсерваторией KIT на вершине Цугшпитце и исследователями климата из Национального института водных и атмосферных исследований в Лаудере, Новая Зеландия. Измерения представляют фоновые концентрации метана и этана в обоих полушариях Земли.
В то время как измерения на Цугшпитце показывают значительную корреляцию между этаном и метаном, то есть внезапное увеличение концентраций обоих газовых примесей с 2007 года, ученые Лаудера наблюдали аналогичное возобновление роста только для метана. По результатам этих измерений ученые пришли к выводу, что по крайней мере 40% мирового увеличения концентрации метана после 2007 года должно быть связано с нефтегазовым сектором и что выбросы произошли в северном полушарии.
Хотя последние исследования биогенных источников, проведенные коллегами из Новой Зеландии, показали, что основной вклад в возобновившееся повышение концентрации метана после 2007 г. имеет биогенное происхождение (Schaefer et al. In Science), «это согласуется с нашим результатом по меньшей мере 40 % доля термогенных выбросов », — поясняет Зуссманн.
Он отмечает, что увеличение выбросов от нефтегазового сектора в сочетании с выбросами от водно-болотных угодий и, возможно, животноводства, по всей видимости, все больше и больше вызвали новый рост концентрации метана в последнее десятилетие.Природный газ — более благоприятен для климата, чем уголь?
До полного перехода на возобновляемые источники энергии природный газ по-прежнему считается более благоприятной для климата альтернативой углю, поскольку при его сжигании образуется лишь вдвое меньше углекислого газа. Гидравлический разрыв пластов горных пород («гидроразрыв») для нетрадиционной добычи природного газа рассматривается как мостовая технология.
Исследование KIT, показывающее рост термогенных выбросов метана в северном полушарии с 2007 года, также имеет политическое значение, поскольку результаты также предполагают связь с бумом нефти и газа в Северной Америке, который начался примерно в то же время десять лет назад. Учитывая, что большая часть нефтегазового бума последнего десятилетия произошла в США, это противоречило бы официальным оценкам Агентства по охране окружающей среды США (EPA), которое сообщает о постоянно низких или даже сокращающихся выбросах метана в нефтегазовом секторе в США за последние десять лет.
Недавно соответствующее исследование, проведенное в США на основе спутниковых данных, показало увеличение выбросов метана в США более чем на 30% в период с 2002 по 2014 год (Turner et al. В Geophysical Research Letters).
Также этот результат противоречит выводам EPA об отсутствии значительных антропогенных выбросов метана в США, говорит Сассманн.По словам Ральфа Зуссманна, по крайней мере, часть этих несоответствий может быть объяснена расчетом слишком малых скоростей утечек для добычи и использования нефти и природного газа. В то время как EPA использует экстраполяцию случайных выборок на отдельных скважинах и электростанциях (восходящая оценка), в исследовании KIT используются репрезентативные измерения атмосферного фона (нисходящий метод). Текущий пример утечки газа — утечка в калифорнийском каньоне Элисон, из которой в период с октября 2015 года по февраль 2016 года было выброшено около 100000 тонн метана.
«В долгосрочных масштабах, составляющих несколько десятилетий, обычно ожидается, что природный газ будет иметь климатическое преимущество. Однако в более коротких временных масштабах это климатическое преимущество уже не действует, если уровень утечки при добыче природного газа превышает относительно низкое пороговое значение всего в несколько процентов », — говорит Суссманн.
Причина: метан, попадающий в атмосферу, имеет более короткий срок жизни, но при том же количестве имеет гораздо более сильный парниковый эффект, чем углекислый газ.Ученые KIT видят необходимость в дальнейших исследованиях, чтобы объяснить расхождения между официальными экстраполяциями и научными измерениями.
Более того, в США были приняты далеко идущие концепции технического развития для снижения скорости утечки природного газа. «Быстрое и широкое осуществление этих мер по сокращению выбросов определит, может ли добыча нетрадиционного природного газа быть экологически безопасной альтернативой сжиганию угля в более короткие сроки», — добавляет Ральф Зуссманн.