Неопределенная роль природного газа в переходе к чистой энергетике

Метан является мощным парниковым газом, и в настоящее время он вытекает из эксплуатируемых скважин, резервуаров, трубопроводов и городских распределительных систем природного газа.

Новое исследование MIT исследует противоположную роль природного газа в борьбе с изменением климата - как мост к будущему с меньшими выбросами, но также и вклад в выбросы парниковых газов.

Роль природного газа в борьбе с изменением климата

Природный газ, который в основном состоит из метана, рассматривается в качестве важного «переходного топлива», помогающего миру отказаться от выбросов парниковых газов от ископаемого топлива, поскольку при сжигании природного газа для производства электроэнергии выделяется примерно вдвое меньше углекислого газа, чем при сжигании угля. Но сам по себе метан является мощным парниковым газом, и в настоящее время он вытекает из эксплуатируемых скважин, резервуаров, трубопроводов и городских распределительных систем природного газа. Увеличение его использования в качестве стратегии обезуглероживания электроснабжения также увеличит потенциал для таких «неорганизованных» выбросов метана, хотя существует большая неопределенность относительно того, какой их реальный объем. Недавние исследования подтвердили трудность даже при измерении сегодняшних уровней выбросов.

Эта неопределенность усугубляет сложность оценки роли природного газа в качестве моста к энергосистеме с нулевыми углеродными выбросами. Но сейчас необходимо сделать стратегический выбор относительно того, стоит ли инвестировать в инфраструктуру природного газа. Это вдохновило исследователей Массачусетского технологического института на количественную оценку сроков установки инфраструктуры природного газа в Соединенных Штатах или ускорения ухода от нее, одновременно признавая неопределенность в отношении неорганизованных выбросов метана.

Исследование показывает, что для того, чтобы природный газ стал основным элементом усилий страны по достижению целевых показателей по сокращению выбросов парниковых газов в предстоящее десятилетие, существующие методы контроля утечки метана должны быть улучшены в пределах от 30 до 90 %. Учитывая текущие трудности в мониторинге метана, достижение этих уровней - может быть проблемой. Метан является ценным товаром, и поэтому у компаний, производящих, хранящих и распространяющих его, уже есть стимул минимизировать его потери. Однако, несмотря на это, намеренная вентиляция и сжигание природного газа (с выделением углекислого газа) продолжается.

Исследование также показывает, что политика, направленная на то, чтобы перейти непосредственно к безуглеродным источникам энергии, таким как ветровая, солнечная и ядерная энергия, могла бы соответствовать целевым показателям выбросов, не требуя таких улучшений и уменьшения утечки, даже если использование природного газа все еще будет составлять весомую долю в энергобалансе.

Исследователи сравнили несколько различных сценариев ограничения выбросов метана из системы производства электроэнергии, чтобы достичь цели на 2030 год по сокращению выбросов углекислого газа на 32 % по сравнению с уровнями 2005 года. Полученные результаты были опубликованы 16 декабря 2019 года в журнале «Environmental Research Letters» в статье Магдалены Клемун и Джессики Трансик.

Метан является гораздо более сильным парниковым газом, чем углекислый газ, хотя, насколько его влияние больше, зависит от того, какой период времени вы выбрали. При усреднении по 100-летнему графику, который является наиболее широко используемым при сравнении, метан примерно в 25 раз мощнее, чем углекислый газ. Но в среднем за 20 лет он в 86 раз сильнее.

Фактические скорости утечки, связанные с использованием метана, широко распространены, сильно варьируются и их очень трудно определить. Используя цифры из разных источников, исследователи обнаружили, что общий диапазон составляет от 1,5 до 4,9 % от объема добываемого и распределяемого газа. Часть потерь происходит прямо в скважинах, часть происходит во время обработки и из резервуаров, а другая - из распределительной системы. Таким образом, для решения различных условий могут потребоваться различные виды систем мониторинга и мер по смягчению.

«Летучие выбросы могут выходить из самого места, где добывается природный газ, вплоть до конечного потребителя», - говорит Транчик. «Сложно и дорого следить за этим по всему пути».

Это само по себе создает проблему. «Важная вещь, о которой следует помнить, думая о парниковых газах, - говорит она, - заключается в том, что трудности с отслеживанием и измерением метана сами по себе являются риском». Трансик говорит, что подход данного исследования заключается в том, чтобы принять неопределенность вместо того, чтобы ее сдерживать, - сама неопределенность должна определять текущие стратегии, утверждают авторы, мотивируя инвестиции в обнаружение утечек, чтобы уменьшить неопределенность или ускорить переход от природного газа.

«Уровень выбросов для одного и того же типа оборудования в одном и том же году может значительно варьироваться», - добавляет Клемун. «Уровень выбросов может варьироваться в зависимости от того, в какое время суток вы делаете измерение или в какое время года. Существует много факторов».

Исследователи рассмотрели весь спектр неопределенностей: от того, сколько метана уходит, до того, как охарактеризовать его воздействие на климат, в различных сценариях. Один из подходов делает сильный упор на замену угольных электростанций, например, природным газом; другие увеличивают инвестиции в источники с нулевым содержанием углерода, сохраняя при этом роль природного газа.

При первом подходе выбросы метана из энергетического сектора США должны быть сокращены на 30-90 % по сравнению с сегодняшним уровнем к 2030 году, наряду с 20-процентным сокращением выбросов углекислого газа. В качестве альтернативы, эта цель может быть достигнута за счет еще большего сокращения диоксида углерода, например, за счет более быстрого расширения низкоуглеродного электричества, не требуя каких-либо сокращений скорости утечки природного газа. Более высокий предел опубликованных диапазонов отражает больший акцент на краткосрочный вклад метана в потепление.

Один вопрос, поднятый в ходе исследования, заключается в том, сколько инвестировать в развитие технологий и инфраструктуры для безопасного расширения использования природного газа, учитывая трудности в измерении и уменьшении выбросов метана, и учитывая, что практически все сценарии для достижения целевых показателей сокращения выбросов парниковых газов требуют окончательного прекращения использования природного газа, который не включает улавливание и хранение углерода к середине столетия. «Определенный объем инвестиций, вероятно, имеет смысл использовать для улучшения существующей инфраструктуры, но если вы заинтересованы в действительно больших целях сокращения, наши результаты затрудняют обоснование этого расширения прямо сейчас», - говорит Транчик.

По их словам, подробный анализ в этом исследовании должен служить руководством для местных и региональных регулирующих органов, а также политиков. Эти сведения также применимы к другим странам, которые полагаются на природный газ. Лучший выбор и точные сроки, вероятно, будут варьироваться в зависимости от местных условий, но исследование определяет проблему, рассматривая различные возможности, которые включают крайние значения в обоих направлениях, то есть, в основном инвестирование в улучшение инфраструктуры природного газа при расширении его использования или ускорении ухода от него. опубликовано econet.ru по материалам scitechdaily.com

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet