作者:哈佛大学约翰·A
保尔森工程和应用科学学院 信用:Pixabay/CC0公共领域 美国天然气分配和使用产生的甲烷排放
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根据哈佛大学约翰·阿的一项新研究,城市比环境保护局最近的估计高出2到10倍
鲍尔森工程和应用科学学院(SEAS)
在波士顿,天然气系统的甲烷排放量比马萨诸塞州DEP最近的估计高出六倍,尽管立法旨在修复天然气管道的泄漏,但八年来没有显著变化
甲烷是仅次于二氧化碳的最强温室气体
减少甲烷排放对减缓全球变暖至关重要
虽然二氧化碳具有更持久的影响,但甲烷在大气中的前20年升温能力是二氧化碳的80多倍,为近期升温设定了速度
该研究由哈佛大学、波士顿大学、美国国家海洋和大气管理局地球系统研究实验室和环境保护基金合作进行,使用甲烷和乙烷浓度的大气测量来跟踪波士顿八年的排放量
研究人员发现,一半以上的排放可能来自管道以外的来源,包括压缩站、仪表、锅炉和熔炉等设备,以及其他所谓的终端排放源
研究发现,城市天然气管道和最终用户排放源的甲烷排放量占美国总排放量的20%至36%
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天然气的甲烷排放量明显高于之前的估计,之前的估计发现这些来源仅占负荷的6%左右
该研究的资深作者、SEAS大学阿博特·劳伦斯·罗奇大气与环境科学教授史蒂文·沃夫西说:“传统的天然气系统排放估算方法缺少甲烷排放的重要来源。”
“如果城市和州想要通过有意义的立法来限制排放,它们需要知道排放来自哪里,它们如何随着时间的推移而变化,以及减少排放的政策是否奏效
" 这项研究发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上
如今,石油和天然气系统约占美国人为甲烷排放量的30%
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随着天然气成为越来越重要的能源,这一数字一直在稳步上升
该论文的第一作者、SEAS环境科学与工程研究科学家玛丽安·萨金特(Maryann Sargent)说:“随着我们向绿色能源迈进,天然气已经作为过渡燃料出售——但其低温室气体排放取决于低损失率,因为任何逸出的甲烷量都会对气候产生强烈影响。”
城市使用所谓的自下而上的方法计算天然气的甲烷排放量,对各种排放源进行采样,并生成每个排放源的平均排放率
但是,当这些估计值与大气中实际甲烷的测量值相比较时,会有很大的差异
这些差异的原因是什么? 为了回答这个问题,研究小组设计了一个自上而下的研究,从大气测量开始,向后追踪排放
研究人员在波士顿的两个地点安装了传感器,一个在波士顿大学的屋顶上,一个在科普利广场的高楼顶上,还有三个位于波士顿郊外马萨诸塞州彼得森的哈佛森林和马萨诸塞州马什皮的地点
传感器从2012年9月持续运行到2020年5月
为了将天然气排放与垃圾填埋场等其他甲烷来源区分开来,传感器测量了甲烷和乙烷的水平,这是一种由天然气排放的化合物,但不是由其他甲烷来源排放的
利用一个考虑了风和大气湍流的模型,研究小组能够以1公里的分辨率计算出波士顿地区的天然气排放量
该研究显示,排放量比最近的估计高出三倍,比该州仍在使用的2018年研究高出六倍
尽管颁布了旨在通过强制修复渗漏管道来控制排放的立法,但排放量在过去八年中保持不变
萨金特说:“这似乎是一场打地鼠游戏,每次你修补一个漏洞,就会出现一个新的漏洞。”
研究人员还注意到排放量会随季节变化
由于管道常年受压,季节性排放必须与管道末端的消耗相联系,例如住宅、工业和商业建筑中的设备,如锅炉、熔炉、烟囱或流量计和增压压缩机
2020年4月的新冠肺炎封锁让人们对排放和消费之间的关系有了更多的了解
波士顿大学传感器的排放量在封锁期间下降了40%,当时附近的许多建筑显著减少了热量、热水或炉子的使用
研究人员发现,这些基于消费的季节性排放约占波士顿天然气总排放量的56%
萨金特说:“我们没想到排放和消费之间会有如此密切的关系。”
“这一发现表明,政府需要关注的不仅仅是管道的排放,并提供更多证据表明,我们应该从天然气转向可再生能源,为我们的城市供暖和供电
" 这项研究由科迪·弗洛辛格、凯瑟琳·麦克凯恩、约翰·布德尼、伊莱恩·W
露西·戈特利布
胡泰拉和乔塞夫·鲁德克
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