Сокращение выбросов метана имеет решающее значение для решения проблемы потепления климата, но каковы наиболее простые и экономически эффективные способы сделать это?

За последние полтора десятилетия выбросы метана резко возросли, что значительно способствует потеплению климата. Недавняя статья в Reviews of Geophysics (E.G. Niesbet et al. «Methane Mitigation: Methods to Reduce Emissions, on the Path to the Paris Agreement», https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2019RG000675) исследует, как точно измерить выбросы метана из разных источников, и обсуждает различные стратегии смягчения и сокращения выбросов. Здесь один из авторов объясняет причины увеличения выбросов, необходимость решения этой проблемы и что с этим можно поделать.

Каковы основные источники и поглотители атмосферного метана?

Метан поступает из многих источников. Примерно две пятых выбросов являются естественными, такими как водно-болотные угодья, а три пятых – антропогенные: утечки при добыче ископаемых видов топлива, продукты жизнедеятельности жвачных сельскохозяйственных животных, накопление мусора на свалках, выращивание риса и сжигание биомассы.

Основное разрушение метана происходит в его реакции с гидроксилом (ОН) в освещённой атмосфере, особенно в тропиках во влажном воздухе в нескольких километрах над поверхностью. Другие меньшие стоки метана – атмосферная реакция с атомами хлора и разрушение бактериями в почве.

Почему за последние несколько десятилетий произошёл резкий рост содержания метана в атмосфере?

Выбросы метана быстро росли в 1980-х годах, поскольку газовая промышленность активно развивалась, особенно в бывшем Советском Союзе. Затем темпы роста замедлились, и бюджет метана (баланс между выбросами и его разрушением), казалось, достиг равновесия в первые годы этого столетия. Однако в 2007 году неожиданно содержание метана в воздухе снова начало расти, причём начиная с 2014 года его рост был очень значительным, в основном в тропических регионах.

Одновременно произошло заметное изменение изотопного состава атмосферного метана. В течение двух столетий доля изотопа углерода-13 в атмосферном метане росла, отражая вклад ископаемого топлива и пожаров, относительно «богатых» C-13, но с 2007 года доля метана с изотопом C-12 начала увеличиваться.

Нет единого мнения о том, почему этот рост метана снова начался в 2007 году, почему он ускорился с 2014 года и почему происходит смещение изотопов углерода. Одна из гипотез состоит в том, что интенсивность биологических источников метана увеличились; например, рост населения привёл к интенсивному развитию сельского хозяйства в тропиках, а потепление климата сделало тропические водно-болотные угодья более тёплыми и влажными. Другая возможная гипотеза заключается в том, что интенсивность основного стока снизилась; если это правда, это было бы глубоко тревожно, так как ОН - «полицейский воздуха», удаляющий так много загрязняющих химических веществ. Третья гипотеза является более сложной: предполагается, что число пожаров (выделяющих метан, богатый C-13) уменьшилось, в то время как интенсивность других источников возросла. Конечно, эти гипотезы неэксклюзивны, и все упомянутые процессы могут происходить одновременно.

Почему акцент на сокращение выбросов метана имеет решающее значение для решения проблемы потепления климата?

Метан является чрезвычайно важным парниковым газом, вторым по значимости (после углекислого газа (CO2)) среди антропогенных парниковых газов, но он также имеет много побочных эффектов в атмосфере, которые также вызывают потепление.

В 5-м оценочном отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), вышедшем в 2013 году, вклад метана в потепление оценивался примерно в 0,5 Вт на квадратный метр (по сравнению с 1750 годом). А после добавления его побочных эффектов этот вклад возрос до примерно 1 Вт на квадратный метр (для сравнения: вклад лидирующего СО2 оценивается на уровне около 1,7 Вт на квадратный метр). К сожалению, оба этих значения теперь, конечно, ещё более возросли.

Время жизни метана в атмосфере составляет менее десяти лет. Таким образом, если выбросы метана быстро сократятся, мы увидим последующее снижение темпов потепления климата от метана в течение следующих нескольких лет. В долгосрочной перспективе СО2 является основным парниковым газом, но его сокращение займет гораздо больше времени, поэтому сокращение метана является очевидным первым шагом, дающим время перестроить мировую экономику так, чтобы уменьшить выбросы СО2. Это подобно действию дантиста, дающего быстро действующее обезболивающее, перед процедурой удаления нерва зуба.

Каковы могут быть некоторые из самых простых или экономически эффективных способов сокращения выбросов метана из разных источников?

Нам необходимо определить основные источники, вызванные деятельностью человека, которые мы можем реально быстро изменить.

Некоторые из них, относящиеся к добыче ископаемого топлива, легко идентифицируются и уже находятся под регулирующим контролем в большинстве стран-производителей, поэтому не должно быть сложностей для мониторинга и достижения лучшего контроля. Например, утечки в газовой промышленности представляют собой упущенную выгоду, в то время как преднамеренное выброс метана в нефтяной промышленности - просто технологические недоработки. Между тем, угольная промышленность быстро становится неконкурентоспособной в условиях использованием возобновляемых источников электроэнергии.

Тропические пожары представляют собой особую проблему и вызывают огромное загрязнение. Многие пожары являются либо не необходимыми (например, сжигание сельскохозяйственных отходов и стерни), либо очень вредными (например, поджог саванны и лесные пожары), поэтому существует очень веский аргумент в пользу использования как финансовых стимулов, так и законодательства для прекращения пожаров в тропиках. Хотя в некоторых местах существуют сильные корыстные интересы.

Свалки являются ещё одним важным источником. Хотя они жёстко регулируются в Европе и некоторых странах Америки, в мегаполисах в тропиках есть много огромных свалок, часто нерегулируемых и часто возгорающихся. Достаточно положить сверху полуметровый слой почвы для значительного сокращения выбросов.

И какие источники метана являются наиболее сложными для рассмотрения?

Изменение пищевых предпочтений, пожалуй, самая большая проблема. Много метана выделяется в результате жизнедеятельности жвачных животных, таких как коровы, буйволы, овцы и козы. В большей части тропической Африки и Индии коровы, как правило, живут под открытым небом, и их навоз быстро окисляется, поэтому он не является особенно крупным источником метана. Но в Европе, Китае и Соединенных Штатах крупный рогатый скот часто размещают в амбарах с большими возможностями для анаэробного производства метана. Эти выбросы из навознакопителей должны быть ликвидированы.

Конечно, мы могли бы отказаться от животной пищи, и выбросы метана снизились бы, но этому будет противостоять растущий спрос на сельскохозяйственные культуры. Потребуется более интенсивное земледелие, особенно в тропиках, которое, вероятно, будет достигнуто за счет вспашки леса и саванн, что увеличит выбросы CO2, а также потребует увеличения использования азотных удобрений.

Сокращение потребления мяса и молочных продуктов только полученными от «органических» животных, выращенных на траве, кажется разумным первым шагом для людей в более богатых странах. Но это необходимо рассматривать в контексте более широких проблем в менее развитых странах. Чтобы сократить выбросы в сельском хозяйстве, необходимо замедлить рост населения: улучшение школ, особенно для девочек, улучшение здравоохранения и повышение пенсий приведёт к сокращению роста населения и, следовательно, и производства продовольствия для человека. Сосредоточение внимания на социальных проблемах в конечном итоге также поспособствует решению проблемы климата.

Можем ли мы надеяться, что усилия по сокращению выбросов метана помогут достичь целей Парижского соглашения?

Три месяца назад ответ был бы отрицательным. Содержание метана в атмосфере растёт гораздо быстрее, чем предполагалось в сценариях, лежащих в основе Парижского соглашения. Сейчас же мы находимся уже нескольких месяцев в глобальной эпидемии COVID-19, и в условиях почти, как если бы сама природа трагически нажала кнопку паузы. Сейчас производятся попытки оценить влияние «блокировки» для выбросов CO2 и метана. По мере того, как мы пытаемся восстановить и найти способ преодолеть последствия эпидемии, произойдут большие перемены, возможно, во многих странах возникнет пауза для размышлений и появится шанс выбрать новый путь развития.

Ссылка: https://eos.org/editors-vox/methanes-rising-what-can-we-do-to-bring-it-down