В августе Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) Организации Объединенных Наций сделала знаковый доклад о состоянии планеты, который (внимание: спойлер) не радует.
Главный злодей, по оценке этого сообщения, — углекислый газ (CO₂), но много внимания уделено и его менее известному брату — метану. В плане создания парникового эффекта, отмечено в докладе, последний в 80 раз сильнее первого, а такой высокой концентрации метана в атмосфере, какая фиксируется сейчас, не было, как минимум, 800.000 лет. Если бы человечество всерьёз взялось за сокращение выбросов метана, это существенно и быстро замедлило бы изменение климата.
«Обуздание метана — второй по важности приз в деле стабилизации климата, и его можно получить очень быстро, — заявил после публикации основных тезисов доклада Рик Дьюк (Rick Duke), старший директор и представитель Белого дома по связям со специальным посланником президента США по вопросам климата. — Нет ничего более насущного в деле обеспечения климатической безопасности в ближайшем будущем, ничего другого, что даёт критически необходимое нам время для декарбонизации энергии и разработки таких передовых вариантов деятельности, как технологии отрицательных выбросов».
С Дьюком согласна Илисса Окко (Ilissa Ocko), старший климатолог Фонда защиты окружающей среды (Environmental Defense Fund):
«Сокращение выбросов метана — самый быстрый, наиболее эффективный способ замедления скорости потепления прямо сейчас».
Как и углекислый газ, метан содержит углерод: формула метана — CH₄. Он — один из основных компонентов природного газа и многих экосистем. Большое количество метана (особенно много — в болотистых местах) выделяют гниющие растения. А ещё он является продуктом пищеварения насекомых, например термитов, и копытных млекопитающих, например коров. (Коровы выделяют этот газ, в основном, рыгая).
Хотя CH₄ — совершенно естественный компонент земной атмосферы, его нынешняя концентрация здесь — отнюдь не естественного происхождения. Одним из главных факторов роста доли метана в нашем воздухе является разведение домашнего скота, причём не только коров, но и овец и свиней — всего скота, чей навоз увеличивает количество метана. В США эта «кишечная ферментация» несёт ответственность за более чем четверть выбросов метана. Добавьте сюда 30 процентов, которые дают добыча и транспортировка природного газа, угля и нефти, и 17 процентов, поставляемых свалками — в частности, из-за того, что на них полно разлагающихся растений.
Как и углекислый газ, метан содержит углерод: формула метана — CH₄. Он — один из основных компонентов природного газа и многих экосистем. Большое количество метана (особенно много — в болотистых местах) выделяют гниющие растения. А ещё он является продуктом пищеварения насекомых, например термитов, и копытных млекопитающих, например коров.
Хотя CH₄ — совершенно естественный компонент земной атмосферы, его нынешняя концентрация здесь — отнюдь не естественного происхождения. Одним из главных факторов роста доли метана в нашем воздухе является разведение домашнего скота, причём не только коров, но и овец и свиней — всего скота, чей навоз увеличивает количество метана. В США эта «кишечная ферментация» несёт ответственность за более чем четверть выбросов метана. Добавьте сюда 30 процентов, которые дают добыча и транспортировка природного газа, угля и нефти, и 17 процентов, поставляемых свалками — в частности, из-за того, что на них полно разлагающихся растений.
При определении опасности со стороны парникового газа наибольшее значение имеют два свойства его молекулы: эффективность улавливания ею тепла и продолжительность её пребывания в атмосфере. CO₂ и CH₄ удерживают тепло очень эффективно; именно им принадлежит главная заслуга в том, что Земля обитаема, ибо, в основном, они мешают теплу уходить в космос. Но метан делает это лучше, чем углекислый газ.
«В молекуле CO₂ углерод прикреплён к двум атомам кислорода, а в молекуле метана — к четырём атомам водорода, — говорит эколог Нью-Йоркского университета (NYU) Мэттью Хайек (Matthew Hayek), исследующий метан. — Поэтому для этой молекулы существует больше способов возбуждения колебательных движений, когда она принимает, или поглощает, инфракрасное излучение и затем переизлучает его».
«По сравнению с фунтом впервые попавшего в воздух CO₂, — присоединяется к Хайеку Тяньи Сан (Tianyi Sun), климатолог Фонда защиты окружающей среды, специалистка по метану, — фунт метановых выбросов может уловить в 100 раз больше тепла». Но, отмечает Сан, метан быстрее исчезает. «Попав в атмосферу, он остаётся в ней не больше, чем на десять лет». Углекислый газ, напротив, способен задержаться на века.
До того, как люди стали производить большие объёмы CO₂ и CH₄, эти газы возникали естественным образом, попадали в атмосферу, поглощали излучение и, окисляясь, разлагались — каждый в своё, присущее ему время. Так, вулканы могли выбрасывать в воздух CO₂, а болотистые места потихоньку выделять метан, но оба газа в конечном итоге рассеивались. Атмосфера была сбалансированной и, окутывая Землю как одеяло, поддерживала на планете теплый, но не слишком, климат.
Благодаря интенсивным выбросам парниковых газов человечество сделало это одеяло более толстым, и на долю метана в настоящее время приходится примерно четверть глобального потепления. Но, поскольку метан относительно быстро разлагается, весьма соблазнительно использовать эту его особенность в борьбе с изменением климата. «Так как он сохраняется в атмосфере недолго, его концентрация в атмосфере быстро пойдёт на убыль, как только мы сократим его выбросы, — говорит Сан. — В этом его существенное отличие от углекислого газа».
В своей недавней статье, опубликованной в Environmental Research Letters, Сан подсчитала потенциальный эффект. По её оценке, использование нынешних технологий — например, улавливание CH₄ в ходе добычи нефти и газа и максимально рациональная утилизация навоза — позволяет к 2030 году вдвое уменьшить производимые человечеством выбросы метана.
«Мы смогли бы избежать потепления примерно на четверть градуса Цельсия к середине этого столетия и примерно на полградуса к его концу, — утверждает Сан. — Вдобавок нам удалось бы в ближайшее время замедлить скорость потепления примерно на 30 процентов. А это, поскольку наша задача — не позволить климату потеплеть на 2 градуса Цельсия, весьма значительный результат».
Такие меры, как тщательный мониторинг утечек природного газа, относительно просты, а некоторые из них не требуют расходов, добавляет Сан, «что означает отсутствие необходимости тратить дополнительные деньги, чтобы уменьшить выбросы метана примерно на четверть в ближайшие несколько лет. И это здорово». (Кроме того, в борьбе с выбросами метана может помочь уменьшение на рынке доли мяса благодаря фейковым бургерам и другим белковым суррогатам. А ещё проводятся эксперименты по созданию таких кормов, потребляя которые домашний скот стал бы меньше рыгать).
Но находить источники поступления в атмосферу CH₄ не всегда так же просто, как в случае с утечками из трубопровода, поскольку многие из этих источников являются биологическими. Кроме того, сама планета выделяет метан. И даже сосредоточившись на поиске только искусственных источников метановых выбросов, таких как фермы крупного рогатого скота, очень трудно выяснить, какие из них загрязняют атмосферу в наибольшей степени, потому что размеры источника не обязательно соответствуют степени производимого им загрязнения. Поскольку кишечные биомы животных уникальны и производят газ по-разному, постольку выявить места, в которых скот рыгает особенно часто, весьма трудно. Гораздо проще учуять и рассчитать промышленные выбросы; к примеру, зная объём сжигаемой нефти, легко определить объём выбросов CO₂.
Учёные, говорит Хайек, используют два метода для количественной оценки выбросов метана: первый предполагает движение снизу вверх, второй — сверху вниз. Важно применять и тот и другой, потому что у обоих есть недостатки. При движении снизу вверх считают, например, свиней, определяют, используя модель, количество метана, ежедневно выделяемого средней свиньёй (и её испражнениями), а затем на основе полученных данных создают опись рассчитанных выбросов. (Совсем недавно подобным методом было вычислено, сколько CO₂ высвобождается кабанами, когда они роют землю). «Конечно, в такой описи масса неточностей», — отмечает Хайек. В конце концов, нет даже пары одинаковых свиней.
Вот почему учёные, проводя расчёты, используют и движение сверху вниз: они измеряют количество метана, находящегося в атмосфере, а затем, применяя модели, определяют, откуда поступил этот газ. Скажем, вам нужно найти источник метана где-то на Среднем Западе; на востоке — несколько свиноферм, а на западе — несколько нефтяных месторождений. Имея данные о ветре и датчики, измеряющие концентрацию в воздухе метана, «вы знали бы, — говорит Хайек, — что в день, когда дует восточный ветер, метан — животного происхождения, а в день, когда ветер западный, метан нефтегазовый».
Когда требуется установить экологические стандарты для нефтегазовых компаний, иметь такого рода опись метановых выбросов необходимо. В США при Трампе эти стандарты были ослаблены, теперь же, при Байдене, их пытаются восстановить. Количественная оценка источников выбросов, говорит Хайек, позволит грамотно решить следующие социально-политические вопросы:
«Нужно ли нам перестать сверлить скважины для добычи нефти и газа? Нужно ли нам перестать есть говядину? Или нужно регулировать добычу нефти и газа и употребление в пищу говядины, чтобы чуть меньше загрязнять атмосферу метаном?»
Стратегическая цель, конечно, ещё драматичнее: отказ от всех видов ископаемого топлива и замена их источниками возобновляемой энергии. Это долгий, медленный процесс, а пока у нас есть «беспрецедентная возможность» резко уменьшить выбросы метана, без промедлений нажав на тормоза, говорит Сан и добавляет:
«Эффективно бороться с выбросами метана можно прямо сейчас, и мы уже знаем, как это делать».
Автор: Мэтт Саймон (Matt Simon), Перевод: Александр Горлов