Углеродный мониторинг - Carbon monitoring

Углеродный мониторинг относится к отслеживанию того, сколько углекислый газ или же метан создается определенной деятельностью в определенный момент времени. Например, это может относиться к отслеживанию выбросов метана в сельском хозяйстве или выбросов углекислого газа в результате изменений в землепользовании, таких как вырубка лесов, или сжигания ископаемого топлива, будь то на электростанции, автомобиле или другом устройстве. Поскольку углекислый газ является парниковым газом, выделяемым в самых больших количествах, а метан - еще более мощным парниковым газом, мониторинг выбросов углерода широко рассматривается как решающий фактор для любых усилий по сокращению выбросов и тем самым замедлению изменения климата. Мониторинг выбросов углерода является ключом к программе ограничения выбросов и торговли квотами, которая в настоящее время используется в Европе, а также в Калифорнии, и будет необходим для любой такой программы в будущем, например Парижское соглашение. Отсутствие надежных источников последовательных данных о выбросах углерода является серьезным препятствием для усилий по сокращению выбросов.[1]

Источники данных

Источники таких данных о выбросах включают:

Углеродный мониторинг для действий (CARMA) - Онлайновая база данных, предоставленная Центром глобального развития, которая включает выбросы на уровне предприятий для более чем 50 000 электростанций и 4000 энергетических компаний по всему миру, а также общие выбросы от производства электроэнергии в странах, провинциях (или штатах), и населенные пункты. Выбросы углерода в результате производства электроэнергии составляют около 25 процентов мировых CO
2 выбросы.[2]

ETSWAP - Система мониторинга выбросов и отчетности, используемая в настоящее время в Великобритании и Ирландии, которая позволяет соответствующим организациям отслеживать, проверять и сообщать о выбросах углерода, как того требует EU ETS (Схема торговли выбросами Европейского Союза).[3]

ФМС - Система, используемая в Германии для записи и расчета годовых отчетов о выбросах для операторов заводов в соответствии с EU ETS.[4]

В Соединенных Штатах

Почти все нормативные акты США по изменению климата содержат положения о сокращении выбросов углекислого газа и метана по секторам экономики, поэтому возможность точного мониторинга и оценки этих выбросов имеет решающее значение для оценки соблюдения этих правил.[5] Оценки выбросов на национальном уровне оказались довольно точными, но на уровне штата все еще существует большая неопределенность.[5] В рамках Парижского соглашения США обязались «сократить свои выбросы парниковых газов на 26–28% по сравнению с уровнями 2005 года к 2025 году в рамках Парижского соглашения, согласованного на COP21.[6] Чтобы соответствовать этим правилам, необходимо количественно оценить выбросы из конкретных секторов-источников.[5] Исходный сектор - это сектор экономики, который выбрасывает определенный парниковый газ, т.е. выбросы метана в нефтегазовой отрасли, которые США обязались сократить на 40–45% по сравнению с уровнями 2012 года к 2025 году.[7] как более конкретное действие для достижения своего вклада в Парижское соглашение.

В настоящее время большинство правительств, в том числе правительство США, оценивают выбросы углерода с помощью подхода «снизу вверх», используя коэффициенты выбросов, которые дают уровень выбросов углерода на единицу определенного вида деятельности, а также данные о том, какая часть этой деятельности была осуществлена. .[5] Например, коэффициент выбросов может быть определен для количества углекислого газа, выделяемого на галлон сожженного бензина, и его можно объединить с данными о продажах бензина, чтобы получить оценку выбросов углерода от легковых автомобилей.[8] Другие примеры включают определение количества коров в различных местах или массы угля, сжигаемого на электростанциях, и объединение этих данных с соответствующими коэффициентами выбросов для оценки выбросов метана или двуокиси углерода. Иногда для мониторинга выбросов углерода используются методы «сверху вниз». Сюда входит измерение концентрации парникового газа в атмосфере и использование этих измерений для определения распределения выбросов, которые привели к полученным концентрациям.[5]

Учет по секторам может быть затруднен, если есть вероятность двойного счета. Например, когда уголь газифицируется для производства синтетического природного газа, который затем смешивается с природным газом и сжигается на электростанции, работающей на природном газе, если он учитывается как часть сектора природного газа, этот вид деятельности должен вычитаться из сектора угля. и добавлены к сектору природного газа для надлежащего учета.[5]

Система мониторинга углерода НАСА (CMS)

Система мониторинга углерода НАСА (CMS) - программа климатических исследований.[9] создан в соответствии с постановлением Конгресса в 2010 году, который предоставляет гранты в размере около 500 000 долларов в год на исследования климата, которые измеряют выбросы углекислого газа и метана.[9] Использование инструментов в спутниках и самолетах Исследовательские проекты, финансируемые CMS, предоставляют данные в Соединенные Штаты и другие страны, которые помогают отслеживать прогресс отдельных стран в отношении их Парижских соглашений о сокращении выбросов в атмосферу. Например, в проектах CMS измерялись выбросы углерода в результате обезлесения и деградация леса. CMS «объединяет наблюдения источников и стоков в модели потоков углерода на планете с высоким разрешением».[10] В федеральном бюджете на 2019 год специально предусмотрено финансирование CMS,[9] после Администрация Трампа предлагается прекратить финансирование.[10][11]

В Европейском Союзе

В рамках Схемы торговли выбросами Европейского Союза (EU-ETS),[12] мониторинг выбросов углерода необходим для обеспечения соблюдения программы ограничения выбросов и торговли квотами. Эта программа мониторинга углерода состоит из трех основных компонентов: атмосферных измерений углекислого газа, восходящих карт выбросов углекислого газа и оперативной системы ассимиляции данных для синтеза информации из первых двух компонентов.[13]

Нисходящий подход к атмосферным измерениям включает спутниковые данные и измерения концентрации углекислого газа на местах, а также атмосферные модели, которые моделируют атмосферный перенос двуокиси углерода. Они имеют ограниченную возможность определять выбросы углекислого газа в пространственных масштабах с высоким разрешением и, как правило, не могут представлять более мелкие масштабы, чем сетка 1 км. Модели также должны определять потоки углекислого газа от антропогенных источников, таких как сжигание ископаемого топлива, и от естественных взаимодействий, таких как наземные экосистемы и океан.[13] Из-за сложности и ограничений нисходящего подхода ЕС сочетает этот метод с восходящим подходом.

Текущие восходящие данные основаны на информации, которую сами эмитенты сообщают в торговой схеме. Однако ЕС пытается улучшить этот источник информации и предложил планы по улучшению восходящих карт выбросов, которые будут иметь значительно улучшенное пространственное разрешение и обновления, близкие к реальному времени.[13]

Также планируется создание оперативной системы данных для объединения информации, полученной из двух вышеупомянутых источников. ЕС надеется, что к 2030-м годам это станет действующим и позволит реализовать очень сложную программу мониторинга углерода во всем Европейском союзе.[13]

Спутники

Спутники могут использоваться для мониторинга концентрации углекислого газа из космоса, и было доказано, что они так же точны, как и наземные системы измерения.[14] НАСА в настоящее время управляет спутником под названием Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2), а Япония управляет своим собственным спутником, спутником для наблюдения за парниковыми газами (GOSAT).[14] Эти спутники могут предоставить ценную информацию для заполнения пробелов в данных кадастров выбросов. OCO-2 измерил сильный поток углекислого газа над Ближним Востоком, который не был представлен в кадастрах выбросов, что указывает на то, что важные источники не учитывались в восходящих оценках выбросов.[15] Оба этих спутника в настоящее время имеют ошибку измерений всего 0,5%, но американские и японские команды надеются снизить эту ошибку до 0,25%. Китай недавно запустил свой собственный спутник для мониторинга концентрации парниковых газов на Земле, TanSat, в декабре 2016 года.[16] В настоящее время запланирована трехлетняя миссия, и он будет снимать показания концентрации углекислого газа каждые 16 дней.[16]

Рекомендации

  1. ^ «Информационный бюллетень Глобальной системы мониторинга углерода». climchange.gov.au. Департамент изменения климата и энергоэффективности. Архивировано из оригинал 20 ноября 2008 г.
  2. ^ IPCC (2014). «Резюме для политиков» (PDF). межправительственная комиссия по изменению климата. Архивировано из оригинал (PDF) на 2017-04-30.
  3. ^ «В Ирландии и Великобритании ведутся работы по сокращению авиационной эмиссии». Edie.net. Получено 2013-09-08.
  4. ^ «Стандартизированная электронная отчетность по выбросам» (PDF). Управление торговли выбросами Германии при Федеральном агентстве по окружающей среде. 30 марта 2012 г. Архивировано с оригинал (PDF) 3 марта 2012 г.
  5. ^ а б c d е ж Миллер, Скот М. (март 2017 г.). «Ограничение отраслевых выбросов CO2 и CH4 в США» (PDF). Атмосферная химия и физика. 17 (6): 3963–3985. Дои:10.5194 / acp-17-3963-2017.
  6. ^ «Парижское соглашение». Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата.
  7. ^ «EPA выпускает первые в истории стандарты по сокращению выбросов метана в нефтегазовом секторе». Агентство по охране окружающей среды США.
  8. ^ «Выбросы парниковых газов от обычного легкового автомобиля» (PDF). Агентство по охране окружающей среды США.
  9. ^ а б c Попкин, Гавриил (28 февраля 2019 г.). «Новый бюджетный законопроект спасает систему мониторинга углерода НАСА». Новости науки о Земле и космосе (EoS). Дои:10.1029 / 2019EO117385. Получено 10 мая, 2019.
  10. ^ а б Воозен, Пол (9 мая 2018 г.). «Белый дом Трампа незаметно отменяет исследования НАСА, подтверждающие сокращение выбросов парниковых газов». Наука AAAS. Получено 10 мая, 2019.
  11. ^ «Белый дом Трампа направляет исследования НАСА в области сокращения выбросов парниковых газов». BBC. Получено 13 мая, 2018.
  12. ^ Европейская комиссия по борьбе с изменением климата, Система торговли выбросами https://ec.europa.eu/clima/policies/ets_en
  13. ^ а б c d «Отчет о СО2» (PDF). Евросоюз.
  14. ^ а б «Следующее поколение спутников для мониторинга углерода сталкивается с серьезными препятствиями». Природа.
  15. ^ «Обсерватория Земли». НАСА.
  16. ^ а б «Китай запускает спутник для мониторинга углекислого газа». Physics.com. Архивировано из оригинал на 2016-12-23.

внешняя ссылка