Уголь вреден для окружающей среды. Сжиженный природный газ лучше?

КЛИМАТВАЙР | Решение Белого дома приостановить выдачу разрешений на строительство терминалов сжиженного природного газа породило спорные дебаты: является ли СПГ грязнее угля?

Многие экологи утверждают, что это так, бросая вызов общепринятому мнению о том, что газ является своего рода диетическим ископаемым топливом, которое может помочь уменьшить загрязнение климата по мере перехода энергетической системы на возобновляемые источники энергии.

Но картина более сложная, говорят многие исследователи, изучающие содержание углерода в топливах. Газ – и экспорт СПГ в частности – скорее всего, вносит больший вклад в планетарное потепление, чем считалось ранее, но в некоторых случаях он все же может сократить выбросы парниковых газов по сравнению с углем.

---

О поддержке научной журналистики

Если вам понравилась эта статья, рассмотрите возможность поддержать нашу отмеченную наградами журналистику, подписка. Приобретая подписку, вы помогаете обеспечить будущее влиятельных историй об открытиях и идеях, формирующих наш мир сегодня.

---

Эта идея стала настоящей бомбой в мире энергетической политики, где уже давно рекламируется, что газ производит примерно вдвое меньше выбросов, чем уголь. В декабре 2023 года 170 учёных-климатологов подписался на письмо просить президента Джо Байдена отклонить планы строительства большего количества экспортных терминалов СПГ, в основном вдоль Мексиканского залива, на том основании, что сжиженный газ «как минимум на 24 процента вреднее для климата, чем уголь».

Заявление Байдена в прошлом месяце о временной приостановке утверждения будущих проектов до тех пор, пока не будет изучено их влияние на климат, стало шагом в этом направлении — и разожгло пламя дебатов о газе и угле.

Аргумент о том, что СПГ грязнее угля, противоречит предыдущим академическим и государственным исследованиям, которые показали, что СПГ может снизить выбросы, вызывающие потепление планеты. Утверждения об обратном часто основаны на предстоящее исследование Корнелльского университета, который еще не прошел рецензирование.

Роберт Ховарт, профессор университета, написавший исследование, заявил, что предыдущие исследования воздействия СПГ на климат не смогли учесть выбросы углекислого газа, связанные с сжижением газа – процессом, который требует охлаждения его до чрезвычайно низких температур.

«Нам необходимо отказаться от всех видов ископаемого топлива. Но США значительно увеличивают добычу природного газа. Мы являемся крупнейшим в мире производителем природного газа. Нас не было 10-15 лет назад. Мы являемся крупнейшим экспортером природного газа. Мы не экспортировали 10 лет назад», — сказал Ховарт в интервью. «Это совершенно неправильная траектория».

Это не первый раз, когда он утверждает, что выбросы газа превышают выбросы угля, или вызывает споры.

Его утверждения продиктованы тем, что выбросы углекислого газа в энергетическом секторе США сократились на треть в период с 2005 по 2022 год, во многом благодаря переходу от угля к производству электроэнергии на газе.

Но климатические преимущества уменьшаются, когда метан — основной компонент газа — сжигается на факелах, выбрасывается в атмосферу или попадает в атмосферу на устьях скважин, трубопроводах и другой инфраструктуре газовой промышленности.

Сравнивать парниковые газы, выделяемые углем и газом, сложно, поскольку характеристики выбросов различны. Метан — гораздо более мощный парниковый газ в краткосрочной перспективе, но он распадается в атмосфере через несколько десятилетий, тогда как углекислый газ может оставаться в воздухе более столетия.

Ховарт выразил тревогу по поводу отрицательного воздействия газа на климат в 2011 году, когда он стал соавтором исследования, которое показало, что до 7,9 процентов метана, связанного с добычей газа, было выброшено или утекло в атмосферу. Его цифры были намного больше, чем оценки правительства, и, как он утверждал, газ будет способствовать большему потеплению, чем уголь, особенно в краткосрочной перспективе.

Последующие исследования показали, что утечки метана были больше, чем предполагало правительство, хотя немногие из них подтвердили цифры, предложенные Ховартом. Рецензируемое исследование Фонда защиты окружающей среды 2018 года подсчитано, что 2,3 процента метана попал в атмосферу во время добычи газа, что на 60 процентов выше, чем оценивает Агентство по охране окружающей среды. Рецензируемое исследование 2020 года показало, что метан выбросы в Пермском бассейне, крупнейшего нефтедобывающего региона Америки, где широко распространено факельное сжигание, составили 3,3 процента. А рецензируемое исследование EDF 2022 г. По оценкам, малодебитные нефтяные и газовые скважины являются особенно крупным источником выбросов метана, уровень утечек которого составляет 11 процентов.

Промышленные группы часто критиковали работу Ховарта как политически мотивированную, заявляя, что его цифры завышены.

«Просто очень неприятно даже иметь дело с такими утверждениями, потому что мы говорим об устоявшейся науке», — сказал Дэн Байерс, вице-президент по политике Торговой палаты США, где он занимается вопросами окружающей среды. «Идея о том, что, как вы знаете, СПГ и природный газ сокращают выбросы за счет вытеснения угля, полностью устоялась. Так что создается впечатление, что с этими заявлениями у нас сложилась ситуация, похожая на плоскую Землю».

Сравнительное исследование для Влияние СПГ на климат — это анализ 2019 года, проведенный Министерством энергетики. Было обнаружено, что выбросы в течение жизненного цикла американского СПГ, экспортируемого в Азию, варьировались от 54 до 2 процентов меньше, чем выбросы местного угля за 20-летний период. В Европе эти цифры варьировались от 56 процентов меньше, чем у угля, до 1 процента больше, чем у угля. Рецензируемый 2015 год Исследование Университета Карнеги-Меллон подтвердил эти выводы. Было обнаружено, что выбросы СПГ на 32 процента меньше, чем угля, когда он используется для производства электроэнергии. Но выяснилось, что выбросы СПГ были на 4 процента выше, чем угля, когда он использовался в качестве заменителя промышленного тепла в краткосрочной перспективе.

В исследовании Министерства энергетики предполагалось, что утечки метана из цепочки поставок газа в США составляют 0,7 процента. Для таких критиков, как Байерс, это является свидетельством того, что цифры Ховарта завышены. Но его сторонники скажем, это показывает, что Министерству образования необходимо обновить свои предположения. Новейший анализ Ховарта предполагает уровень утечки в 2,6 процента. Исследователи Карнеги-Меллона, со своей стороны, предположили, что уровень утечек при добыче газа в США составляет 3 процента.

В то время как правительства и компании активизируют свои усилия по мониторингу утечек метана, могут пройти годы, прежде чем будут доступны полные данные о влиянии добычи газа на климат, сказала Дебора Гордон, исследователь, которая является соруководителем Инициативы по решениям для нефти и газа в RMI. , аналитический центр по чистой энергетике. Ее исследование показывает, что уровень утечек в США сильно различается в зависимости от региона.

В исследование 2023 года, опубликованное в журнале Письма об экологических исследованиях, Гордон и группа исследователей RMI процитировали недавние воздушные исследования, которые показали, что уровень утечек варьируется от 0,65 процента добычи газа до 66,2 процента в различных газовых бассейнах США. Исследование показало, что газовые системы с уровнем утечки 4,7 процента находятся на одном уровне с выбросами угольных шахт, еще одного крупного источника загрязнения метаном.

«Вся эта пропаганда СПГ в целом, потому что люди до сих пор разыгрывают идею о том, что CO2 в два раза меньше, чем в угле, просто не выдерживает критики», — сказал Гордон в интервью. «Единственный способ отказаться от угля, который полезнее для климата, — это заменить его возобновляемыми источниками энергии, и это бесконечно осуществимо и доступно».

США и Канада обладают обильными ресурсами природного газа, что делает топливо дешевым и помогает вытеснить уголь в энергетическом секторе, говорит Сара Гастингс-Саймон, доцент кафедры Земли, энергетики и окружающей среды Университета Калгари. Но смогут ли другие страны сократить собственное использование угля за счет импорта американского СПГ, остается открытым вопросом, сказала она.

В некоторых регионах, например в Европе, имеются обширные сети трубопроводов, благодаря которым замена угля на газ будет относительно рентабельной. Но европейские угольные электростанции, как правило, старше, а это означает, что они близки к выводу из эксплуатации и предлагают уменьшающиеся климатические преимущества от замены их газом.

Индия, напротив, имеет относительно молодой угольный парк и предположительно могла бы сократить выбросы за счет перехода на газ. Но это потребует масштабного строительства газовой инфраструктуры, что будет дорого и сделает газ еще менее конкурентоспособным по сравнению с углем, сказал Гастингс-Саймон. По ее словам, это также может привести к блокировке газовой инфраструктуры на десятилетия, что уменьшит ее климатические преимущества.

В 2022 году Гастингс-Саймон стал соавтором исследование, опубликованное в Письма об экологических исследованиях которые обнаружили, что расширение использования СПГ несовместимо с ограничением повышения глобальной температуры до 2 градусов по Цельсию или меньше. Но он также пришел к выводу, что это топливо может помочь предотвратить повышение температуры более чем на 3 градуса по Цельсию, предотвращая дополнительное потребление угля, что делает СПГ своего рода «страховым полисом» от безудержного потепления.

«Природа СПГ заключается в том, что он имеет более низкий уровень выбросов, но это не нулевые выбросы», — сказал Гастингс-Саймон.

Она отказалась комментировать исследование Ховарта, показывающее, что СПГ грязнее угля, но сказала: «Идея о том, что газ лучше угля, следовательно, СПГ лучше для климата, точка — это совершенно ясно, это не то, что нужно. случай.”

Перепечатано с Новости электротехники и электротехники с разрешения ООО «ПОЛИТИКО». Copyright 2023. E&E News предоставляет важные новости для специалистов в области энергетики и окружающей среды.