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環境與發展

全球溫室氣體中的甲烷排放達到歷史新高

音頻 10:06
牛排放甲烷
牛排放甲烷 Julia Cerrone
作者: 羅拉
27 分鐘

過去十年由於人類對能源和肉食的需求不斷提高,導致溫室氣體甲烷 (methane, CH4) 排放量增加了 9% 。溫室氣體中吸收熱能高的甲烷主要來自石油和農業畜牧業生產,對全球氣溫升高影響嚴重,在全球甲烷排放普遍升高的背景下只有歐洲排放量下降。

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溫室氣體中的甲烷

日常生活中大家會把甲烷與沼氣畫上等號。的確甲烷是沼氣的最主要成分會佔到50%到80%,但是沼氣中還包含二氧化碳、氮氣和氧氣以及硫化氫等氣體,因此並不能簡單地將甲烷等同於沼氣。同樣地,天然氣或煤氣雖然也主要由甲烷組成,但同時還包含其他多種體。

標準狀態下的甲烷是一種無色無味的氣體。甲烷由於其高度可燃性,通常是作為燃料。甲烷也可作為化工原料,應用於氫氣、一氧化碳及甲醛等的製造。

但是甲烷也是一種主要的溫室氣體,並且是造成全球氣候變暖的第二大溫室氣體。根據相關機構的研究,相比二氧化碳 ,甲烷 是一種更能夠有效吸收太陽熱力的溫室氣體。甲烷全球升溫潛能值是二氧化碳 的 28–36 倍,因此對氣候有更嚴重的影響。全球升溫潛能值GWP的意思 是衡量特定氣體和相同質量 二氧化碳 比較之下,吸收熱能並殘留在大氣層的相對能力。計算 時,通常會以一段特定長度如 100 年的評估期間為準。如只計算 20 年時間, 甲烷升溫潛能值更是 二氧化碳的 80 倍以上。

甲烷從何而來?

甲烷是一種無味氣體,來自大自然和人為排放。由於它能將熱量封存在大氣中,因此甲烷是全球變暖的一個重要因素。此外,甲烷還參與地面臭氧的形成,而臭氧是一種空氣污染物,對人體健康有害。

雖然自然界中排放許多甲烷氣體,例如濕地和湖泊,但全球碳計畫 (Global Carbon Project) 組織於7月14日發布的調查報告顯示, 60%的甲烷氣體 的排放是人為造成,排在首位的是人類社會使用燃燒化石燃料來發電,隨後是農業與畜牧業,以及廢物管理這三類。

根據法國《世界報》的消息,在 2015 年簽訂的《巴黎氣候協議》中,各國承諾將全球氣溫升高限制在比前工業時期高 2°C 以內。雖然現在全球新冠疫情 大流行令今年的排放量相對減少,但大氣 中甲烷的濃度仍每年以 十億分之 12的速度上升;這趨勢亦與聯合國政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 的預測吻合,顯示這會使地球在 2100 年時候比前工業時期溫度高 3到4攝氏度 。

領導本次全球碳計畫研究的法國氣候與科學實驗室研究員 Marielle Saunois 表示,為了實現《巴黎氣候協議》的目標,各國不僅需要減少二氧化碳的 排放量,而且還需要減少 甲烷的 排放。因此,有必要定期更新全球甲烷排放量數據,因為減少甲烷 排放會對控制全球氣候迅速升高有積極影響。

該研究報告由全球五十多個研究機構組成的 全球碳項目組織進行,他們從一百多個觀測站收集數據組成。該團隊調查發現,與 2000–2006 年間相比,現時全球每年甲烷排放量多約 5,000 萬噸。

就是在過去20年,全球甲烷排放量增加了近10%,這種強大的溫室氣體在大氣中的濃度達到了創紀錄的高水平。追蹤溫室氣體變化的全球碳項目科學家表,2017年是有全面數據可查的最近一年,現在大氣中甲烷的濃度是工業化前水平的2.5倍多。

據估計,約 60%甲烷排放屬於人為,主要來自農業和廢物管理,當中多達 30% 來自牛和羊反芻消化造成的排放; 22% 排放來自石油和天然氣的開採過程中的燃燒, 11% 則來自全球煤礦泄露。

全球大約1/3的甲烷排放來自天然濕地中的細菌,它們在分解有機物時產生甲烷,而農業和化石燃料分別佔全球甲烷排放量的20%-25%。

與2000—2006年的平均水平相比,科學家沒有發現濕地或其他自然來源的甲烷排放量大幅增加的證據。但由於世界部分地區紅肉消費的增長,農業和畜牧業來源的甲烷排放在2017年增長了近12%,達2.27億噸。2017年,包括天然氣田和泄漏管道在內的化石燃料共排放1.08億噸甲烷,同比增長17%。

全球甲烷排放不平衡

雖然世界總體甲烷 排放趨勢有所上升,但各地區之間也有差異。在過去的二十年裡,例如非洲、中東、南亞和大洋洲等地的甲烷排放量卻急劇增加,每年的 甲烷排放量分別為1,000到1,500 萬噸不等,而美國的排放量約為 400-500 萬噸。

美國每年增加450萬噸,主要是由於天然氣鑽探作業的增加。美國和全球的天然氣使用量正在迅速上升。這抵消了電力部門的煤炭排放,減少了二氧化碳排放,然而卻增加了該部門的甲烷排放。

大多數地區的甲烷排放量都在增加。歐洲的甲烷排放量實際上有所下降,歐洲是近年來唯一一個甲烷排放量似乎有所下降的地區,只有歐洲地區甲烷排放量出現減少。自 2006 年以來, 歐洲甲烷排放量在 200–400 萬噸之間。這要歸功於政府在減少牲畜數量、垃圾填埋和糞肥排放方面的努力。

聯合國曾指要達到更嚴格的溫升 1.5°C 限制目標,未來 10 年,所有溫室氣體排放量必須每年下降 7.6% 。

全球碳項目主席、美國斯坦福大學地球系統研究人員Robert Jackson表示,畜牧業和石油天然氣生產顯然是推動甲烷排放上升的兩個主要因素。值得注意的是,奶牛和其他反芻動物所釋放的甲烷量與石油天然氣工業一樣多。

該團隊跟蹤了2000年至2017年的全球甲烷排放,這是可以獲得完整數據的最後一年。結果他們發現,自2000年以來,全球甲烷排放增加了9%,相當於每年增加5000萬噸。研究人員稱,這就如同德國或法國排放量的兩倍。

儘管甲烷在大氣中的含量不如二氧化碳,但它在全球變暖的總體趨勢中扮演的角色並未微不足道。這是因為該種氣體溫室效應的威力,在100年的垃圾氣體中,其捕獲熱量的威力是二氧化碳的28倍左右。而新的研究表明,人類只會產生越來越多的甲烷。

甲烷排放不可能像二氧化碳排放那樣減少。因為的家庭和建築仍在供暖,農業也在持續增長,這導致甲烷排放量上升。總體來說,超一半的甲烷排放來自人類活動。

全球碳項目小組的研究人員展開的調查,該項目旨在追蹤人類產生的溫室氣體對地球的影響。

當談到降低這些排放並避免全球變暖的危險水平時,研究人員提出了一些可能性。使用無人機和衛星更好地監測管道和油井的泄漏可能是解決方案的一部分,減少化石燃料的使用也不失為一個好辦法。此外,飼料補充劑也可以用來減少奶牛排放產生的甲烷。

 

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