清潔空氣任務小組 (CATF) 的一份報告指出,捕獲全球煤礦排放的甲烷可以顯著減少大氣中吸熱氣體的數量,並有助於改善礦山安全和當地空氣質量。
化石燃料消耗產生的排放佔全球溫室氣體排放的大部分,但石油、天然氣和煤炭的開採也會排放溫室氣體,特別是經常與煤層或油氣礦藏混合的甲烷。
化石燃料開採產生的排放量造成的近期升溫幾乎相當於燃燒化石燃料造成的升溫量的一半。
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通常,溫室氣體排放的影響是在 20 年或 100 年的時間範圍內研究的。二氧化碳佔全球溫室氣體排放總量的近 80%,可以在大氣中停留數百年,在從工廠、汽車尾氣管或乾燥的熱帶泥炭蘚釋放出來後很長時間內仍能吸收熱量。
甲烷在大氣中停留的時間短得多,但其吸熱能力是二氧化碳的 70 倍。這使得減少甲烷排放成為許多環保主義者和對解決全球變暖感興趣的政策制定者的短期目標。
根據 CATF 的資料,煤礦釋放的甲烷佔全球甲烷排放量的 8%。
CATF 高階氣候政策顧問兼報告的主要作者喬納森·班克斯表示:“[煤礦甲烷排放] 在許多層面上都很重要。” “我認為,首先,它們是一個重大問題,因為甲烷排放的溫室效應比其他氣候汙染物強 70%。這事關重大。更重要的是,這不僅僅關乎氣候變化,還關乎礦山安全和傳統空氣質量。”
班克斯說,甲烷濃度在 5% 到 15% 之間代表“爆炸範圍”,這導致每年有數萬名礦工死於井下爆炸。
班克斯說:“[取] 決於您所在的位置,煤礦甲烷可能會導致當地的臭氧煙霧問題。” “因此,如果礦山位於荒郊野外,並且沒有其他汙染源,那麼釋放的甲烷就只會成為全球背景的一部分。但是,如果礦山位於一個具備必要因素的地區,例如其他甲烷或氮氧化物或其他揮發性有機化合物的來源,那麼煤礦衍生的甲烷就會加劇當地的影響。”
捕獲主要的能源
CATF 報告描述了現有技術如何在煤炭開採過程中捕獲甲烷氣體,並提供超越礦山安全和環境改善的好處。 “當甲烷被釋放時,這是一種能源浪費。它是一種有價值的產品。它可以非常清潔地燃燒,”班克斯說。
他說,根據氣體的質量,礦業公司可以使用捕獲的甲烷為裝置供電或發電。甲烷動力燃燒器可用於乾燥煤炭,或者公司可以捕獲氣體並直接出售給管道。
班克斯說:“我們應該捕獲甲烷的原因和用途有很多。”
大型通風系統用於將空氣進出地下礦井。這些系統透過降低甲烷濃度進入“爆炸範圍”的風險來確保礦工的安全。然而,CATF 認為,這些系統會將低濃度的甲烷釋放到大氣中,而現有技術可以處理這些甲烷,將其氧化。
減少甲烷排放的另一種方法,無論是在地下還是在地表採礦軌道上,都是在開採前對煤層進行脫氣。
在將有機物質轉化為不透明硬塊煤炭的數百萬年漫長過程中,也會產生小分子甲烷。因此,當這些燃料塊從中國北方的地表深處被拉出,或被阿巴拉契亞山頂的炸藥爆炸暴露出來時,也會有看不見的甲烷氣體羽流滲出。
班克斯說,一種稱為“脫氣”的過程可以在採礦作業之前去除甲烷。它的工作原理類似於頁岩油氣生產過程中地下頁岩層的壓裂。該過程還可以減少採礦過程中礦井通風的需要,以降低空氣中的甲烷濃度。
中國是煤礦開採甲烷排放的最大貢獻國,佔全球估計 2010 年因煤礦開採釋放的 2780 萬公噸甲烷的一半以上。
中國的礦山,一個巨大的排放源
根據班克斯的說法,2010 年,中國開採了 30 億公噸煤炭,而美國為 8 億公噸。“中國煤炭的含氣量更高,甲烷含量[比美國]更高,但這並不能解釋這種差異。他們只是開採了更多的煤炭。”
CATF 分析了中國、美國、印度、俄羅斯、波蘭和烏克蘭的煤礦甲烷排放量。
雖然現有技術可以幫助減少甲烷排放,但班克斯認為,一些法律和金融解決方案也可能證明有效。
他說,在美國和中國,礦產權協議將煤炭與地表以下的氣體分開。換句話說,煤礦公司擁有他們開採的煤炭,但不擁有與其混合並在生產過程中釋放到大氣中的甲烷。
班克斯認為,協調這些權利協議可能會導致煤礦公司看待甲烷氣體的方式發生轉變,將其視為潛在的收入來源,而不是需要作為安全或環境問題處理的逸散氣體。
他說:“無論您是共和黨人還是民主黨人,這都是有道理的,”他說,“這聽起來幾乎很普通,但實際上意義重大。”
班克斯說,一系列稅收減免和其他財政激勵措施可以幫助啟動甲烷捕獲技術的使用和採礦前脫氣的部署。他補充說,在激勵減少甲烷排放方面,沒有什麼策略比透過碳交易計劃為排放定價更有效。
他說:“這是具有眾多好處的問題之一。” “有很多贏家:氣候、空氣質量、礦山安全和能源安全。”
經 Environment & Energy Publishing, LLC 許可,轉載自 Climatewire。www.eenews.net, 202-628-6500