甲烷減排指導原則介紹?
一、甲烷減排指導原則介紹?
甲烷是具有快速增溫效應的短壽命強勢溫室氣體。甲烷等非二氧化碳溫室氣體的深度減排是實現本世紀中葉氣候中和,將全球升溫控制在1.5-2°C以下的必要條件。天然氣在滿足當今全球能源需求和空氣污染治理中發揮著重要作用,但由于其主要成分是甲烷,天然氣在未來低碳轉型中的作用將受到石油和天然氣行業的甲烷減排成效的制約。甲烷減排對油氣企業來說,既是挑戰也是契機。
為了促進全球行業減排行動、堅定減排信心和提高績效,2017年,世界領先油氣企業、國際機構、非政府組織和學術界共同發起“甲烷減排指導原則”(MGP)伙伴關系。MGP于2019年末發布了一系列甲烷減排最佳實踐指南。北京市燃氣集團有限責任公司作為MGP的中國簽字方、美國環保協會(EDF)作為MGP的支持方,共同承擔了指南中文版的翻譯工作,旨在推動最佳實踐在中國的實際應用,促進減排技術創新,為相關政策的制定提供支撐。
二、為什么只把甲烷歸為碳排放?
甲烷的主要成分是碳和氫,但是碳排放通常指的是二氧化碳(CO?),是因為CO?是最常見的溫室氣體,對氣候變化的影響也是最大的。
而甲烷雖然以分子計算,對溫室效應的影響比CO?更強,但是甲烷在大氣中的壽命相對較短,其溫室效應對氣候變化的貢獻相對較小。
因此,將甲烷的排放歸為碳排放,主要是因為方便計算和管理,而不是因為其碳排放量的多少。
三、什么是大氣中甲烷主要排放?
據外媒報道,今天,人類活動排放的甲烷占全球排放總量的60%,主要來自化石燃料的燃燒、垃圾填埋場的分解和農業部門。近四分之一的甲烷排放可歸因于農業,其中大部分是來自飼養牲畜。水稻種植和食物浪費也是農業甲烷的重要來源,因為為人類消費而生產的所有食物中有近三分之一被丟失或浪費了。而美國宇航局(NASA)的科學家們正在研究全球甲烷預算,以更好地了解甲烷排放的主要來源,以及它們如何促進氣候變化。
除了人類來源之外,甲烷也在自然環境中產生。最大的甲烷自然來源是濕地,它占全球甲烷排放量的30%。其他甲烷排放的自然來源包括海洋、白蟻、永久凍土、植被和野火。
自工業革命以來,由于石油、天然氣和煤炭的大量使用,對牛肉和乳制品的需求增加,以及食物和有機廢物的生產增加,大氣中的甲烷濃度已經增加了一倍多。盡管大氣中甲烷濃度的增加在接近20世紀末時明顯放緩,但自2006年以來,濃度一直在大幅增加,這可能是由于飼養牲畜、重新依賴天然氣以及近年來的濕地和全球變暖所造成的排放上升。
NASA新的甲烷三維畫像顯示了世界上第二大溫室變暖的貢獻者在大氣中的流動。將來自排放清單和濕地模擬的多個數據集結合到一個高分辨率的計算機模型中,研究人員現在有了一個額外的工具來了解這種復雜的氣體及其在地球的碳循環、大氣成分和氣候系統中的作用。新的數據可視化建立了一個更全面的畫面,顯示了地面上甲烷來源的多樣性,以及該氣體在大氣中移動時的行為。
溫室效應和甲烷
溫室氣體,包括甲烷,有助于化學反應和氣候反饋。溫室氣體分子通過像熱毯一樣的作用來捕獲太陽能。來自太陽的能量被地球表面吸收,盡管其中一些能量被反射到大氣中。被吸收的能量也會以紅外線的波長重新發射出來。一些反射和再發射的能量重新進入空間,但其余的被溫室氣體困在大氣中。隨著時間的推移,捕獲的熱量使我們的氣候變暖,使全球氣溫上升。
人類活動驅動的溫度上升會對自然來源釋放的甲烷產生影響。例如,永久凍土可以自然解凍,并將甲烷排放到大氣中,但由于人類活動造成的變暖,增加了永久凍土解凍的速度。
甲烷是世界上對全球變暖的第二大“貢獻者”,僅次于二氧化碳。盡管二氧化碳在大氣中比甲烷更豐富,但單個甲烷分子比單個二氧化碳分子更有效地捕獲熱量。
然而,一個甲烷分子的壽命比一個二氧化碳分子短,因為自然的化學過程比二氧化碳更快地將甲烷從大氣中清除。這意味著,如果甲烷排放量下降,并保持對甲烷的自然化學洗滌,大氣中的甲烷可能在短短十年內大幅減少。減少投入大氣層的甲烷數量,可以對減少氣候變化的近期影響產生重大和幾乎直接的影響,并可能有助于將全球溫度變化保持在2攝氏度以下。
為什么奶牛會產生甲烷
牛是反芻動物,意味著它們有專門的消化系統,可以處理人類和大多數其他動物無法消化的食物,如新鮮的草和未煮熟的谷物。當食物進入牛的胃部時,會經歷一個稱為腸道發酵的過程:微生物和細菌部分分解食物顆粒,然后在胃部稱為瘤胃的部分發酵。隨著食物顆粒的發酵,它們產生甲烷。每次牛打嗝--以及在較小程度上打嗝--甲烷都會被排出并進入大氣層,在那里它是一種溫室氣體。
NASA對甲烷的關注
雖然甲烷濃度被很好地觀測到,但排放量必須根據各種因素來推斷。NASA科學家使用各種方法來跟蹤甲烷的排放。為了得到最準確的估計,他們使用來自世界各國的排放清單,模擬濕地甲烷排放,并利用大氣模型將其與地面、空中和衛星數據相結合。
在加州(和其他一些地區),研究人員駕駛配備有NASA機載可見光紅外成像光譜儀--下一代,或AVIRIS-NG的飛機,收集高度校準的數據。這些數據被用于加州甲烷調查,這是一個由NASA、加州空氣資源委員會和加州能源委員會共同資助的項目,用于快速識別和報告甲烷泄漏。
在阿拉斯加和加拿大西北部,NASA研究人員使用衛星、飛機和實地研究,以更好地了解來自融化的永久凍土的甲烷排放,作為北極寒帶和脆弱性實驗(ABoVE)的一部分。研究人員發現,富含碳的永久凍土正在以越來越快的速度解凍,這可能是人類引起的氣候變化的結果,使北極地區成為甲烷排放的重要潛在來源。根據科學估計,這個地區的土壤儲存的碳比過去200年所有人類活動所排放的碳多五倍。
NASA研究人員將來自ABoVE和加州甲烷調查等任務的數據與他們對甲烷在大氣中的行為方式的了解相結合,創建甲烷計算機模型。這些模型可以幫助科學家和政策制定者了解過去、現在和未來的大氣甲烷模式。
減少甲烷排放的途徑
各個領域的研究人員已經研究了減少全球甲烷排放的潛在解決方案。例如,沼氣系統通過將牲畜、農作物、水和食物的廢物轉化為能源來減少甲烷排放。沼氣是通過在垃圾填埋場發生的相同的自然過程來分解有機廢物產生的。然而,沼氣系統利用產生的氣體,將其作為清潔、可再生和可靠的能源,而不是讓其作為溫室氣體釋放到大氣中。
由加州大學戴維斯分校的 Ermias Kebreab 教授領導的一項研究發現,在牛的飲食中加入幾盎司的海藻可以將它們的甲烷排放量減少 82% 以上。
四、含硝基甲烷的燃料油什么利弊?
用這種燃料油的優點:
1、相對提高了燃油的燃燒性能
2、使汽車的燃料相應的燃燒排放適當降
3、擔高了表面燃燒和混合燃燒性能
缺點:
1、相應燃燒的過程中分解的延燒分解物增多
2、對發動機相應的零部件使用壽命(如火花塞丶汽缸)等都會造成一定的影響。
五、汽油甲烷值高好還是低好?
甲烷值高好。
汽油甲烷值的比例越高,說明它的穩定性是比較好的,汽油也會燃燒的更充分,從而使發動機的使用壽命更長,但是因為燃燒的比較快,所以它并不是非常耐用的,相反的92號汽油更加經濟實惠一點。
沒有95號汽油的動力比92號汽油動力更強這樣的說法,只有適合自己汽車標號的汽油才是最好的。
六、以氫氧化鉀為電解質溶液的甲烷燃料電池?
是一種將甲烷與氧氣反應產生的化學能轉變為電能的裝置。這種燃料電池通常使用氫氧化鉀溶液作為電解質,以促進甲烷的氧化反應。下面是這種燃料電池的一些關鍵點:
1. 反應原理:在甲烷燃料電池中,甲烷在負極失去電子發生氧化反應,而氧氣在正極獲得電子發生還原反應。氫氧化鉀溶液作為電解質,有助于這些反應的進行。
2. 負極反應:甲烷在負極與氫氧化鉀溶液中的氫氧根離子(OH^-)反應,生成碳酸根離子(CO3^2-)和水。這個反應的化學方程式為:
? ?[ CH_4 + 10OH^- - 8e^- rightarrow CO_3^2- + 7H_2O ]
3. 正極反應:氧氣在正極與氫氧化鉀溶液中的水反應,生成氫氧根離子(OH^-)和氫氣(H_2)。這個反應的化學方程式為:
? ?[ O_2 + 4e^- + 2H_2O rightarrow 4OH^- ]
4. 總反應:將負極和正極的反應式相加,可以得到甲烷燃料電池的總反應式:
? ?[ CH_4 + 2O_2 + 2OH^- rightarrow CO_3^2- + 3H_2O ]
5. 能量轉化:甲烷燃料電池將甲烷的化學能轉化為電能,這種能量轉化效率較高,是一種清潔、高效的能源轉換技術。
6. 應用:甲烷燃料電池可以用于各種應用,如便攜式電源、電動汽車、家庭能源供應等,具有廣闊的應用前景。
在設計和使用以氫氧化鉀為電解質溶液的甲烷燃料電池時,需要考慮到電解質的穩定性、電池的壽命、能量效率以及環境影響等因素。此外,還需要確保電池的安全性和可靠性,避免在操作過程中發生意外。
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