Дестени Нок, доцент кафедры гражданского строительства и охраны окружающей среды, а также инженерного дела и государственной политики в инженерном колледже Университета Карнеги-Меллон, является соавтором исследования, которое помогает осветить будущее энергетики, работающей на природном газе, на пути к снижению выбросов парниковых газов (ПГ).

Используя новую международную перспективу, команда провела анализ жизненного цикла для каждой из 108 стран с газовой энергетикой в 2017 году, оценив общий объем выбросов за жизненный цикл для каждой. Работа, опубликованная в журнале Nature Climate Change, предоставляет беспрецедентную информацию и представление о возможностях смягчения последствий выбросов парниковых газов с помощью как национальных, так и международных усилий.

По мере того как исследователи, политики и лидеры отрасли прокладывают курс на нулевые выбросы парниковых газов, все большее число людей рассматривают природный газ в качестве важнейшего связующего звена в настоящее время. Поскольку энергетические системы работают в направлении большей доли низкоуглеродных источников энергии, другие усилия направлены на более немедленный переход на природный газ и отказ от интенсивных выбросов (по сравнению с природным газом) ископаемых видов топлива, особенно угля.

Нок и его команда столкнулись со многими соображениями при анализе выбросов в течение всего жизненного цикла и потенциальных будущих последствий крупных инвестиций в энергетику, работающую на природном газе, в качестве промежуточного топлива к нулевому потреблению; они включали потери при передаче и распределении, утечки метана и изменение энергетической системы.

Выбросы, связанные с выработкой электроэнергии на природном газе, образуются задолго до того, как топливо поступает на электростанцию. В дополнение к значительным выбросам парниковых газов, образующихся при транспортировке природного газа по всему миру, он также генерирует метан на каждом этапе своего пути - от добычи до его использования и доставки в виде электроэнергии.

Метан является значительно более мощным выбросом парниковых газов, чем углекислый газ, что все чаще вызывает вопросы об эффективности природного газа в деле сокращения выбросов в долгосрочной перспективе. Авторы также отмечают риск чрезмерных инвестиций в ископаемое топливо и возможность непреднамеренного использования ископаемого топлива сверх его полезности для сокращения выбросов.

Эти расчеты осложняются потерями при передаче и распределении в секторе электроэнергетики, для производства которых требуется больше энергии, чем потребляется. В этом анализе Нок предоставил уравнения и анализ потерь при передаче и распределении.

Нок и ее коллеги определили, что среднемировые выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла при производстве электроэнергии, работающей на газе, составляют 10% глобальных выбросов, связанных с энергетикой, в основном в результате производства электроэнергии, за которыми следует метан, образующийся кумулятивно в процессе производства электроэнергии, работающей на природном газе. Однако они отмечают, что только 19-26% выбросов можно было бы предотвратить с помощью мер по сокращению выбросов метана и устранению неэффективности инфраструктуры передачи и доставки.

Исследователи приходят к выводу, что значительное внедрение технологий улавливания и хранения углерода (CCS) должно быть частью любого жизнеспособного средства использования природного газа, чтобы служить частью перехода к снижению выбросов углерода. По сравнению с другими рассмотренными вариантами, CCS может обеспечить дополнительное сокращение выбросов в течение срока службы на 45-52% при производстве электроэнергии, работающей на природном газе. В совокупности эти достижения могут привести к сокращению выбросов парниковых газов при производстве электроэнергии, работающей на природном газе, на 70% или более.

Команда отмечает уникальные возможности, предоставляемые с помощью анализа, подобного их собственному, для выявления факторов выбросов в цепочке поставок газа в национальном и международном масштабе. Эти данные могут помочь директивным органам определить наилучшие доступные инструменты для сокращения выбросов парниковых газов в их регионе. Они также подчеркивают важность международных усилий по ограничению выбросов и, в частности, подчеркивают роль, которую многие международные субъекты играют на различных этапах цепочки поставок газа, и ту роль, которую эти субъекты также могут играть в использовании этих взаимодействий для поддержки декарбонизации во всем мире.

С увеличением усилий и согласия как на национальном, так и на международном уровне в направлении совместной декарбонизации, анализ и рекомендации, по словам его авторов, представляют собой "первое глобальное исследование, которое разграничивает проблемы выбросов и возможности смягчения последствий, связанные с использованием газа в качестве переходного источника для производства электроэнергии".