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2021年全球甲烷承诺的目标很大胆:到本世纪末将甲烷排放量减少30%。这将为我们争取到宝贵的时间来减少二氧化碳排放。目前已有150多个国家签署了这一承诺,占全球甲烷排放量的一半以上。这种温室气体是一种极其强大但短暂的温室气体。
为了履行承诺,许多领导人宣布了削减甲烷排放的政策。然而,最新研究显示,全球甲烷排放量仍在迅速上升。自大约40年前开始全球记录以来,大气浓度的增长速度比任何时候都要快。
这些研究结果今天发表在我们第四次全球甲烷预算中,该研究通过全球碳计划进行的一篇论文和预印本研究发表,得到了来自全球66个研究机构的贡献。
甲烷的天然来源包括湿地中腐烂的有机物。但人类却增加了甲烷的排放量。我们追踪了这种强效温室气体的所有主要来源和汇的变化,发现人类现在要为全球总排放量的三分之二或更多负责。
这是个问题,但我们可以改进。减少甲烷排放是我们能采取的减缓气候变化速度的最佳且唯一的短期措施之一。
甲烷为何如此重要?
继二氧化碳之后,甲烷是导致人类活动引发全球变暖的第二大温室气体。
虽然人类活动实际排放的甲烷比二氧化碳少得多,但甲烷却具有隐藏的威力——在进入大气层后的前二十年里,其吸热效率是二氧化碳的80倍。
自工业化前时代以来,全球气温上升了1.2°C(过去10年的平均值)。根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的最新报告,甲烷造成了约0.5°C的升温。
在大气中,甲烷与氧气迅速混合,转化为二氧化碳和水。相比之下,二氧化碳是一种更稳定的分子,它会在大气中停留数千年,吸收热量,直到被海洋和植物吸收。
短暂的寿命和极强的效力使甲烷成为快速应对气候变化的绝佳候选者。
甲烷排放没有减缓
21世纪初期至中期,甲烷排放量增长率实际上有所下降。分析表明,这是化石燃料排放量减少和大气破坏甲烷能力的化学变化共同作用的结果。
但自那以后,甲烷排放量激增。截至2018-2020年的二十年间,人类活动产生的甲烷排放量每年增加5000万至6000万吨,增幅为15-20%。
这并不意味着大气中的甲烷会增加相同的量,因为甲烷在不断被分解。
21世纪初,每年有610万吨甲烷额外进入大气。到2010年代,甲烷的增长率为2090万吨。2020年,甲烷的增长率达到4200万吨。此后,甲烷的增加速度更快。目前的增长率高于以往任何一年。
甲烷从哪里来?
人类活动,例如畜牧养殖、煤炭开采、天然气开采和处理、稻田种植水稻以及将有机废物填埋等,占甲烷总排放量的65%。其中,农业(畜牧业和稻田)占40%,化石燃料占36%,垃圾填埋场和废水占17%。
化石燃料产生的甲烷排放量现在与牲畜排放量相当。增长最快的贡献者是垃圾填埋场和化石燃料(想想开采和加工过程中逸出的天然气)。
当我们考虑到间接排放(例如有机物渗入水道和湿地、水库的建设以及人类引起的气候变化对湿地的影响)时,我们的影响会更大。
2020年,人类活动导致甲烷排放3.7亿至3.84亿吨。
其余排放来自自然来源,主要是湿地、河流、湖泊和水饱和土壤中植物物质的分解。热带湿地是特别大的排放源。世界上大面积的永久冻土(永久冻土)也产生甲烷,但速率相对较低。随着永久冻土因温度升高而融化,这种情况正在改变。
谁的排放量最大?按排放量计算,2020年排放量最大的五个国家是中国(16%)、印度(9%)、美国(7%)、巴西(6%)和俄罗斯(5%)。增长最快的地区是中国、南亚、东南亚和中东。
过去二十年来,欧洲各国开始降低排放量,这是由于它们努力减少垃圾填埋场和废物排放,随后又小幅削减了化石燃料和农业的排放量。澳大利亚可能也在减少农业和废物排放。
这对于净零意味着什么?
不受控制的甲烷排放是个坏消息。最近观测到的大气甲烷浓度与气候情景相符,到2100年气温将升高3°C。
要将全球气温控制在2°C以下(这是2015年《巴黎协定》的目标),就必须尽快减少甲烷排放量。要实现这一目标,到2050年,甲烷排放量必须减少近一半(45%)。
这并非不可能解决的问题。现在我们已经有了快速削减各行业甲烷排放的方法。
国际能源署称,石油和天然气行业可以在没有净成本的情况下减少40%的排放量。
在农业方面,我们可以通过添加饲料添加剂减少牛、羊、山羊和水牛排出的甲烷,以及通过稻田季中排水来实现快速减排。
捕获垃圾填埋场甲烷并将其用于生产能源或供热的方法现已得到充分证实。
三年前,世界承诺削减甲烷排放量。我们的研究结果表明,我们需要在全球范围内迅速加快解决方案,以解决和减少甲烷排放。
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