Последнюю неделю я не могу избавиться от мысли об одном газе, которому раньше не уделял особого внимания. Речь идет о гексафториде серы (SF6). Он используется в высоковольтном оборудовании электросетей. И, что весьма неприятно, это чудовищный парниковый газ.
Парниковые газы — это те вещества, которые задерживают тепло в атмосфере. SF6 и другие фторированные газы могут быть в тысячи раз более мощными в плане содействия глобальному потеплению, чем углекислый газ (CO2). И хотя они обычно выделяются в относительно небольших объемах, мы уделяем им мало внимания. По отдельности их влияние может показаться незначительным по сравнению с диоксидом углерода, но вместе эти газы значительно усложняют задачу по борьбе с климатическим кризисом.
Вот краткая шпаргалка по наиболее важным парниковым газам, о которых необходимо знать.
Диоксид углерода: Главный герой
Я не мог собрать список парниковых газов, не упомянув самый главный. В 2023 году человеческая деятельность выбросила в атмосферу 37,4 миллиарда тонн диоксида углерода. Это самый распространенный парниковый газ, который мы выбрасываем, и основной фактор, движущий изменением климата.
Сложно точно определить, как долго CO2 задерживается в атмосфере, поскольку газ является частью глобального углеродного цикла. Часть его немедленно поглощается океанами, лесами или другими экосистемами, а остальная часть остается в атмосфере на протяжении столетий.
Диоксид углерода поступает практически из всех секторов нашей экономики. Крупнейший источник — электростанции, за ними следуют транспорт и промышленная деятельность.
Метан: Вспышка, которая длится долго
Метан также является мощным фактором изменения климата, на его долю приходится около 30% потепления, которое мы наблюдаем на сегодняшний день, хотя по объему в атмосфере CO2 примерно в 200 раз больше, чем метан.
Главное отличие метана — его крайне короткий срок жизни: он распадается в атмосфере примерно за десятилетие. Однако за это время метан способен вызвать примерно в 86 раз большее потепление, чем эквивалентное количество углекислого газа. (Краткое примечание: сравнение парниковых газов обычно производится за определенный период времени, поскольку у всех газов разная продолжительность жизни, и единой цифры, способной описать всю сложность атмосферной химии и физики, не существует.)
Основные источники метана — это индустрия ископаемого топлива, сельское хозяйство и отходы. Сокращение утечек при добыче нефти и газа — один из самых простых и доступных на данный момент способов уменьшить выбросы метана. Растет движение за более точный мониторинг метана — в том числе с помощью спутников — и за привлечение к ответственности нефтегазовых компаний, которые выделяют его больше всего.
Оксид азота: Не повод для смеха
Вы могли сталкиваться с оксидом азота в кабинете стоматолога, где его могут называть «веселящим газом». Но его влияние на климат серьезно: на его долю приходится около 6% потепления на сегодняшний день.
Выбросы оксида азота поступают практически полностью из сельского хозяйства. Применение некоторых азотных удобрений высвобождает этот газ, когда бактерии расщепляют эти химические вещества. Выбросы также могут возникать в результате сжигания некоторых сельскохозяйственных отходов.
Выбросы оксида азота выросли примерно на 40% с 1980 по 2020 год. Этот газ остается в атмосфере около столетия, и за это время он может удерживать более чем в 200 раз больше тепла, чем углекислый газ за тот же период.
Сокращение этих выбросов в значительной степени потребует тщательной корректировки методов управления почвой в сельском хозяйстве. Основными рычагами воздействия будут уменьшение использования синтетических удобрений, более эффективное применение тех удобрений, что используются, и выбор продуктов, минимизирующих выбросы.
Фторированные газы: Тихие гиганты
И, наконец, фторированные газы — одни из самых мощных парниковых газов, которые мы выбрасываем. К этой группе относится множество веществ, включая гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ) и SF6. Они остаются в атмосфере веками (или даже тысячелетиями) и обладают ошеломляющим потенциалом: каждый из них имеет как минимум в 10 000 раз больший потенциал глобального потепления, чем диоксид углерода.
ГФУ используются в качестве хладагентов в кондиционерах, холодильниках и аналогичном оборудовании. Одно из перспективных направлений исследований в области тепловых насосов — поиск альтернативных хладагентов, не обладающих столь высоким потенциалом потепления. Эти же химикаты используются в аэрозольных баллончиках (например, для лака для волос), а также в средствах пожаротушения и растворителях.
SF6 применяется в высоковольтном энергетическом оборудовании и является самым опасным парниковым газом, который рассматривался Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК), имея потенциал потепления в 23 500 раз выше, чем у CO2 за столетний период. Ученые ищут ему замену, но этот переход оказывается непростым, о чем вы узнаете, если прочитаете мой свежий материал.
Хорошая новость заключается в том, что мы знаем: изменения возможны, когда речь идет о фторированных газах. Мы уже отказались от одной категории — хлорфторуглеродов (ХФУ). Они в основном использовались в тех же отраслях, что и современные ГФУ, но имели пагубную особенность — разрушали озоновый слой. Монреальский протокол 1987 года успешно инициировал поэтапный отказ от ХФУ, и без этих мер мы бы столкнулись со значительно более сильным потеплением.
Продолжение рассказа в The Spark
Связанное чтение
Некоторые ученые предлагают ускорить или стимулировать химические реакции для удаления метана из атмосферы, в том числе исследователи и компании, которые планируют распылять частицы железа над океаном.
Метан может выделяться из пищевых отходов, и некоторые компании стремятся улавливать этот газ и использовать его в качестве источника энергии, вместо того чтобы позволять ему попадать в атмосферу.
Выбросы углекислого газа от авиации — лишь один из факторов климатического воздействия отрасли. Самолеты также выбрасывают облака водяного пара и твердых частиц, называемые инверсионными следами (конденсационными следами), которые вносят значительный вклад в потепление от воздушных перевозок. Перераспределение маршрутов самолетов могло бы помочь.
Еще кое-что
Мы приближаемся к климатическим точкам невозврата — пороговым значениям, за которыми экосистемы и планетарные процессы могут запустить обратные связи или резкие изменения. Британское исследовательское агентство только что запустило проект стоимостью 106 миллионов долларов по разработке систем раннего предупреждения, которые могли бы уведомить нас, если мы опасно приблизимся к этим точкам.
Агентство сосредоточится на двух основных направлениях: таяние Гренландского ледяного щита и ослабление Североатлантического субполярного круговорота. Подробнее о целях программы читайте в недавней статье моего коллеги Джеймса Темпла.
Следите за климатическими новостями
Volkswagen за последние шесть лет вложил более 20 миллиардов долларов в стартапы, занимающиеся электромобилями, аккумуляторами и программным обеспечением. Эксперты не уверены, помогает ли этот «ковровый обстрел» автопроизводителю конкурировать в сегменте электрокаров. (The Information)
Мы наконец-то начинаем понимать, как облака влияют на изменение климата. Облака отражают свет обратно в космос, но они также задерживают тепло в атмосфере. Исследователи начинают выяснять, как это проявится в нашем будущем климате. (New Scientist)
Автомобили в США становятся все больше, и эта тенденция смертельна. Более крупные автомобили безопаснее для их пассажиров, но опаснее для всех окружающих. (The Economist)
→ Большие автомобили также могут создавать проблемы для изменения климата, поскольку они требуют более крупных аккумуляторов и большей мощности для передвижения. (MIT Technology Review)
Индустрия растительного мяса столкнулась с трудностями в привлечении потребителей в США, и продажи снижаются. Теперь сторонники обращаются за помощью к Конгрессу. (Vox)
Last Energy хочет строить малые ядерные реакторы и только что привлекла 40 миллионов долларов финансирования. Компания заявляет, что сможет соблюдать агрессивные сроки и планирует запустить свой первый реактор уже в 2026 году в Европе. (Canary Media)
К 2050 году на свалках могут оказаться 43 миллиона тонн лопастей ветрогенераторов. Исследователи заявляют, что нашли альтернативные материалы для лопастей, которые могут сделать их перерабатываемыми. (New York Times)
→ Другие исследования направлены на переработку стекловолокна из существующих лопастей с использованием химических методов. (MIT Technology Review)
Последняя в Великобритании угольная электростанция должна быть закрыта в конце этого месяца. Объект только что принял последнюю партию топлива. (BBC)
