Согласно исследованию, опубликованному в журнале Environmental Science & Technology, новая спутниковая технология, разработанная китайскими учеными, кратно повышает точность оценки выбросов углекислого газа (CO2) от электростанций, работающих на угле. Подход, предложенный исследовательской группой под руководством профессора Чэн Тяньхая из Научно-исследовательского института аэрокосмической информации Китайской академии наук, позволяет отслеживать выбросы парниковых газов в режиме реального времени.
Точное измерение выбросов CO2 является ключом к пониманию и контролю воздействия производства электроэнергии на окружающую среду. Однако текущие оценки в значительной степени опираются на кадастры, составленные на основе средних коэффициентов выбросов и данных об активности электростанций, которые часто не отражают фактические показатели. Проблема усугубляется тем, что спутники для мониторинга выбросов углерода, такие как Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) NASA, не могут покрыть в режиме реального времени все территории, где дымят электростанции. Это затрудняет фиксацию ежедневных и сезонных колебаний выбросов.
Чтобы устранить эти пробелы, команда разработала математическую модель взаимосвязи объема выбросов углерода и загрязнения среды (Pollution-Carbon Synergy Model или сокращенно PCSM). Инновация учитывает оксиды азота (NO. NO2, N2O5, обобщенно NOx) — загрязняющие вещества, которые непременно выбрасываются вместе с CO2 при сжигании ископаемого топлива, — в качестве надежного косвенного показателя для оценки выбросов CO2. Поскольку соотношение NOx и CO2 остается относительно стабильным для каждого предприятия, оно служит достоверным индикатором выбросов углерода.
Объединив спутниковые данные аппарата мониторинга тропосферы TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument, который регистрирует NOx) и OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory-2, который измеряет CO2), исследователи вывели коэффициенты пропорции NOx в CO2 для конкретных промышленных предприятий. Затем эти коэффициенты были сопоставлены с ежедневными выбросами NOx, оцененными по данным TROPOMI, для расчета ежедневных выбросов CO2 с гораздо более высокой временной точностью, чем позволяли возможности OCO-2.
Испытания на 15 крупных угольных электростанциях в США показали, что метод PCSM превосходит метод OCO-2, сокращая среднегодовые ошибки оценки выбросов CO2 с 45,8 % (5,02 млн тонн) до 13,0 % (1,43 млн тонн). Он также превзошел ведущие мировые реестры выбросов, такие как Open-Source Data Inventory for Anthropogenic CO2 (ODIAC) и Emissions Database for Global Atmospheric Research (EDGAR), повысив корреляцию с фактическими данными Системы непрерывного мониторинга выбросов в США (CEMS) с 0,16 до 0,35.
Кому-то предмет исследования может показаться отвлеченным и эфемерным. Но на деле у него есть более чем реальная экономическая подоплека. Все крупные эмитенты CO2 платят сборы за загрязнение окружающей среды. Размер платежей зависит от прогнозируемых и фактических объемов выбросов. Если в результате злоупотреблений или ошибок измерений объем занижается, в накладе остается государство. Если объем завышен, убытки несут владельцы тепловых электростанций. Повышение точности измерений с помощью перекрестного контроля выбросов CO2 и оксидов азота обеспечит справедливые сборы с предприятий теплоэнергетического комплекса и упростит верстку бюджетов. Речь идет о миллионах и даже десятках миллионов долларов.
Недавно мы рассказали об удивительном микробе с мембраной из кальция. Он превращает углекислый газ в известняк и мрамор.
