Парникові гази – ідентифікація та перепрофілювання метану

Парникові гази надзвичайно важливі для забезпечення придатності нашої планети для життя. Однак висока концентрація цих газів, що утримують тепло, зараз значно підвищує температуру поверхні Землі, що призводить до глобального потепління та зміни клімату.

Хоча вуглекислий газ є найважливішим антропогенним парниковим газом, метан (CH4) набагато сильніший. Цей відносно короткоживучий газ затримує у 80 разів більше тепла, ніж CO2 протягом двох десятиліть. За даними Програми ООН з навколишнього середовища, з доіндустріальних часів на метан припадає близько 30% зміни клімату.

Цей другий за поширеністю парниковий газ є основним компонентом природного газу та біогазу.

Метан безбарвний, без запаху та легкозаймистий. Природний метан міститься під землею, а водно-болотні угіддя є його найбільшим джерелом. Його також можна знайти під морським дном, під антарктичним льодом і в океанах. Цей газ також виробляється вулканами, а також розпадом рослинних і тваринних речовин.

Важливим фактором, що сприяє викиду метану в навколишнє середовище, є діяльність людини, яка включає звалища, сільськогосподарську діяльність, худобу, гній, видобуток вугілля, а також видобуток нафти і газу.

Викидаючись у повітря, метан вступає в небезпечні реакції. Він не тільки виділяє вуглекислий газ шляхом окислення, але також сприяє утворенню озону. Таким чином, він зменшує кількість повітря, що призводить до передчасної смерті людей, зниження врожайності та викликає проблеми зі здоров’ям у тварин.

У людей цей потужний парниковий газ також може викликати такі проблеми, як астма, серцево-судинні захворювання та підвищений ризик інсульту. Отруєння газом метан, тим часом, може призвести до асфіксії.

Високий рівень метану також може спричинити такі проблеми, як втрата пам’яті, невиразна мова, нудота, почервоніння, головний біль, блювота, зміни настрою та проблеми із зором. Водночас контакт із зрідженим метаном, що виділяється під тиском, може спричинити обмороження.

Враховуючи шкідливий вплив метану, більша увага приділяється кращому кількісному визначенню та різке зниження забруднення метаном щоб запобігти найгіршим впливам клімату.

Викиди метану від гною набагато більші

Худоба є значним джерелом викидів метану в сільському господарстві. Згідно з поточною оцінкою Міжурядової групи експертів зі зміни клімату (IPCC), на його частку припадає від 12% до 14.5% усіх викидів парникових газів, спричинених діяльністю людини.

Водночас національні кадастри викидів парникових газів повідомляють, що викиди, що надходять безпосередньо з травної системи тварин (кишкова ферментація), у три-дев’ять разів перевищують викиди від утилізації гною, включаючи зберігання та розкид гною та гною. Однак викиди в цих двох випадках можуть бути набагато ближчими до 50:50.

Згідно з новими дослідженнями, фактичні викиди метану зі сховищ для гною на молочних фермах може бути в п'ять разів більше ніж показує офіційна статистика.

Дослідження, проведене Університетом Східної Англії (UEA) і некомерційною асоціацією, Міжнародною асоціацією зі скорочення неконтрольованих викидів (IFEAA), базується на розрахунках двох молочних ферм в Англії.

Дослідження показує, що розрахунки «рівня 2», які зараз використовуються країнами для щорічного звітування про свої викиди до МГЕЗК, можуть бути ненадійними, звідси й заниження.

Протягом 2022-23 років дослідники проаналізували виміри викидів із шламових лагун. Щоб уловити метан, використовувалися герметичні кришки, які закривали лагуни для шламу, що показало, що вони виробляють набагато більше CH4, ніж передбачалося раніше.

Згідно з результатами дослідження, фактичний обсяг викидів становив 145 кг на корову на рік на одній фермі та 198 кг на корову на рік на іншій. Це у 3.8–5.2 рази більше, ніж існуючий офіційний показник у 38 кг на корову, зазначений у Національному кадастрі Великої Британії.

Хоча стандартна міжнародна методологія, здається, недооцінює викиди метану зі зберігання шламу, дослідження стверджує, що сьогодні ми маємо технологію, яка може допомогти «перетворити цю проблему на можливість для бізнесу». Насправді метан можна легко уловити, а потім використовувати як альтернативу викопному паливу, що також створює «додатковий потік доходу для ферм».

Підкреслюючи величезний потенціал для перетворення цього метану на відновлюване джерело енергії, професор Ніл Ворд з Центру дослідження зміни клімату Тиндалла в UEA зазначив, що використання метану як палива може допомогти фермерам зменшити свої рахунки за електроенергію та стати енергонезалежними.

Уловлювання та перетворення викидного метану на біогаз може заощадити молочній фермі середнього розміру приблизно £52,500 400 на паливі. Загалом ця економія може скласти понад XNUMX мільйонів фунтів стерлінгів для молочного сектору.

Згідно з дослідженням, існуючі технології можуть уловлювати цей газ, і їх використання в молочному поголів'ї ЄС може скоротити викиди приблизно на 5.8% від бюджету, виділеного на обмеження глобального потепління до 1.5°C.

Значна недооцінка викидів від гною означає, що не тільки оцінки є неточними, але й пріоритети щодо варіантів скорочення також можуть бути викривлені.

«Тому це дослідження є терміновим закликом до дій і подальшої роботи, щоб краще зрозуміти викиди метану від використання гною».

– Професор Уорд

Таким чином, дослідження рекомендує уряду підвищити гранти на закупівлю шламових лагун, а також супутнього газопереробного обладнання на додаток до запровадження податкових пільг для інвестицій у ланцюжок поставок у відновлення та використання метану та спрощення процесу планування та отримання дозволів.

«Існує технологія для уловлювання, переробки та використання метану, який зараз втрачається в атмосферу та сприяє накопиченню парникових газів, і виглядає економічно багатообіцяючою, особливо якщо вдасться запровадити систему стимулів для капіталовкладень у фермах у поєднанні з регуляторною підтримкою».

– Професор Пенні Аткінс, генеральний директор IFEAA

Тим часом, за словами Джорджа Юстіса, голови IFEAA та колишнього держсекретаря з навколишнього середовища, продовольства та сільських справ, скорочення викидів метану є «вирішальним на шляху до чистого нуля». З огляду на те, що метан є потужним, але короткочасним ПГ, зменшення викидів також може допомогти обмежити підвищення глобальної температури до 1.5 градусів.

Таким чином, у дослідженні було зроблено висновок, що колективний внесок CH4 від поводження з гноєм на молочних фермах є значним і що є значні переваги в тому, щоб діяти раніше, ніж пізніше, щоб обмежити викиди.

Вуглецевий слід СПГ також набагато вищий

Новий Корнелл вчитися тим часом каже, що вуглецевий слід зрідженого природного газу (СПГ) набагато гірший, на 33% більше, ніж вугілля, якщо врахувати його обробку та транспортування.

Під час видобутку, переробки, транспортування та зберігання СПГ вивільняються CH4 і CO2, і ці викиди становлять приблизно половину загального викиду парникових газів.

Порівняльний аналіз впливу різних парникових газів на атмосферу показує, що вуглецевий слід ЗПГ на третину більший, ніж у вугілля, протягом двох десятиліть. Навіть у столітньому масштабі вуглецевий слід ЗПГ або дорівнює, або все ще перевищує вугілля.

І сланцевий, і природний газ шкідливі для клімату, за словами автора дослідження Роберта Ховарта, але СПГ «гірший». У той час як СПГ виготовляється зі сланцевого газу, цей процес вимагає переохолодження (мінус 260 градусів за Фаренгейтом) до рідкого стану, а потім використання великих танкерів для транспортування на ринок, і все це потребує енергії.

Цей вид транспорту має екологічні витрати. Сучасні танкери з дво- або чотиритактними двигунами мають нижчі викиди CO2, ніж парові судна, і вони спалюють LNG під час зберігання та транспортування, в результаті чого CH4 виділяється у вихлопні гази.

Що стосується паровозів, то вони майже не виділяють метану у своїх вихлопних газах. І це може частково компенсувати їхні вищі викиди CO2.

Згідно з дослідженням, викиди метану танкерами коливаються від 3.9% до 8.1% залежно від судна. Під час процесу скраплення природного газу цей показник наближається до 8.8% від загальної кількості, якщо використовувати потенціал глобального потепління.

Згідно з дослідженням, тип танкера має відносно незначний вплив на викиди парникових газів СПГ, оскільки вони є більш ефективними у споживанні палива та, як такі, мають нижчі викиди CO2, але більше прослизання метану у вихлопних газах.

Говорячи про вплив швидкості танкера на викиди, автор зазначає, що менші швидкості призводять до значно більшої ефективності, що зменшує викиди як CO2, так і CH4. У статті зазначається:

«Тим не менш, викиди від танкерів становлять невелику частину від загального обсягу СПГ».

Саме викиди сланцевого газу в процесі видобутку та транспортування найбільше відповідають за вуглецевий слід зрідженого природного газу, який експортують США.

CO2 від кінцевого спалювання зрідженого природного газу фактично становить лише 34% від загального викиду парникових газів (ПГ) від зрідженого природного газу, тоді як викиди метану в першому та середньому потоках відповідають за 38% загальних викидів СПГ. Якщо додати викиди CO2 від енергії, яка використовується для виробництва СПГ, то загальні викиди вгорі та середній частині складають у середньому 47% від загального викиду ПГ від СПГ. За словами Ховарта:

«Майже всі викиди метану відбуваються вище за течією, коли ви видобуваєте сланцевий газ та скраплюєте його. Все це збільшується лише для того, щоб зріджений природний газ вийшов на ринок».

Це означає, що скраплений природний газ «завжди» має більший кліматичний слід, ніж природний газ, і разом з тим він «закінчує значно гірше, ніж вугілля».

Згідно з дослідженням, ці висновки мають значення для виробництва зрідженого природного газу в США, які наразі є найбільшим експортером у світі. Хоча країна заборонила експорт ЗПГ, вона зняла заборону у 2016 році, і з того часу експорт різко зріс. У 2023 році на США припадало 21% усіх світових перевезень ЗПГ, а президент Байден запровадив мораторій на це зростання експорту лише на початку цього року.

Крім того, майже все збільшення видобутку природного газу в США за останнє десятиліття відбулося за рахунок сланцевого газу. Видобуток сланцевого газу разом із зрідженням для отримання СПГ і подальшим транспортуванням СПГ є енергоємними, що значно сприяє викиду парникових газів.

Отже, хоча уряди в усьому світі закликають до швидкої відмови від викопного палива, включаючи природний газ, як частину своєї глобальної кліматичної політики, скраплений природний газ має набагато більший вуглецевий слід, ніж природний газ. Ховарт сказав: «Припинення використання СПГ має бути глобальним пріоритетом».

Таким чином, перехід з вугілля на СПГ не є правильним шляхом, як вважає Ховарт, через потребу в значних витратах на інфраструктуру. Він рекомендує використовувати фінансові ресурси, щоб якомога швидше побудувати майбутнє без використання викопного палива як набагато кращий підхід.

Потужна альтернатива: використання метану для видобутку BTC

З Видобуток бікінів Стикаючись з критикою за свою енергоємність, перетворення метану з відходів тваринництва в енергію представляє інноваційний та проактивний підхід до зменшення викидів парникових газів.

Таке поєднання видобутку BTC із уловлюванням метану дозволяє перетворити ці викиди на цінне джерело для передових технологій замість того, щоб сприяти глобальному потеплінню.

З огляду на те, що майнери біткойнів можуть працювати практично з будь-якої точки світу, це відкриває можливості навіть для найбільш ізольованих, віддалених і забутих сміттєзвалищ. Звалища є основним джерелом метану. У США вони є третім за величиною джерелом викидів метану, пов’язаних з діяльністю людини.

Фірми, які займаються видобутком біткойнів, можуть уловлювати метан зі сміттєзвалищ, а потім перетворювати його на електроенергію для живлення своїх установок для майнінгу, фактично перетворюючи всі ці відходи на цінний ресурс.

Ще один спосіб, яким майнери біткойнів можуть скористатися цією енергією, — це організовувати майнінг поблизу нафтових родовищ, де метан часто спалюється через відсутність інфраструктури для його використання. Уловлюючи цей газ, відходи та забруднення можна ще більше зменшити.

Такий проект пропонує інші переваги, зокрема монетизацію метану безпосередньо на місці, не вимагаючи дорогих інвестицій, що означає швидке розгортання та отримання прибутку. З мінімальними інвестиціями майнери біткойнів можуть додатково отримати доступ до недорогих джерел відновлюваної енергії та зменшити свою залежність від місцевих електромереж, перетворюючи шкідливий газ на енергію.

Таким чином, біткойн може сприяти переходу до більш чистих і стійких джерел енергії. Тим часом майнери біткойнів можуть працювати стабільно, позиціонуючи мережу як потенційне благо для навколишнього середовища.

Chainergy — це компанія, яка активно працює над перетворенням метану в енергію для видобутку біткойнів. Цей крок також надав компанії доступ до електроенергії за конкурентоспроможною ціною та зміцнив її присутність на енергетичному ринку.

Crusoe Energy Systems — ще одна компанія, яка фіксує відпрацьовані викиди метану від нафтогазових операцій і використовує їх для живлення центрів обробки даних для майнінгу біткойнів. У 2021 році ExxonMobil (XOM ) співпрацює з Crusoe, щоб використовувати надлишки газу з одного з його нафтових родовищ для видобутку біткойнів.

# 1. Mara Digital Holdings (MARA )

Ця компанія, що займається видобутком біткойнів, досліджує стійкі та автономні енергетичні рішення, і для цього вона співпрацює з різними постачальниками енергії. Одна з таких ініціатив включає експерименти з використанням метану зі звалищ для забезпечення своїх операцій.

У листопаді 2023 року компанія оголосила про партнерство з компанією Nodal Power, яка займається розробкою та експлуатацією активів у сфері відновлюваної енергетики, для запуску проекту майнінгу BTC у штаті Юта. Цей пілотний проект потужністю 280 кВт повністю працює на звалищному метані та вже повністю запущений. Генеральний директор Marathon Фред Тіль тоді сказав:

«У Marathon ми постійно шукаємо інноваційні способи диверсифікації нашої діяльності, зниження витрат на електроенергію та використання унікальних аспектів майнінгу біткойнів для покращення середовища, у якому ми працюємо».

Тіль зазначив, що завдяки вловлюванню CH4, який викидається зі сміттєзвалищ, та його подальшому перетворенню на електроенергію для живлення біткойн-майнерів компанії, Marathon «має унікальні можливості допомогти перетворити цей шкідливий газ на продуктивне джерело чистої, відновлюваної енергії».

Акції компанії (MARA: NASDAQ) зараз торгуються за ціною $16, що на 31.93% менше з початку року (YTD) порівняно зі зростанням вартості біткойна на 61.4% за той самий період, коли він торгується поблизу $62,300. З ринковою капіталізацією 4.70 мільярда доларів Mara має EPS (TTM) 1.73, P/E 9.22 і ROE (TTM) 26.26%.

Минулого тижня один з найбільших у світі публічно торгуваних майнерів біткойнів повідомив про неаудовані оновлення за вересень, протягом яких він збільшив свій активний хешрейт до 36.9 EH/s, що на 5% більше, ніж у попередньому місяці. Компанія очікує досягти 50 EH/s до кінця цього року. Тим часом, видобуток BTC збільшився на 5% до 705 BTC.

«Ми пишаємося тим, що у вересні перевищили марафонську вартість біткойнів HODL і зараз маємо майже 27,000 XNUMX BTC на нашому балансі».

– генеральний директор Фред Тіль

Mara також подала заяву про розкриття інформації в Climate Disclosure Project (CDP), підтримуючи свою «прихильність до екологічної прозорості та корпоративної відповідальності».

Висновок

Зміна клімату продовжує залишатися актуальною проблемою, оскільки середня глобальна температура зростає зі швидкістю 0.175 °C кожне десятиліття. Значний внесок у це нинішнє потепління вносить метан (CH4), який викликає набагато більше потепління, ніж CO2.

Хоча скорочення викидів метану від тваринництва вважається складною проблемою, як ми вже повідомляли, воно насправді може мати значний і швидкий вплив на зменшення потепління, водночас пропонуючи економічні можливості для використання як спосіб заміни викопного палива. Також існує перетворення метану з відходів тваринного походження на енергію для видобутку біткойнів, що є ще одним унікальним і прибутковим рішенням, яке вирішує енергоємний характер видобутку біткойнів, одночасно перетворюючи всі відходи на економічну цінність. Ці зусилля можуть ефективно прокласти шлях до сталого майбутнього.