To 2020 σημειώθηκαν οι υψηλότερες συγκεντρώσεις μεθανίου από την έναρξη των δορυφορικών καταγραφών του 2003
Τι κοινό έχουν ένας ορυζώνας, μια αγελάδα, ένα έλος και ένα ανθρακωρυχείο; Μπορεί να υπάρχουν πολλές απαντήσεις, αλλά ένα είναι βέβαιο: όλα τους έχουν αέρια. Πρόκειται για εκλύσεις μεθανίου, ένα αέριο λιγότερο γνωστό συγκριτικά με το διοξείδιο του άνθρακα, αλλά διαβόητο για την ικανότητά του να συγκρατεί τη ζέστη. Μάλιστα, συγκεντρώνει ολοένα περισσότερο ενδιαφέρον, καθότι σημειώνεται άνοδος στις εκπομπές του. Για τους επιστήμονες και τις κυβερνήσεις, το μεθάνιο αποτελεί καλύτερο μέσο για τον ταχύτερο μετριασμό της κλιματικής αλλαγής. Ωστόσο, προαπαιτείται ακριβής γνώση της ποσότητας μεθανίου που φτάνει στην ατμόσφαιρα, καθώς και των υπεύθυνων για αυτό.
Η παραγωγή μεθανίου οφείλεται σε αρκετούς παράγοντες, είτε φυσικούς είτε ανθρωπογενείς. Σχεδόν το ένα τρίτο των παγκόσμιων εκπομπών προέρχεται από υγρότοπους, όπου υπέρογκες ποσότητες αποσυντιθέμενης οργανικής ύλης ελευθερώνουν μεθάνιο. Ο γεωργικός τομέας αποτελεί την κυριότερη πηγή ανθρωπογενών εκπομπών –περισσότερο από το ένα τέταρτο– πρωτίστως λόγω του ζωικού κεφαλαίου και των καλλιεργειών σε λιμνάζοντα νερά. Το μεθάνιο είναι υποπροϊόν των τάφρων κοπριάς και των στομαχικών αερίων των μηρυκαστικών, ενώ στις καλλιεργήσιμες εκτάσεις, όπως αυτές του ρυζιού, το μεθάνιο δημιουργείται από τα βακτήρια που αποσυντίθενται μέσα στο νερό. Επίσης, υπεύθυνη για ένα τέταρτο των παγκόσμιων εκπομπών μεθανίου είναι η βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, καθώς οι συχνές διαρροές αερίου περιέχουν μεθάνιο. Στους λοιπούς παράγοντες συμπεριλαμβάνονται η καύση βιομάζας και η τήξη του μόνιμα παγωμένου εδάφους (περμαφρόστ).
Αυτό, ωστόσο, που καθιστά το μεθάνιο τη δεύτερη σημαντικότερη αιτία κλιματικής αλλαγής είναι ότι θερμαίνει την ατμόσφαιρα, μιας και μοναδιαία είναι κατά είκοσι φορές πιο ισχυρό από το διοξείδιο του άνθρακα. Επομένως, η έκλυση ενός κιλού μεθανίου αντιστοιχεί σε εκπομπή 84 κιλών διοξειδίου του άνθρακα. Βέβαια, οι παγκόσμιες εκπομπές μεθανίου αυξάνονται ραγδαία, οπότε αναμένεται να ενταθεί η άνοδος της θερμοκρασίας.
To 2020 σημειώθηκαν οι υψηλότερες συγκεντρώσεις μεθανίου από την έναρξη των δορυφορικών καταγραφών του 2003, σύμφωνα με τα προκαταρκτικά στοιχεία της Υπηρεσίας για την Κλιματική Αλλαγή του Κοπέρνικου (C3S). Το Παγκόσμιο Πρόγραμμα για τον Άνθρακα αναφέρει ότι το 2017 υπήρξε άνοδος κατά εννέα τοις εκατό συγκριτικά με την περίοδο 2000-2006, ενώ ως πιθανότερα αίτια υποδεικνύει τις αγροκαλλιέργειες και τη διαχείριση αποβλήτων. «Την περασμένη δεκαετία, αντιληφθήκαμε ότι οι εκπομπές μεθανίου εκτοξεύονται, και αυτό είναι εξαιρετικά προβληματικό», λέει ο δρ Ντρου Σίντελ, κλιματολόγος στο πανεπιστήμιου Ντιουκ και βασικός συντάκτης της Έκθεσης του 2021 για τις Παγκόσμιες Εκπομπές Μεθανίου των Ηνωμένων Εθνών.
Υπό συζήτηση παραμένει, όμως, ποιοι ευθύνονται. «Αναμφίβολα, ο ανθρώπινος παράγοντας ευθύνεται σε μεγάλο βαθμό για την άνοδο αυτή», λέει η δρ Ίλσε Άμπεν, ανώτερη επιστημονική υπάλληλος στον Ολλανδικό Οργανισμό Διαστημικών Ερευνών SRON και συνεπικεφαλής ερευνήτρια για το TROPOMI, το όργανο που βρίσκεται στον δορυφόρο Sentinel-5P του Κοπέρνικου και πραγματοποιεί παρατηρήσεις για το μεθάνιο. «Εντούτοις, ο διαχωρισμός των εκπομπών σε φυσικές και ανθρωπογενείς δεν είναι απλή υπόθεση».
Το διοξείδιο του άνθρακα παραμένει στην ατμόσφαιρα για 300 χρόνια. Εξού και είναι επιτακτική ανάγκη να μειωθούν οι εκπομπές του. Το μεθάνιο, από την άλλη, παραμένει στον αέρα λίγο παραπάνω από μία δεκαετία. Άρα, η περιστολή των εκπομπών μεθανίου μπορεί να αποφέρει γρήγορα αποτελέσματα στον μετριασμό της κλιματικής αλλαγής. «Ανακαλύψαμε πως ο έλεγχος του μεθανίου συνιστά ελκυστική και αποδοτική λύση», λέει ο δρ Σίντελ σχετικά με την έκθεση των Ηνωμένων Εθνών. «Αν, λόγου χάρη, προχωρήσουμε φέτος σε ενέργειες για τη μείωση του μεθανίου, θα παρατηρήσουμε μεταβολές στις συγκεντρώσεις ήδη από την επόμενη χρονιά». Επιπλέον, το μεθάνιο επιδεινώνει τη ρύπανση. Η πρόσμιξή του με τα καυσαέρια στην τροπόσφαιρα προκαλεί αντιδράσεις που γεννούν βλαβερό για το αναπνευστικό σύστημα όζον. Ως εκ τούτου, η μείωση του μεθανίου θα αποφέρει άμεσα οφέλη για την ανθρώπινη υγεία.
Για να φανεί βελτίωση του κλίματος, ασφαλώς, ίσως χρειαστεί πάνω από μία δεκαετία. «Όμως, αυτή παραμένει η πιο γρήγορη λύση σε σχέση με οτιδήποτε άλλο μπορεί να αμβλύνει την κλιματική αλλαγή», λέει ο δρ Σίντελ. Επί παραδείγματι, αν η βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου επιτύχει μια πτώση στις εκπομπές μεθανίου της τάξης του 45 τοις εκατό, γεγονός που θα ισοδυναμούσε με το κλείσιμο 1.300 σταθμών παραγωγής ενέργειας με καύση λιγνίτη, το κλίμα θα ωφελούνταν σε βάθος 20 ετών. Σε ευρύτερη κλίμακα, μειώνοντας κατά το ήμισυ τις παγκόσμιες ανθρωπογενείς εκπομπές μεθανίου έως το 2050, θα προέκυπτε πτώση της θερμοκρασίας κατά 0,2 °C μέσα στα επόμενα 30 χρόνια, αναφέρει η Ευρωπαϊκή Επιτροπή. «Προσώρας, η λύση αυτή δεν χαίρει ευρείας αναγνώρισης. Όμως, χάρη στα πασίδηλα πλεονεκτήματά της, θα είναι εύκολο να βρει υποστηρικτές», λέει ο δρ Σίντελ.
Οι λεπτομερέστερες παρατηρήσεις φέρνουν τον στόχο πιο κοντά
Η προοπτική της μείωσης του μεθανίου κερδίζει διαρκώς περισσότερο έδαφος. Η στρατηγική της Ευρωπαϊκής Ένωσης για το μεθάνιο προβλέπει την παροχή επιπλέον κινήτρων για μείωση 35 με 37 τοις εκατό στις εκπομπές του δεύτερου τη τάξει αερίου θερμοκηπίου, μετά το διοξείδιο του άνθρακα, έως το 2030 (με σημείο αναφοράς τα επίπεδα του 2005). Για την επίτευξη αυτού του στόχου, επιδιώκει καλύτερες μεθόδους παρατήρησης και καταγραφής των εκπομπών μεθανίου, κυρίως μέσω της Υπηρεσίας για την Ατμοσφαιρική Παρατήρηση του Κοπέρνικου (CAMS). Νωρίτερα μέσα στη χρονιά, επίσης, το Υπουργείο Εσωτερικών των ΗΠΑ ανακοίνωσε ότι θα επενδύσει 35 εκατομμύρια δολάρια στο πρόγραμμα REMEDY, που αφορά την ανάπτυξη τεχνολογιών για τη μείωση των εκπομπών μεθανίου στις βιομηχανίες πετρελαίου, φυσικού αερίου και άνθρακα. Σε διεθνές επίπεδο, τώρα, οι 45 χώρες που παράγουν σχεδόν τα τρία τέταρτα των παγκόσμιων εκπομπών μεθανίου συμμετέχουν στην Παγκόσμια Πρωτοβουλία για το Μεθάνιο, η οποία επίσης έχει ως στόχο τη μείωση του μεθανίου στους παραπάνω βιομηχανικούς τομείς.
Η αντιμετώπιση του προβλήματος στη ρίζα του, όμως, προϋποθέτει παρατηρήσεις ακριβείας. Το SRON χρησιμοποιεί πλήθος επιτόπιων μετρήσεων που πραγματοποιούνται ανά τον κόσμο διά δειγματοληψιών που προορίζονται για ανάλυση της ατμόσφαιρας, εξηγεί η δρ Άμπεν. «Αυτό το δίκτυο 80 περίπου σταθμών μέτρησης καταφέρνει σε ικανοποιητικό βαθμό να καταγράφει χονδρικά τις μεταβολές που σημειώνονται παγκοσμίως στο μεθάνιο. Όμως, δεν επαρκεί για να γνωρίζουμε ποιες είναι οι πηγές του μεθανίου».
Οι εκπομπές μεθανίου, εν αντιθέσει με αυτές του διοξειδίου του άνθρακα, παρατηρούνται πιο δύσκολα, εξηγεί ο δρ Σέρτζιο Νότσε, ερευνητής στο Ευρω-Μεσογειακό Κέντρο Κλιματικής Αλλαγής και συμμετέχων στο Παγκόσμιο Πρόγραμμα για τον Άνθρακα. «Η Διακυβερνητική Επιτροπή για την Αλλαγή του Κλίματος αναφέρει πως έχουμε πιο σαφείς γνώσεις για τις εκπομπές CO2 παρά για αυτές του μεθανίου διότι οι πηγές του CO2 μας είναι περισσότερο γνωστές και το δίκτυο παρατηρήσεων είναι πολύ πιο ανεπτυγμένο. Όσον αφορά το μεθάνιο, υστερούμε σε παγκόσμια και ακριβή στοιχεία για την παραγωγική δραστηριότητα και σε δειγματοληπτική ισοκατανομή […]. Για μερικές χώρες γνωρίζουμε πολλά· για άλλες, πάλι, γνωρίζουμε ελάχιστα ή και τίποτε απολύτως».
«Είναι απαραίτητο να έχουμε στη διάθεσή μας παγκόσμια στοιχεία, κι αυτό είναι το έργο των δορυφορικών παρατηρήσεων», λέει η δρ Άμπεν. «Οι μετρήσεις είναι δύσκολη υπόθεση. Αμέσως αφότου εκλυθεί, το μεθάνιο διαχέεται στον αέρα και μεταφέρεται. Σε μια συγκεκριμένη περιοχή, λοιπόν, δεν παρατηρούμε παρά μια μέση τιμή των συγκεντρώσεων μεθανίου, αλλά ενδέχεται επίσης το μεθάνιο να προέρχεται από άλλη περιοχή. Εξετάζουμε τις διακυμάνσεις αυτών των συγκεντρώσεων ανά τον κόσμο και επιχειρούμε να εντοπίσουμε και να υπολογίσουμε τις εκπομπές». Ωστόσο, το όργανο παρατήρησης της τροπόσφαιρας TROPOMI παρέχει λεπτομερέστερα στοιχεία για τις εκπομπές, καθώς συλλέγει δεδομένα από μικρές εκτάσεις 5 έως 7,5 χιλιομέτρων και πραγματοποιεί καθημερινά 40 εκατομμύρια παρατηρήσεις. «Είναι η πρώτη φορά που έχουμε στη διάθεσή μας παγκόσμια στοιχεία και παρατηρήσεις υψηλής ευκρίνειας», λέει η δρ Άμπεν.
Για τον μετριασμό του μεθανίου, τη σπουδαιότερη σημασία πιθανότατα έχει να γνωρίζουμε ποιες είναι οι μεγαλύτερες πηγές εκπομπών, οι λεγόμενες υπερπηγές. Βέβαια, στην ατμόσφαιρα καταλήγουν μεγάλες ποσότητες μεθανίου από φυσικές πηγές. Έτσι, παραμένει δύσκολο να διακρίνουμε ποιες εκπομπές είναι ανθρωπογενείς και ποιες φυσικές. «Ενίοτε, εγκαταστάσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου απαντούν κοντά σε υγρότοπους, γεγονός που δυσχεραίνει τον προσδιορισμό της ποσότητας μεθανίου που εκλύεται από κάθε πηγή», διευκρινίζει η δρ Άμπεν. Συνεπώς, είναι βοηθητικό να αναγνωρίζουμε τις υπερπηγές.
Αυτό ακριβώς κάνει το TROPOMI: αναζητά υπερπηγές, όπως ανθρακωρυχεία ή διαρροές από εξορύξεις πετρελαίου και φυσικού αερίου. «Επικεντρώνουμε την προσοχή μας σε όσες ξεχωρίζουν και τις αναλύουμε περαιτέρω. Εστιάζουμε στους πιο προσιτούς στόχους», λέει η δρ Άμπεν. «Συνεργαζόμαστε και με κατόχους μικρότερων δορυφόρων, οι οποίοι κάνουν πιο λεπτομερείς μετρήσεις μεθανίου». Άπαξ και το TROPOMI ανιχνεύσει εκπομπές σε παγκόσμιο επίπεδο, επισημαίνει τις τοποθεσίες που ξεχωρίζουν και, έπειτα, μικρότεροι δορυφόροι εστιάζουν σε περιοχές πιο περιορισμένης έκτασης και καταδεικνύουν την εγκατάσταση-πηγή.
Η ευρωπαϊκή νεοσύστατη εταιρεία τεχνολογίας Kayrros χρησιμοποιεί δεδομένα από τον Sentinel 5-P του Κοπέρνικου, αλλά και στοιχεία από επιτόπιες μετρήσεις και τεχνητή νοημοσύνη, ώστε να διαθέτει παρατηρήσεις για το μεθάνιο σε παγκόσμια κλίμακα μέσω της πλατφόρμας της Παρατηρητήριο Μεθανίου. Επιπλέον, στρέφει την προσοχή της σε υπερπηγές και παρέχει στοιχεία σε εταιρείες ενέργειας και σε δημόσιες επιχειρήσεις, μεταξύ πολλών άλλων. «Οι επιχειρήσεις πρέπει να είναι καλά ενημερωμένες για τις εκπομπές τους, προκειμένου να συμμορφώνονται με τους κανονισμούς για τον μετριασμό και τα επίπεδα του μεθανίου», λέει ο Αντουάν Ροστάν, ιδρυτής και πρόεδρος της Kayrros. Η εταιρεία θα συνεργαστεί και με το Διεθνές Ενεργειακό Φόρουμ, τον μεγαλύτερο παγκοσμίως οργανισμό για την ενέργεια, με σκοπό την ανάπτυξη μετρητικής μεθοδολογίας για το μεθάνιο, που θα επιτρέπει στον κλάδο της ενέργειας να εντοπίζει με περισσότερη ακρίβεια εστίες μεθανίου και να θέτει καλύτερους στόχους μετριασμού στο πλαίσιο του σχεδιασμού για την επίτευξη όσων ορίζει η Συμφωνία του Παρισιού.
Η βελτίωση των δορυφορικών παρατηρήσεων και η απόκτηση περισσότερων γνώσεων θα συνδράμουν την επίσπευση του μετριασμού του μεθανίου, που βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο. «Τα δεδομένα εξακολουθούν να χρειάζονται αρκετή επεξεργασία. Δεν μπορούμε να διαπιστώσουμε τίποτα για τις εκπομπές μεθανίου αν υπάρχουν παρεμβολές από τις νεφώσεις. Όμως, αποκτώντας καινούργιους δορυφόρους αλλά και άλλους μικρότερους για παρατηρήσεις υψηλότερης ευκρίνειας, αναμένουμε ότι εν καιρώ θα έχουμε στη διάθεσή μας καλύτερες μετρήσεις», λέει η δρ Άμπεν.
Δύσκολη παραμένει η ποσοτικοποίηση των εκπομπών μεθανίου
Παρότι πραγματοποιούνται παρατηρήσεις, αμφισβητήσιμα παραμένουν τα νούμερα των υψηλότερων συγκεντρώσεων μεθανίου για το έτος 2020. «Δεν έχουμε κάποια εξήγηση», λέει ο δρ Φρεντερίκ Σεβαλιέ, επιστήμων στο Εργαστήριο Κλιματικών και Περιβαλλοντικών Επιστημών της Ζιφ-σουρ-Υβέτ στη Γαλλία. Υποστηρίζει ότι είναι δύσκολο να αποδοθεί σε έναν και μόνο παράγοντα η άνοδος των συγκεντρώσεων. Περαιτέρω πρέπει να ερευνηθεί και η επίδραση της κλιματικής αλλαγής στις φυσικές πηγές μεθανίου, ώστε να εξεταστεί αν οι μεταβολές στις βροχοπτώσεις και τη θερμοκρασία μπορούν να πυροδοτήσουν υψηλότερες εκλύσεις μεθανίου. «Έρευνες δείχνουν ότι η άνοδος της θερμοκρασίας επιφέρει αυξημένες εκπομπές μεθανίου στους υγρότοπους», λέει η δρ Άμπεν.
Μια ματιά πιο πίσω στο παρελθόν, ωστόσο, δείχνει πως οι εκπομπές από φυσικές πηγές μεθανίου δεν φαίνεται να ξεπερνούν κατά πολύ τον μέσο όρο της περιόδου 2000-2006, σύμφωνα με το Παγκόσμιο Πρόγραμμα για τον Άνθρακα. Ταυτόχρονα, οι εκπομπές του γεωργικού τομέα, που σημείωσαν άνοδο λόγω της αυξημένης κατανάλωσης κόκκινου κρέατος, ανήλθαν περίπου κατά 12 τοις εκατό μέσα στο 2017, ενώ η συνεισφορά των ορυκτών καυσίμων στις εκπομπές μεθανίου αυξήθηκε κατά 17 τοις εκατό.
Καλύτερη διέξοδο, τουλάχιστον για την ώρα, αποτελεί η μείωση των εκπομπών μεθανίου στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου παρά η προσπάθεια να πειστεί ο κόσμος να καταναλώνει λιγότερο κρέας. Η εξορυκτική βιομηχανία έχει πλέον στη διάθεσή της νέες τεχνολογίες που προσφέρονται για την αντικατάσταση των παλιών υποδομών, τη μείωση των διαρροών και την ανάκτηση του μεθανίου. Οπότε, χρειάζεται τα απαραίτητα στοιχεία για να προβεί στις αντίστοιχες ενέργειες. Οι μονάδες παραγωγής, κάνοντας χρήση των δορυφορικών παρατηρήσεων, μπορούν να εντοπίζουν και να αντιμετωπίζουν διαρροές που πιθανώς αγνοούσαν, και αυτό εν τέλει τους εξοικονομεί χρήματα. «Διστάζουν, όμως, να λάβουν σημαντικά μέτρα μέχρι να καταστούν σαφείς οι κανονισμοί για το μεθάνιο», εξηγεί ο Αντουάν Ροστάν της Kayrros. Και τα πράγματα περιπλέκονται ακόμη περισσότερο όταν πρόκειται για το ζωικό κεφάλαιο. Η αντίστοιχη στρατηγική προσβλέπει σε αλλαγές στη διατροφή των μηρυκαστικών και στην αναβάθμιση της διαχείρισης των αγροβιομηχανικών αποβλήτων. Κάποιες λύσεις περιλαμβάνουν την αναερόβια χώνεψη για τη δέσμευση του μεθανίου στα περιττώματα ή τη διατροφή των βοοειδών με θαλάσσια φύκη, που μειώνει κατά 82 τοις εκατό την παραγωγή μεθανίου, όπως ανακάλυψαν ερευνητές.
Οι μετρήσεις μεθανίου παραμένουν καίριες για την προώθηση αλλαγών στους κλάδους που παράγουν μεγάλες ποσότητες, ιδίως εφόσον μπορεί να επιτευχθεί μια μείωση εκπομπών κατά 40 τοις εκατό δίχως επιπλέον κόστος, όπως εκτιμά η Διεθνής Οργάνωση Ενέργειας. Η πολύ πρόσφατη πρωτοβουλία των Ηνωμένων Εθνών και της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, δηλαδή η σύσταση ενός Διεθνούς Παρατηρητηρίου Εκπομπών Μεθανίου, στοχεύει στη βελτίωση των παρατηρήσεων του μεθανίου μέσω της δημιουργίας πληρέστερης εικόνας για τις εκπομπές, συνδυάζοντας αναφορές επιχειρήσεων, δορυφορικά δεδομένα και επιστημονικές έρευνες. «Γίνεται αντιληπτό ότι οι μετρήσεις μπορούν να αποφέρουν αποτελέσματα», λέει η δρ Άμπεν. «Δειλά δειλά, η αρχή έγινε και, παρότι θα χρειαστεί χρόνος, τα πράγματα θα πάρουν τον δρόμο τους».
