Kestävyys
Kiihenevät metaanipäästöt saavat tutkijat hermostuneiksi, kun Maa jatkaa lämpenemistään
Lisää Securities.io suosikkilähteisiisi Google-palvelussa
Ilmastonmuutos on nopeasti nousemassa vakavaksi huolenaiheeksi, kun sen vaikutuksia on nähdään kaikkialla maailmassa. Kuten raportoimme, ilmastonmuutos teki kesästä 2024 lämpimimmän koskaan kirjattuna maailmanlaajuisesti ja Euroopassa. Tämä vaatii toimia ilmaston vakauttamiseksi vähentämällä kasvihuonekaasupäästöjä, hyödyttäen sekä ilmastoa että terveyttämme.
Kasvihuonekaasut ovat kaasuja, jotka sitovat lämpöä ilmakehässä. Hiilidioksidi (CO2) on näiden kaasujen merkittävin ja vapautuu tuloksena poltettaessa fossiilisia polttoaineita, kuten hiiltä, maakaasua ja öljyä sekä puiden ja kiinteän jätteen sekä tuloksena tietyistä kemiallisista reaktioista kuten sementin tuotannossa.
Toinen esimerkki kasvihuonekaasusta on typpioksidi (N2O). Se vapautuu maatalous- ja teollisuustoimintojen aikana jäteveden käsittelyn ja fossiilisten polttoaineiden polttamisen yhteydessä. Fluoroidut kaasut, toisaalta, vapautuvat monista kotitalous- ja kaupallisista sovelluksista.
Metaani (CH4), toisaalta, vapautuu öljyn, maakaasun ja hiilen tuotannon ja kuljetuksen aikana. Kuitenkin suurin osa CH4-päästöistä tulee ihmistoiminnasta tai \”antropogeenisista\” lähteistä, kuten kaatopaikoista, maankäytöstä, karjankasvatuksesta ja muista maatalouskäytännöistä. Myös luonnolliset lähteet, kuten termiitit ja kosteikot, ovat vastuussa CH4-päästöistä.
Metaani on väritön, hajuton ja syttymiskelpoinen kaasu, joka edistää ilmaston lämpenemistä ja ilmastonmuutosta. Luonnonkaasun pääkomponentti, metaani, käytetään polttoaineena lämmön ja valon tuottamiseen sekä orgaanisten kemikaalien valmistukseen.
“Metaani on ilmastouhka, jonka maailma sivuuttaa. Metaani on noussut paljon enemmän ja paljon nopeammin kuin hiilidioksidi.”
Vaikka yhteinen huomio on ollut hiilidioksidin vähentämisessä metaanin lyhyempi ilmakehän eliniän vuoksi kuin CO2, CH4 lämmittää Maan ilmakehän 90 kertaa tehokkaammin kuin hiilidioksidi kahden ensimmäisen vuosikymmenen aikana sen vapautumisen jälkeen.
Itse asiassa uusi tutkimus on havainnut, että metaanipäästöjen nopeus on tapahtumassa nopeasti, mikä asettaa merkittävän esteen ilmastonmuutoksen ratkaisemiselle.
Metaanipäästöt nousevat nopeammin kuin koskaan
Tämän viikon alussa Environmental Research Letters -lehdessä julkaistu näkökulma-artikkeli, yhdessä Earth System Science Data -tietojen kanssa, paljasti, että metaanin pitoisuudet Maan ilmakehässä ovat nousseet ennätysvauhdilla viimeisen viiden vuoden aikana.
Artikkelit ovat Global Carbon Project -hankkeen työtä, joka seuraa kasvihuonekaasupäästöjä maailmanlaajuisesti.
Vaikka yli 150 maata on luvannut vähentää metaanipäästöjä 30 % tällä vuosikymmenellä Global Methane Pledge -aloitteen puitteissa, näin ei ole tapahtunut. Tämä globaali sitoumus lanseerattiin vuonna 2021 EU:n ja Yhdysvaltojen toimesta.
Päinvastoin, globaalit metaanipäästöt—joista kaksi kolmasosaa tulee nykyään ihmistoiminnasta, kuten maataloudesta, fossiilisten polttoaineiden käytöstä, kaatopaikoista ja muusta jätteestä—nousevat itse asiassa nopeammin kuin koskaan.
Tutkijat kirjoittivat paperissa, että trendi \”ei voi jatkua, jos haluamme säilyttää asumiskelpoisen ilmaston\”,
Metaanin (CH4) ilmakehän pitoisuudet ovat tällä hetkellä yli 2,6‑kertaisesti korkeammat kuin se oli esiteollisina aikoina. Itse asiassa, ne ovat juuri nyt korkeimmillaan vähintään 800 000 vuoden aikana.
Metaanipäästöjen kasvun trajektoria on maailman johtavien ilmastotutkijoiden käyttämä äärimmäisin skenaario päästöennusteissa. Tällä nopeudella, se johtaisi ilmaston lämpenemiseen yli 5 Fahrenheit-astetta tai 3 Celsius-astetta tämän vuosisadan loppuun mennessä.
Vaikka metaani on lyhytikäinen kasvihuonekaasu, kuten yllä totesimme, se on erittäin voimakas, mikä tekee siitä ensisijaisen kohteen ilmaston lämpenemisen rajoittamiseksi lähitulevaisuudessa.
Tämän seurauksena metaanipäästöjen vähentämiseen on kohdistunut kasvava poliittinen fokus, mutta sillä ei ole todellisuudessa ollut vaikutusta, sillä koko vuotuisten metaanipäästöjen määrä on itse asiassa kasvanut 20 % viimeisen kahden vuosikymmenen aikana. Ihmisen osuus on ollut suurin, noin 18 %, kun taas luonnolliset lähteet, enimmäkseen kosteikoista, ovat kasvaneet vain 2 % kahden vuosikymmenen aikana.
61 miljoonan tonnin kasvu CH₄-päästöissä on pääosin johtunut öljy- ja kaasuntuotannosta ja -käytöstä, sekä hiilikaivoksista, joiden päästöt nousivat 33 %. Ruokajätteen ja orgaanisen jätteen hajoaminen kaatopaikoilla kasvoi 30 %, kun taas maatalouden päästöt nousivat 14 %. Suurin ihmiseen yhteydessä oleva suurin metaanipäästöjen lähde, Jacksonin mukaan, on lehmät.
Kuka johtaa nousevaa CH4-päästöä
Kun tarkastellaan maita, jotka vaikuttavat eniten metaanipäästöihin, Kiina (16 %) on ensimmäinen.
Earth System Science Data -tutkimuksen pääkirjoittajana Ranskan Université Paris-Saclay -yliopiston Marielle Saunois totesi, että suurimmat alueelliset CH4-päästöjen nousu tulee Kiinasta ja Kaakkois-Aasiasta.
Erillinen Global Energy Monitor (GEM) -tutkimus varoitti äskettäin, että Kiinan hiilikaivosten laajentuminen voisi edelleen lisätä sen metaanipäästöjä ja uhata ilmastotavoitteita.
Vuonna 2023 Kiinan hiilintuotanto saavutti ennätyksen 4,7 miljardia tonnia, noin 50 % maailmanlaajuisesta tuotannosta. Nyt maa suunnittelee hanketta, jonka avulla tuotantokapasiteettia lisätään 1,2 miljardia tonnia vuodessa. Tämä laajennus voi nostaa metaanipäästöjä 10 miljoonaan tonniin.
Vaikka Kiina jatkaa hiileen investoimista energian lähteenä ja ylläpitää sarjaa \”ei-aktiivisia mutta toimivia\” kaivoksia kiireellisiin tarpeisiin, hiilivoimalaitosten luvat laskivat 83 % tänä vuonna. Tämä viittaa mahdolliseen muutokseen maan energiapolitiikassa.
Kiinan jälkeen seuraavat Intia (9 %), Yhdysvallat (7 %), Brasilia (6 %) ja Venäjä (5 %) ovat maailman suurimmat metaanin päästöjen tuottajat.
Saunoisin mukaan:
“Vain Euroopan unioni ja mahdollisesti Australia näyttävät vähentäneen ihmistoiminnan metaanipäästöjä viimeisen kahden vuosikymmenen aikana.”
Australian kansallinen tiedevirasto totesi äskettäin, että globaalit metaanitasot asettavat maailman vaaralliselle polulle.
Viraston Global Methane Budget, joka on tuotettu yhteistyössä kansainvälisten tutkimuskumppaneiden, mukaan lukien CSIRO, kanssa, raportoi, että ihmisen aiheuttamat metaanilähteet olivat kasvaneet 61 miljoonaa metristä tonnia vuodessa, 20 % nousu viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana.
Maatalous raporttiin mukaan myötävaikuttaa eniten budjettiin, 40 %, jossa karja ja riisipellot mainittiin pääasiallisiksi syiksi. Tämä seuraavaksi fossiilisten polttoaineiden sektori 34 %, kiinteä jäte ja jätevesi 19 %, ja lopuksi biomassa- ja biopolttoaineiden polttaminen 7 %.
Parempi ihmisten vaikutuksen kvantifiointi CH4-päästöihin
Parempi kvantifioidakseen ihmisen vaikutusta metaanipäästöihin, tutkijat katsoivat vielä syvemmälle ja havaitsivat, että vuonna 2020, viimeisin täydellisiä tietoja sisältävä vuosi, 65 %—tai lähes 400 miljoonaa tonnia—maailmanlaajuisista metaanipäästöistä johtui ihmistoiminnasta. Jäte ja maatalous yhdessä vastasivat noin kahdesta tonnista CH4 jokaisesta fossiilisesta polttoaineesta tulevasta tonnista.
Vaikka pandemian lockdownit noin neljä vuotta sitten olisivat vähentäneet kaasupäästöjä, näin ei todellisuudessa tapahtunut.
Pandemian aikana noin 42 miljoonaa tonnia CH4 kertyi ilmakehään—kaksi kertaa keskimääräisen vuotuisen kasvun 20,9 miljoonaa tonnia vuosina 2010–2019. Tämä on myös yli kuusi kertaa suurempi kasvu kuin ensimmäisen 2000‑luvun aikana, jolloin se oli 6,1 miljoonaa tonnia vuodessa.
Lockdown vähensi liikenteeseen liittyviä typpioksidipäästöjä (NOx), mikä auttoi estämään metaanin kertymistä ilmakehään, kuten tutkijat.
Kuitenkin typpioksidipäästöjen tilapäinen väheneminen oli vain puolet 2020‑vuoden ilmakehän metaanipitoisuuden noususta.
“Yritämme edelleen ymmärtää COVID‑lockdownien täysiä vaikutuksia globaaliin metaanibudjettiin. COVID muutti lähes kaikkea – fossiilisten polttoaineiden käytöstä muihin kaasupäästöihin, jotka vaikuttavat metaanin elinikään ilmakehässä.”
– Jackson
Uusin tutkimus teki myös tärkeän muutoksen globaalien metaanilähteiden ja \”imukohteiden\” kirjanpidossa, jotka ovat metsät ja maaperät, jotka poistavat ja varastoivat metaania ilmakehästä.
Aikaisemmin Global Carbon Project -tutkijat luokittelivat kaiken metaanin joista, järvistä, lampista ja kosteikoista, luonnolliseksi. Kuitenkin heidän viimeisimmässä arvioinnissaan tutkijat tekivät ensimmäisen yrityksen arvioida näiden lähteiden kasvavaa päästömäärää, joka johtuu ihmistoiminnasta.
Jackson huomautti, että patojen takana olevat vesialtaat, jotka ihmiset ovat rakentaneet, ovat yhtä suora ihmisen aiheuttama metaanipäästöjen lähde kuin öljy- ja kaasukentät. Nämä vesialtaat vapauttavat arviolta 30 miljoonaa tonnia metaania vuodessa, koska uutta upotettua orgaanista ainetta vapautuu CH4:nä hajoessa.
Tiedemiehden mukaan ihmiset ovat vaikuttaneet kolmasosaan makean veden ja kosteikkojen metaanipäästöistä viime vuosina. Nousevat lämpötilat, maankäyttö, jätevesi ja lannoitteiden valuminen ovat lisänneet näitä päästöjä entisestään.
Yritykset, jotka käsittelevät metaanipäästöongelmaa
Kun metaanipäästöt nousevat maailmanlaajuisesti, monet yritykset ovat ottaneet tehtäväkseen käsitellä tätä ongelmaa. BP (British Petroleum) on yksi tällainen yritys, joka käyttää metaanin havaitsemisteknologioita vähentääkseen CH₄-päästöjä öljy- ja kaasutoiminnastaan osana laajempia net-zero-tavoitteitaan.
Samoin Carbon Clean kehittää modulaarisia teknologioita metaanin talteenottoon teollisuusprosesseista ja sen muuntamiseen arvokkaiksi tuotteiksi, kun taas Clarke Energy tarjoaa biokaasun tuotantoratkaisuja metaanin talteenottoon lähteistä kuten kaatopaikoista ja jätevedenpuhdistamoista, muuntaen sen uusiutuvaan energiaan.
Teknologian saralla yritykset kuten Project Canary ja GHGSat osallistuvat merkittävästi. Project Canary auttaa teollisuuksia seuraamaan metaanipäästöjään, ja GHGSat tarjoaa korkean tarkkuuden satelliittivalvontaa metaanipäästöjen havaitsemiseksi ja mittaamiseksi teollisuusalueilla. Nämä tiedot auttavat teollisuuksia tunnistamaan vuotoja ja ryhtymään korjaaviin toimenpiteisiin.
Nyt, katsotaan yritystä, joka on ottanut innovatiivisen lähestymistavan tähän ongelmaan, erityisesti Bitcoin-louhinnassa.
Crusoe Energy Systems
Bitcoin-louhijoiden startup Crusoe Energy Systems perustettiin vuonna 2018 kryptokarhumarkkinoiden aikana ratkaisemaan maakaasun polttamisongelmaa. Öljynottoon liittyvä sivutuote, maakaasu usein poltettu jos sille ei ole taloudellisia käyttötapauksia tai jos öljykentän operaattorit eivät pysty siirtämään sitä. Metaani on maakaasun pääkomponentti, ja kaasun polttoprosessi ei polta CH4:ta täysin.
Crusoe, tässä tapauksessa, kerää jätteenä syntyviä metaanipäästöjä öljy- ja kaasutoiminnoista ja käyttää sitä modulaaristen datakeskusten virranlähteenä Bitcoin-louhintaa varten. Tätä varten yritys polttaa maakaasua sähkön tuotannossa, mikä polttaa metaanin täysin ja tuottaa CO2:n sivutuotteena. Hyödyntämällä \”jätteetuotetta\” ja muuntamalla sen hyödylliseksi energiaksi \”alhaisimmalla kustannuksella\”, Crusoe vähentää päästöjä samalla kun mahdollistaa kestävän Bitcoin-louhintatoiminnan.
Crusoe:n perustajajäsenen ja presidentin Cully Cavnessin mukaan:
“Maailmalla on valtava määrä poltettua kaasua. Jos saisitte sen kaikki talteen, se pystyisi tuottamaan noin kaksi kolmasosaa koko Euroopan sähköstä ja se pystyisi virittämään koko datakeskusalan moninkertaisesti.”
‘Hiilinegatiivinen’ yritys keräsi 750 miljoonaa dollaria rahoitusta ja sai post-money arvostuksen 1,75 miljardia dollaria huhtikuussa 2022. Crusoella on noin 30 sijaintia kaikissa Yhdysvaltojen suurimmissa öljykentissä, mukaan lukien yksi Argentiinassa. Vuoden 2023 vaikutusraporttinsa mukaan yritys ilmoitti yli 200 MW:sta käyttöön otettua kapasiteettia pilvi- ja Bitcoin-louhintaliiketoiminnassa.
Vuonna 2021 maakaasujätti ExxonMobil (XOM ) teki yhteistyötä Crusoe:n kanssa käyttääksesi ylimääräistä kaasua Pohjois-Dakotan öljykentistään Bitcoinin louhintaan, jonka markkina-arvo on $1,14 biljoonaa markkina-arvo BTC.
Viime vuonna Sustainable Bitcoin Protocol (SBP) aloitti pilotin Crusoe:n kanssa luodakseen menetelmän, jonka avulla voidaan varmistaa, että jälkimmäisen jätkäaseman hankinta ja teknologia vähentävät kasvihuonekaasupäästöjä ja edistävät puhtaan energian siirtymää.
Muutama kuukausi sitten Denverissa toimiva yritys teki monimiljardin dollarin sopimuksen teknologiayritys Lanciumin kanssa rakentaakseen 200 megawatin datakeskuksen osana suurempaa 1,2 gigawatin laajennusta, jotta \”toteutetaan tekoälyyritysten ainutlaatuiset tarpeet\”.
Bitcoinin puolittumisen jälkeen huhtikuussa 2024, jolloin lohkopalkkiot laski 3,125 BTC:iin, louhijat ovat etsineet diversifiointia rahoittaakseen toimintaansa ja ollakseen kannattavia. Monet Bitcoin-louhijat, mukaan lukien Crusome, ovat sen jälkeen siirtäneet huomionsa ja fokuksensa kasvavaan tekoälyteollisuuteen.
Täyskapasiteetilla, Crusoe-Lancium -datakeskus tulee olemaan yksi maailman suurimmista tekoälydatakeskusalueista. Laitoksen odotetaan käynnistyvän ensi vuonna.
“Datakeskukset kehittyvät nopeasti tukemaan nykyaikaisia tekoälykuormia, mikä vaatii uusia tasoja korkean tiheyden rack-tilaa, suoraa sirulle suuntautuvaa nestekylmitystä ja ennennäkemättömiä kokonaisenergiavaatimuksia.”
– Crusoe:n toimitusjohtaja ja perustaja, Chase Lochmiller
Ensimmäistä kertaa huhtikuussa Crusoe:n tulot tulivat pääasiassa sen AI-datakeskuksista, ylittäen Bitcoin-tulot.
Yhteenveto
Kuten olemme nähneet, globaalit metaanipäästöt jatkavat merkittävää nousua, ja ihmisen osuus kasvaa tasaisesti. Koska tämä kasvihuonekaasu on ilmastonmuutoksen toiseksi suurin tekijä ja aiheuttaa äärilämpötiloja sekä sääilmiöitä, on ratkaisevan tärkeää ryhtyä vahvoihin toimiin metaanipäästöjen vähentämiseksi.
Olemme jo todistamassa, miten ilmastonmuutos voi johtaa vakaviin sääilmiöihin ja helleaaltoihin. Maailma, viimeisimmän tutkimuksen mukaan, \”on saavuttanut 1,5 °C:n rajan globaalissa keskimääräisessä pintalämpötilassa ja alkaa vasta kokea täysiä seurauksia\”.
Vaikka yrityksiä on tehty metaanipäästöjen vähentämiseksi sääntelyn, hiilineutraaliuden ja Global Methane Pledge -aloitteen avulla, ne ovat olleet pitkälti tehoton. Tarvitaan suurempaa koordinoitua lähestymistapaa, joka yhdistää sääntelyn ja parannetut teollisuuskäytännöt, mikä voi raivata tietä uusille teknologisille innovaatioille energia-alalla.
