温室气体 - 甲烷的识别和再利用

温室气体对我们的星球适宜居住极为重要。然而，这些热量捕获气体的高浓度正在显著提高地球表面的温度，导致全球变暖和气候变化。

二氧化碳是最重要的人为温室气体、 甲烷（CH4）的作用要大得多.这种寿命相对较短的气体在 20 年内捕获的热量是二氧化碳的 80 倍。据联合国环境规划署统计，自前工业化时代以来，甲烷已造成约 30% 的气候变化。

这种第二大温室气体是天然气和沼气的主要成分。

甲烷无色无味，极易燃烧。天然甲烷存在于地下，湿地是其最大的来源。它也存在于海床下、南极冰层下和海洋中。火山以及动植物腐烂也会产生这种气体。

甲烷释放到环境中的一个重要因素是人类活动，其中包括垃圾填埋场、农业活动、畜牧业、粪便、煤矿开采以及石油和天然气生产。

甲烷排放到空气中会产生有害反应。它不仅会通过氧化作用排放二氧化碳，还会导致臭氧的形成。这样，它就会减少空气量，导致人类过早死亡、农作物减产，并引起动物健康问题。

对人类来说，这种强效温室气体还可能导致哮喘、心血管疾病和中风风险增加等问题。甲烷气体中毒则可能导致窒息。

高浓度的甲烷还会导致记忆力减退、口齿不清、恶心、脸红、头痛、呕吐、情绪变化和视力问题。同时，接触高压下释放的液化甲烷可能会导致冻伤。

鉴于甲烷的有害影响，人们更加关注更好地量化和 大幅减少甲烷污染 以防止最恶劣的气候影响。

粪便的甲烷排放量远大于

农场牲畜是农业甲烷排放的主要来源。根据目前政府间气候变化专门委员会（IPCC）的估计，它占人类引起的温室气体排放总量的 12% 至 14.5%。

同时，国家温室气体排放清单报告称，直接来自动物消化系统（肠道发酵）的排放量是粪便管理（包括泥浆和粪便的储存和撒布）排放量的三到九倍。不过，这两种情况的排放量可能更接近 50:50。

不过，根据新的研究，奶牛场泥浆储存产生的实际甲烷排放量是 可能多达五倍 比官方统计数字显示的更多。

这项研究由东英吉利大学（UEA）和一个非营利性协会--国际散逸性排放物减排协会（IFEAA）--共同完成，以英格兰两个奶牛场的计算结果为基础。

研究表明，目前各国每年向政府间气候变化专门委员会（IPCC）报告排放量时所使用的 "二级 "计算方法可能并不可靠，因此出现了低估的情况。

研究人员在 2022-23 年期间对泥浆池的排放测量结果进行了分析。为了捕获甲烷，研究人员使用密闭盖将泥浆泻湖围起来，结果显示，泥浆泻湖产生的甲烷远比之前认为的要多。

根据调查结果，一个农场每头牛每年的实际排放量为 145 千克，另一个农场每头牛每年的实际排放量为 198 千克。这比英国国家清单中报告的每头牛 38 千克的现有官方数字高出 3.8 - 5.2 倍。

虽然标准的国际方法似乎低估了泥浆储存的甲烷排放量，但研究称，如今我们拥有的技术可以帮助 "将这一问题转化为商机"。甲烷实际上可以很容易地捕获，然后用作化石燃料的替代品，这也为 "农场创造了额外的收入来源"。

英国能源大学廷德尔气候变化研究中心的尼尔-沃德（Neil Ward）教授在强调将甲烷转化为可再生能源的巨大潜力时指出，使用甲烷作为燃料可以帮助农民减少能源开支，实现能源独立。

捕获排放的甲烷并将其转化为沼气，可为一个平均规模的奶牛场节省约 5.25 万英镑的燃料成本。总的来说，可为乳制品行业节省超过 4 亿英镑的成本。

现有技术可以捕捉这种气体，根据研究，在欧盟奶牛场使用这种技术估计可以减少 5.8% 的排放量，这相当于将全球变暖控制在 1.5°C 的预算。

对粪肥管理排放量的严重低估不仅意味着估算不准确，而且还可能扭曲减排方案的优先次序。

"因此，这项研究紧急呼吁采取行动，进一步开展工作，以更好地了解粪肥管理产生的甲烷排放"。

- 沃德教授

因此，研究建议政府提高泥浆池盖以及相关气体处理设备的补助金，同时为甲烷回收和利用的供应链投资提供税收减免，并简化规划和许可程序。

"目前已有技术可以捕获、处理和利用流失到大气中并导致温室气体积累的甲烷，而且在经济上看起来很有前景，特别是如果能够实施农场资本投资激励框架，并辅以监管支持的话"。

- IFEAA 首席执行官 Penny Atkins 教授

与此同时，根据 IFEAA 主席、前环境、食品和农村事务大臣 George Eustice 的说法，减少甲烷排放 "对于实现净零排放至关重要"。鉴于甲烷是一种强效但寿命较短的温室气体，减少甲烷排放还有助于将全球气温升幅限制在 1.5 度以内。

因此，该研究得出结论，奶牛场粪便管理产生的甲烷排放量是显著的，尽早采取行动限制排放量有很大的好处。

液化天然气的碳足迹也要高得多

新康奈尔大学 研究 同时指出，液化天然气（LNG）的碳足迹要严重得多，如果将其加工和运输也计算在内，其碳足迹要比煤炭多 33%。

在液化天然气的开采、加工、运输和储存过程中，会释放出甲烷和二氧化碳，这些排放量约占其温室气体足迹总量的一半。

在分析比较不同温室气体对大气的影响时发现，在 20 年的时间里，液化天然气的碳足迹比煤炭大三分之一。即使从一个世纪的时间尺度来看，液化天然气的碳足迹也与煤炭相当或仍然超过煤炭。

研究报告的作者罗伯特-豪沃斯（Robert Howarth）认为，页岩气和天然气都对气候不利，但液化天然气 "更糟"。虽然液化天然气是由页岩气制成的，但在生产过程中需要将其过冷（华氏零下260度）至液态，然后使用大型油轮将其运往市场，所有这些都需要能源。

这种运输方式需要付出环境代价。采用二冲程或四冲程发动机的现代油轮的二氧化碳排放量低于蒸汽动力船，它们在储存和运输过程中燃烧液化天然气，导致 CH4 从废气中逸出。

至于以蒸汽为动力的油轮，它们的废气中几乎不排放甲烷。这可能会部分抵消其较高的二氧化碳排放量。

根据研究，油轮的甲烷排放量在 3.9% 至 8.1% 之间，具体取决于船舶。在天然气液化过程中，根据全球变暖潜能值计算，甲烷排放量接近总排放量的 8.8%。

根据这项研究，油轮类型对液化天然气温室气体足迹的影响相对较小，因为它们的燃料效率更高，因此二氧化碳排放量更低，但尾气中的甲烷滑移量更大。

在谈到油轮速度对排放的影响时，作者指出，较慢的速度可大大提高效率，从而减少二氧化碳和甲烷的排放。该论文指出

"尽管如此，油轮的排放量只是液化天然气总排放量的一小部分"。

页岩气的上游和中游排放是造成美国出口液化天然气碳足迹的主要原因。

液化天然气终端燃烧产生的二氧化碳实际上只占液化天然气温室气体 (GHG) 总排放量的 34%，而上游和中游甲烷排放量占液化天然气总排放量的 38%。加上用于生产液化天然气的能源所产生的二氧化碳排放量，上游和中游的总排放量平均占液化天然气总温室气体足迹的 47%。Howarth 认为

"几乎所有的甲烷排放都发生在上游，当你开采页岩气并将其液化时。仅仅为了将液化天然气推向市场，这一切都被放大了"。

这意味着液化天然气 "总是 "比天然气的气候足迹更大，因此，它 "最终会比煤炭更糟糕"。

研究显示，这些发现对美国的液化天然气生产产生了影响，美国是目前世界上最大的液化天然气出口国。虽然美国禁止出口液化天然气，但在2016年解除了禁令，自此以后，出口量急剧上升。到 2023 年，美国的液化天然气运输量将占全球总量的 21%，而美国总统拜登只是在今年早些时候暂停了这些不断增加的出口。

此外，过去十年美国天然气产量的增长几乎全部来自页岩气。页岩气的生产、液化成液化天然气以及随后的液化天然气运输都是能源密集型的，大大增加了温室气体排放量。

因此，尽管世界各国政府都在呼吁迅速摒弃包括天然气在内的化石燃料，将其作为全球气候政策的一部分，但液化天然气的碳足迹要比天然气高得多。豪沃斯说："停止使用液化天然气应该是全球的当务之急。"

因此，Howarth 认为，从煤炭转向液化天然气并不是办法，因为这需要大量的基础设施开支。他建议利用财政资源，尽快建设一个无化石燃料的未来，这才是更好的办法。

强大的替代方案：利用甲烷气体开采 BTC

与 比特币开采 将动物粪便中的甲烷气体转化为能源的做法因其能源密集型的性质而受到批评，但这是一种创新的、积极的减少温室气体排放的方法。

将 BTC 采矿与甲烷捕获相结合，可以将这些排放转化为尖端技术的宝贵资源，而不是造成全球变暖。

鉴于比特币矿工基本上可以在世界任何地方开展业务，这就为最孤立、偏远和被忽视的垃圾填埋场带来了机会。垃圾填埋场是甲烷的主要来源。在美国，它们是人类相关甲烷排放的第三大来源。

比特币矿业公司可以从垃圾填埋场的废弃物中捕捉甲烷，然后将其转化为电力，为矿机提供动力，从而有效地将这些废弃物转化为宝贵的资源。

比特币矿工利用这种能源的另一种方式是在油田附近进行采矿作业，由于缺乏使用甲烷的基础设施，甲烷通常会被烧掉。通过捕捉这种气体，可以进一步减少浪费和污染。

该项目还具有其他优势，包括无需昂贵的投资就能直接在现场将甲烷货币化，这意味着快速部署和创收。比特币矿工只需极少的投资，就能进一步获得低成本的可再生能源，减少对当地电网的依赖，同时将有害气体转化为能源。

这样，比特币就能帮助推动向更清洁、更可持续的能源转变。与此同时，比特币矿工也可以可持续地运作，使比特币网络成为潜在的环保利器。

Chainergy 是一家积极致力于将沼气转化为能源来开采比特币的公司。此举也让该公司以具有竞争力的价格获得了电力，巩固了其在能源市场的地位。

克鲁索能源系统公司（Crusoe Energy Systems）是另一家从石油和天然气作业中捕捉废甲烷排放并将其用于比特币矿业数据中心供电的公司。2021 年 埃克森美孚 (XOM +0.33%) 与克鲁索公司合作，利用其一个油田的多余天然气开采比特币。

#1. 马拉数字控股公司 (MARA -6.68%)

这家比特币挖矿公司一直在探索可持续的离网能源解决方案，为此，它一直在与各种能源供应商合作。其中一项举措包括尝试使用垃圾填埋场的沼气为其运营提供动力。

2023 年 11 月，该公司宣布与开发和运营可再生能源资产的 Nodal Power 公司合作，在犹他州启动 BTC 采矿项目。这个 280 千瓦的试点项目完全由垃圾填埋场沼气提供动力，目前已全面投入运营。马拉松公司首席执行官弗雷德-蒂尔当时表示：

"在马拉松公司，我们一直在寻求创新的方法，使我们的业务多样化，降低我们的能源成本，并利用比特币采矿的独特性来改善我们运营的环境"。

蒂尔指出，通过捕捉垃圾填埋场排放的甲烷，然后将其转化为电力，为公司的比特币矿机提供动力，马拉松公司 "在帮助将这种有害气体转化为清洁、可再生能源的生产性来源方面具有得天独厚的优势"。

该公司股票（MARA：纳斯达克）目前的交易价格为 $16，年初至今（YTD）下跌了 31.93%，而同期比特币的价值增长了 61.4%，交易价格接近于 $62,300.Mara 的市值为 17.0 亿美元，每股收益（TTM）为 1.73，市盈率为 9.22，投资回报率（TTM）为 26.26%。

上周，全球最大的上市比特币矿商之一公布了九月份未经审计的最新数据，该公司九月份的能量哈希率增至 36.9EH/s，比上月增加了 5%。该公司预计到今年年底将达到 50EH/s。同时，BTC 产量增加了 5%，达到 705 BTC。

"我们很自豪在 9 月份突破了价值马拉松的比特币 HODL，目前我们的资产负债表上有近 27,000 BTC"。

- 首席执行官弗雷德-蒂尔

马拉公司还向气候披露项目（CDP）提交了一份披露文件，支持其 "对环境透明度和企业责任的承诺"。

结论

随着全球平均气温以每十年 0.175 ℃ 的速度上升，气候变化仍然是一个紧迫的挑战。甲烷（CH4）是导致当前气候变暖的一个重要因素，它造成的变暖程度远远超过二氧化碳。

虽然减少畜牧业生产中的甲烷排放一直被视为一个棘手的问题，但正如我们所报道的那样，它实际上可以对减少气候变暖产生巨大而迅速的影响，同时提供经济机会，用作替代化石燃料的一种方式。此外，将动物粪便中的甲烷转化为 BTC 采矿所需的能源，也是另一种独特而有利可图的解决方案，既解决了比特币采矿的能源密集型问题，又将所有废物转化为经济价值。这些努力可以有效地为可持续发展的未来铺平道路。