Группа китайских исследователей разработала новый спутниковый метод, который повышает точность оценки выбросов углекислого газа (CO₂) на угольных электростанциях. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Environmental Science & Technology.
Подход в реальном времени
Подход, разработанный исследовательской группой под руководством профессора Чэн Тяньхая из Института аэрокосмической информации Китайской академии наук, позволяет отслеживать выбросы парниковых газов практически в реальном времени. Это критически важно для усилий по борьбе с глобальным изменением климата и достижения национальных климатических целей.
Проблема текущих оценок
Точное измерение выбросов CO₂ имеет ключевое значение для понимания и управления воздействием электроэнергетики на окружающую среду. Однако текущие оценки во многом зависят от данных, основанных на средних коэффициентах выбросов и данных о деятельности предприятий. Эти данные часто не отражают изменения в реальном времени, вызванные операционными сдвигами или мерами по борьбе с загрязнением.
Кроме того, спутники для мониторинга углерода, такие как Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) от NASA, имеют ограниченную частоту наблюдений, что затрудняет фиксацию ежедневных и сезонных колебаний выбросов.
Инновационная модель PCSM
Чтобы решить эти проблемы, команда разработала модель Pollution-Carbon Synergy Model (PCSM). Инновация использует оксиды азота (NOx) — загрязнители, совместно выделяющиеся с CO₂ при сжигании ископаемого топлива — в качестве надёжного прокси для оценки выбросов CO₂. Поскольку соотношение NOx к CO₂ остаётся относительно стабильным для каждого предприятия при неизменной инфраструктуре, оно служит ценным индикатором выбросов углерода.
Комбинируя почти одновременные спутниковые данные от Tropospheric Monitoring Instrument (TROPOMI) (который обнаруживает NOx) и OCO-2 (который измеряет CO₂), исследователи получили специфические для каждого предприятия коэффициенты пересчёта выбросов NOx в CO₂. Эти коэффициенты затем были сопоставлены с ежедневными оценками выбросов NOx, полученными с помощью TROPOMI, для расчёта ежедневных выбросов CO₂ с гораздо более высоким временным разрешением.
Результаты тестирования
Испытания на 15 крупных угольных электростанциях в США показали, что метод PCSM превосходит OCO-2 в одиночку, сокращая средние годовые ошибки оценки выбросов CO₂ с 45,8% (5,02 миллиона тонн) до 13,0% (1,43 миллиона тонн). Он также превзошёл ведущие глобальные кадастры выбросов, такие как Open-Source Data Inventory for Anthropogenic CO₂ (ODIAC) и Emissions Database for Global Atmospheric Research (EDGAR), повысив корреляцию с фактическими данными из системы непрерывного мониторинга выбросов (CEMS) США с 0,16 до 0,35.
При применении к 38 электростанциям по всему миру модель PCSM обнаружила, что, хотя общие годовые выбросы CO₂ соответствуют кадастровым оценкам, детальный анализ показал систематические искажения: малые предприятия были переоценены, а крупные — недооценены в существующих кадастрах.
Профессор Чэн сказал: «Этот метод предлагает практичный и экономически эффективный способ мониторинга выбросов CO₂ из космоса с гораздо более высокой точностью. Он обеспечивает необходимую поддержку странам, стремящимся отслеживать свои выбросы и выполнять свои климатические обязательства в рамках Парижского соглашения».
Предоставлено Китайской академией наук.