De uitstoot van methaan - een krachtig klimaatverwarmend gas - kan ongeveer twee keer zo hoog zijn als officieel geschat voor de San Francisco Bay Area. De meeste emissies zijn afkomstig van biologische bronnen, zoals stortplaatsen, maar aardgaslekkage is ook een belangrijke bron, volgens een nieuwe studie van het Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) van het Department of Energy.

Het rapport van onderzoekers Seongeun Jeong en Marc Fischer is het eerste dat de relatieve bijdragen van verschillende bronnen aan de methaanemissies kwantificeert. hun papier, "Het schatten van methaanemissies van biologische en fossiele brandstoffen in de San Francisco Bay Area, " werd onlangs online gepubliceerd in het tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven . Ze werkten samen met medewerkers van UC Irvine, de National Oceanic and Atmospheric Administration, het Bay Area Air Quality Management District (BAAQMD), Sandia Nationale Laboratoria, en San Jose State University.

"Deze studie, samen met een paar andere die we onlangs hebben gepubliceerd, kwantificeert de uitstoot van broeikasgassen uit meerdere bronsectoren op een manier die zowel evaluatie van AB32 (de California Global Warming Solutions Act) mogelijk maakt en helpt bij de inspanningen om de emissies in de toekomst te verminderen, ' zei Fischer.

Uit hun onderzoek bleek dat de methaanemissies ongeveer 1,8 keer zo hoog zijn als de BAAQMD heeft geschat. In statistisch taalgebruik, hun resultaten hadden een betrouwbaarheidsniveau van 95 procent dat de methaanemissies 1,3 tot 2,3 keer de inventaris zijn. Ze ontdekten verder dat ongeveer 82 procent afkomstig is van biologische bronnen - hoogstwaarschijnlijk van stortplaatsen - en 17 procent van fossiele brandstoffen. Hun resultaten zijn verkregen door metingen van luchtmonsters van zes torens in en rond de Bay Area te combineren met berekeningen op basis van atmosferische transportmodellen.

Het onderzoek werd gefinancierd door het Natural Gas Research Program van de California Energy Commission. "Het kwantificeren en verminderen van methaanniveaus is een belangrijk hulpmiddel voor Californië om zijn doelstellingen voor het verminderen van broeikasgassen te bereiken, " zei Robert Weisenmiller, voorzitter van de California Energy Commission.

Methaan is een kortlevend broeikasgas dat ongeveer 83 keer meer warmte vasthoudt dan koolstofdioxide per massa-eenheid, gemiddeld over een tijdschaal van 20 jaar. Het blijft ongeveer 10 jaar in de atmosfeer, terwijl koolstofdioxide meer dan 100 jaar in de atmosfeer kan blijven. De primaire kunstmatige bronnen van methaan zijn fossiele brandstoffen (aardgas en aardolie), vee, stortplaatsen, en afvalwater. Er zijn ook natuurlijke bronnen, zoals wetlands.

Op landelijke schaal, de California Air Resources Board (CARB) schat dat de meeste methaanemissies van Californië plaatsvinden in de Central Valley. Echter, de auteurs merken op dat "toenemend bewijs suggereert dat de grote grootstedelijke regio's van Californië een ander belangrijk onderdeel vormen van het antropogene methaanbudget van de staat ... [en] dat het identificeren van methaanemissiebronnen belangrijk is op subregionale of stedelijke schaal voor mitigatieplanning."

Aardgaslekkage en stortplaatsen belangrijkste boosdoeners in Bay Area

De negen-county San Francisco Bay Area is goed voor ongeveer 10 procent van de methaanemissies van de staat. "We wilden de emissiebijdrage van stedelijke aardgasinfrastructuur weten, dus we kozen de Bay Area omdat er geen significante aardolieproductie is, ' zei Jeong.

Om de bronnen van de methaanemissies te differentiëren en te kwantificeren, Fischer en Jeong maten niveaus van verschillende vluchtige organische stoffen. "We gebruikten metingen van lichte alkanen, met name ethaan, pentaan, en een aromatische stof genaamd tolueen - om op een kwantitatieve manier te schatten hoeveel fossiel methaan werd uitgestoten, omdat biologische bronnen geen noemenswaardig ethaan of pentaan of tolueen uitstoten, " zei Fischer. "Door verschillende tracers te gebruiken, we kunnen zeggen hoeveel van de methaanemissies te wijten zijn aan aardgas, en hoeveel is aardolie."

Aardgas kan overal langs het transmissie- en distributienetwerk lekken, van leidingen en hulpstukken tot de gasmeter bij u thuis of op uw bedrijf. Uit het Berkeley Lab-onderzoek bleek dat de totale methaanemissie door aardgas tussen 0,3 en 0,5 procent van het totale aardgasverbruik in de Bay Area ligt.

"Dat is lager dan wat werd geschat voor het South Coast Air Basin - hoewel de emissies in Los Angeles zeer onzeker zijn vanwege de aanwezigheid van andere bronnen - en enorm lager dan het werk dat in Boston werd gedaan, wat een veel oudere stad is, ' zei Jeong.

Voor de biologische bronnen stortplaatsen zijn de belangrijkste bron, aangezien de Bay Area zeer weinig vee heeft. "Je hebt miljoenen mensen die organisch materiaal afvoeren, en stortplaatsen worden niet perfect gemitigeerd, ' zei Fischer.

Het goede nieuws is dat deze bevinding het belang onderstreept van het bouwen van methaanterugwinningssystemen om elektriciteit op te wekken. "Dit heeft een belangrijke implicatie voor de acceptatie van methaan op stortplaatsen als een niet-fossiele energiebron, ’ merkte Fischer op.

In overeenstemming met eerdere studies

Deze nieuwe Bay Area-studie is consistent met eerdere analyses van Fischer en Jeong, waaronder een uitgebreide studie die afgelopen november is gepubliceerd in de Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek op de methaanemissies van de staat die nu de basis vormen voor de officiële beoordeling van CARB.

Ze hebben ook bijgedragen aan twee andere recente artikelen over methaan, een die luchtmonsters gebruikte die door vliegtuigen waren verzameld in plaats van uit een toren en die consistente resultaten had, en een andere die een bottom-up benadering gebruikte om de ruimtelijke verdeling van methaanemissies voor de continentale Verenigde Staten te voorspellen.

De klimaatdoelstellingen van Californië zijn vastgelegd in AB32 en een Executive Order uit 2005. De staat streeft ernaar de uitstoot van broeikasgassen tegen 2020 te verminderen tot het niveau van 1990 – een reductie van ongeveer 30 procent – ​​en vervolgens een reductie van 80 procent onder het niveau van 1990 tegen 2050. Hoewel kooldioxide verreweg het meest voorkomende klimaatverwarmende gas is, methaan is goed voor een niet-triviaal deel.

"Wij geloven dat methaan 10 tot 15 procent is van de totale uitstoot van broeikasgassen in Californië op een tijdschaal van 100 jaar, Fischer zei. "Als we de totale uitstoot in 2050 met 80 procent willen verminderen, we zouden het veel moeilijker hebben om dat te doen als we niet ook methaan verminderen."