Wetenschap
EPA onderschat de methaanemissies van stortplaatsen en stedelijke gebieden, vinden onderzoekers
De Environmental Protection Agency (EPA) onderschat de methaanemissies van stortplaatsen, stedelijke gebieden en Amerikaanse staten, volgens een nieuwe studie onder leiding van onderzoekers van de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS).
De onderzoekers combineerden satellietwaarnemingen uit 2019 met een atmosferisch transportmodel om een kaart met hoge resolutie van de methaanemissies te genereren, die vervolgens werd vergeleken met EPA-schattingen van hetzelfde jaar. De onderzoekers vonden:
- De methaanuitstoot van stortplaatsen is 51% hoger vergeleken met EPA-schattingen
- De methaanuitstoot van 95 stedelijke gebieden is 39% hoger dan de EPA-schattingen
- De methaanuitstoot van de 10 staten met de hoogste methaanuitstoot is 27% hoger dan de EPA-schattingen
"Methaan levert na koolstofdioxide de grootste bijdrage aan de klimaatverandering. Het is dus erg belangrijk dat we de methaanemissies met de hoogst mogelijke resolutie kwantificeren om vast te stellen uit welke bronnen deze afkomstig is", zegt Hannah Nesser, voormalig Ph.D. student aan SEAS en eerste auteur van het artikel. Nesser is momenteel NASA Postdoctoral Program (NPP) Fellow bij de Carbon Cycle &Ecosystems Group van het Jet Propulsion Laboratory.
Het onderzoek, gepubliceerd in Atmospheric Chemistry and Physics , was een samenwerking tussen wetenschappers van Harvard en een interdisciplinair team van onderzoekers uit de hele VS en de rest van de wereld, waaronder universiteiten in China en Nederland.
De EPA schat dat stortplaatsen de derde grootste bron zijn van door de mens veroorzaakte methaanemissies in de VS, maar de EPA gebruikt een bottom-up boekhoudmethode die vaak niet overeenkomt met waarnemingen van methaan in de atmosfeer.
De EPA-schatting van methaan voor stortplaatsen maakt gebruik van het Greenhouse Gas Reporting Program, dat vereist dat faciliteiten met een hoge uitstoot jaarlijks zelf hun uitstoot rapporteren. Voor stortplaatsen zonder methaanafvang worden de emissies eenvoudigweg berekend door te kijken naar de hoeveelheid afval die binnenkomt en te schatten hoeveel methaanafval in de loop van de tijd produceert. Dat cijfer wordt vervolgens opgeschaald naar stortplaatsactiviteiten die niet rapporteren aan het Greenhouse Gas Reporting Program.
De top-down benadering van Nesser en haar collega's maakt gebruik van waarnemingen van methaan in de atmosfeer van het Tropospheric Monitoring Instrument (TROPOMI) aan boord van de Sentinel-5 Precursor-satelliet, samen met een atmosferisch transportmodel om het pad van de emissies van de atmosfeer terug naar de grond te volgen.
Met behulp van deze methode zoomde het team in op 70 individuele stortplaatsen in de VS. In deze faciliteiten vonden de onderzoekers emissies die gemiddeld 77% hoger waren dan de schattingen van het Greenhouse Gas Reporting Program.
Het verschil is groter voor stortplaatsen die methaan verzamelen als onderdeel van hun activiteiten.
Stortplaatsen meten niet de exacte hoeveelheden methaan die ze verliezen, maar schatten eerder hoe efficiënt hun opvangsystemen zijn. De EPA gaat ervan uit dat het standaardeffectiviteitspercentage voor het opvangen van methaan 75% is.
Maar Nesser en haar collega's ontdekten dat stortplaatsen in feite veel minder effectief zijn in het verzamelen van methaan dan eerder werd gedacht.
Van de 70 stortplaatsen die het team heeft bestudeerd, winnen er 38 gas terug. Onder deze faciliteiten ontdekten de onderzoekers dat de methaanniveaus gemiddeld meer dan 200% hoger waren dan de schattingen van het Greenhouse Gas Reporting Program.
"Ons onderzoek toont aan dat deze faciliteiten meer methaan verliezen dan ze denken", zegt Nesser. "De EPA hanteert een efficiëntie van 75% als standaard voor de opvang van methaan, maar we ontdekken dat deze in werkelijkheid veel dichter bij de 50% ligt."
De EPA-schattingen houden ook geen rekening met eenmalige gebeurtenissen, zoals bouwprojecten of tijdelijke lekkages, die zouden kunnen leiden tot een enorme toename van de methaanemissies en zouden kunnen bijdragen aan de discrepantie tussen de EPA-schattingen en het waargenomen methaan in de atmosfeer.
Het onderzoeksteam vergeleek hun analyse ook met de nieuwe broeikasgasinventarissen op staatsniveau van de EPA.
De onderzoekers vonden een 27% hogere methaanuitstoot in de tien grootste methaanproducerende staten, met de grootste stijgingen in Texas, Louisiana, Florida en Oklahoma. Het team ontdekte dat deze tien staten verantwoordelijk zijn voor 55% van de door de mens veroorzaakte methaanuitstoot in de VS. Het is misschien niet verrassend dat Texas verantwoordelijk is voor 21% van de antropogene methaanemissies in de VS, waarvan 69% afkomstig is van de olie- en gasindustrie.
Op stadsniveau ontdekten de onderzoekers dat de tien steden met de hoogste stedelijke methaanemissies gemiddeld 58% hogere emissies hebben dan eerder werd geschat. Deze steden zijn onder meer New York, Detroit, Atlanta, Dallas, Houston, Chicago, Los Angeles, Cincinnati, Miami en Philadelphia.
"Al deze plaatsen hebben een ander profiel van emissiebronnen, dus er is niets dat de onderschatting van methaan over de hele linie drijft", zegt Nesser.
De onderzoekers hopen dat toekomstig werk meer duidelijkheid zal verschaffen over waar deze emissies precies vandaan komen en hoe ze veranderen.
"Dit onderzoek onderstreept het belang van het begrijpen van deze emissies", zegt Daniel Jacob, hoogleraar atmosferische chemie en milieutechniek van de Vasco McCoy-familie bij SEAS en senior auteur van het artikel. "We zijn van plan de Amerikaanse methaanuitstoot te blijven monitoren met behulp van nieuwe satellietwaarnemingen met hoge resolutie, en samen te werken met de EPA om de emissie-inventarissen te verbeteren."
Het onderzoek was co-auteur van Joannes D. Maasakkers, Alba Lorente, Zichong Chen, Xiao Lu, Lu Shen, Zhen Qu, Melissa P. Sulprizio, Margaux Winter, Shuang Ma, A. Anthony Bloom, John R. Worden, Robert N . Stavins en Cynthia A. Randles.