Сектор за сектором: откуда берутся глобальные выбросы парниковых газов?

Ежегодно во всем мире мы выбрасываем около 50 миллиардов тонн парниковых газов. Откуда берутся эти выбросы? Мы смотрим, сектор за сектором.

18 сентября 2020 г.

Чтобы предотвратить серьезное изменение климата, нам необходимо быстро сократить глобальные выбросы парниковых газов. Каждый год в мире выбрасывается около 50 миллиардов тонн парниковых газов. [измеряется в эквивалентах диоксида углерода ( CO₂экв)]. 1

Чтобы выяснить, как мы можем наиболее эффективно сократить выбросы и какие выбросы Можно а также не мочь быть устранены с помощью современных технологий, мы должны сначала понять, откуда берутся наши выбросы.

В этом посте я представляю только одну диаграмму, но она очень важна — она показывает разбивку глобальных выбросов парниковых газов в 2016 году. 2 Это последняя разбивка глобальных выбросов по секторам, опубликованная Climate Watch и Институтом мировых ресурсов. 3 , 4

Общая картина, которую вы видите на этой диаграмме, такова, что почти три четверти выбросов приходится на потребление энергии; почти пятая часть от сельского хозяйства и землепользования [это увеличивается до одной четверти когда мы рассматриваем продовольственная система в целом, включая переработку, упаковку, транспортировку и розничную торговлю]; а остальные 8% от промышленности и отходов.

Чтобы узнать, что входит в каждую категорию сектора, я привожу краткое описание каждой из них. Эти описания основаны на пояснениях, представленных в Пятом оценочном отчете МГЭИК (ДО5) и в методологическом документе, опубликованном Институт мировых ресурсов. 5 , 6

Выбросы происходят из многих секторов: нам нужно много решений для обезуглероживания экономики

Из этой разбивки видно, что целый ряд секторов и процессов вносят свой вклад в глобальные выбросы. Это означает, что не существует единого или простого решения для борьбы с изменением климата.Сосредоточиться только на электричестве, транспорте, еде или вырубке лесов недостаточно.

Даже в энергетическом секторе, на долю которого приходится почти три четверти выбросов, нет простого решения. Даже если бы мы могли полностью обезуглерожить наше электроснабжение, нам также необходимо было бы электрифицировать все наше отопление и автомобильный транспорт. И у нас все еще будут выбросы от судоходства и авиации, для которых у нас еще нет низкоуглеродных технологий, чтобы справиться с ними.

Чтобы добиться нулевых выбросов, нам нужны инновации во многих секторах. Единичные решения не приведут нас к этому.

Давайте пройдемся по каждому из секторов и подсекторов на круговой диаграмме один за другим.

Энергетика (электричество, тепло и транспорт): 73,2%

Использование энергии в промышленности: 24,2%

Железо и сталь (7,2%): энергетические выбросы от производства чугуна и стали.

Химическая и нефтехимическая (3,6%): выбросы, связанные с энергетикой, при производстве удобрений, фармацевтических препаратов, хладагентов, добыче нефти и газа и т. д.

Продукты питания и табак (1%): энергетические выбросы от производства табачных изделий и пищевой промышленности (переработка сырых сельскохозяйственных продуктов в их конечные продукты, например, переработка пшеницы в хлеб).

Цветные металлы: 0,7%: Цветные металлы — это металлы, содержащие очень мало железа: сюда входят алюминий, медь, свинец, никель, олово, титан и цинк, а также такие сплавы, как латунь. Производство этих металлов требует энергии, что приводит к выбросам.

Бумага и целлюлоза (0,6%): Энергетические выбросы от переработки древесины в бумагу и целлюлозу.

Машины (0,5%): энергетические выбросы от производства машин.

Другая промышленность (10,6%): выбросы, связанные с энергией, от производства в других отраслях, включая горнодобывающую промышленность и разработку карьеров, строительство, текстильную промышленность, изделия из дерева и транспортное оборудование (например, производство автомобилей).

Транспорт: 16,2%

Это включает в себя небольшое количество электроэнергии (косвенные выбросы), а также все прямые выбросы от сжигания ископаемого топлива для работы транспорта. Эти цифры не включают выбросы от производства автомобилей или другого транспортного оборудования — они включены в предыдущий пункт «Использование энергии в промышленности».

Автомобильный транспорт (11,9%): выбросы от сжигания бензина и дизельного топлива от всех видов дорожного транспорта, включая легковые автомобили, грузовики, мотоциклы и автобусы. Шестьдесят процентов выбросов автомобильного транспорта приходится на пассажирские перевозки (автомобили, мотоциклы и автобусы); а остальные сорок процентов — автомобильные перевозки (грузовики и грузовики). Это означает, что, если бы мы могли электрифицировать весь сектор автомобильного транспорта и перейти на полностью обезуглероженную структуру электроэнергии, мы могли бы реально сократить глобальные выбросы на 11,9%.

Авиация (1,9%): выбросы от пассажирских и грузовых перевозок, а также внутренней и международной авиации. 81% авиационных выбросов приходится на пассажирские перевозки; и 19% от фрахта. 7 В пассажирской авиации 60 % выбросов приходится на международные перевозки и 40 % — на внутренние.

Доставка (1,7%): выбросы от сжигания бензина или дизельного топлива на лодках. Сюда входят как пассажирские, так и грузовые морские перевозки.

Железнодорожный (0,4%): выбросы от пассажирских и грузовых железнодорожных перевозок.

Трубопровод (0,3%): топливо и товары (например, нефть, газ, вода или пар) часто необходимо транспортировать (внутри стран или между странами) по трубопроводам. Это требует затрат энергии, что приводит к выбросам. Некачественно построенные трубопроводы также могут протечь, что приведет к прямым выбросам метана в атмосферу, однако этот аспект отражен в категории «Летучие выбросы при производстве энергии».

Энергопотребление в зданиях: 17,5%

Жилые дома (10,9%): связанные с энергией выбросы от производства электроэнергии для освещения, бытовых приборов, приготовления пищи и т. д. и отопления дома.

Коммерческие здания (6,6%): связанные с энергией выбросы от производства электроэнергии для освещения, приборов и т. д. и отопления в коммерческих зданиях, таких как офисы, рестораны и магазины.

Нераспределенное сжигание топлива (7,8%)

Энергетические выбросы от производства энергии из других видов топлива, включая электроэнергию и тепло из биомассы; собственные источники тепла; комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ); атомная промышленность; и гидроаккумулирующий насос.

Летучие выбросы от производства энергии: 5,8%

Летучие выбросы от нефти и газа (3,9%): летучие выбросы – часто случайные утечки метана в атмосферу при добыче и транспортировке нефти и газа из поврежденных или плохо обслуживаемых труб. Сюда же относится факельное сжигание – намеренное сжигание газа на нефтяных объектах. Нефтяные скважины могут выделять газы, в том числе метан, во время добычи — у производителей часто нет существующей сети трубопроводов для его транспортировки, или экономически нецелесообразно обеспечивать инфраструктуру, необходимую для его эффективного улавливания и транспортировки. Но в соответствии с природоохранным законодательством с этим нужно как-то бороться: преднамеренное сжигание часто является дешевым способом.

Летучие выбросы от угля (1,9%): летучие выбросы – это случайная утечка метана при добыче угля.

Использование энергии в сельском хозяйстве и рыболовстве (1,7%)

Энергетические выбросы от использования машин в сельском хозяйстве и рыболовстве, таких как топливо для сельскохозяйственных машин и рыболовных судов.

Прямые промышленные процессы: 5,2%

Цемент (3%): двуокись углерода производится как побочный продукт процесса химической конверсии, используемого при производстве клинкера, компонента цемента. В этой реакции известняк (CaCO₃) превращается в известь (CaO) и производит CO₂ как побочный продукт. Производство цемента также приводит к выбросам от потребляемой энергии – эти сопутствующие выбросы включены в «Использование энергии в промышленности».

Химия и нефтехимия (2,2%): парниковые газы могут образовываться как побочный продукт химических процессов, например, CO₂ могут выделяться при производстве аммиака, который используется для очистки воды, чистящих средств и в качестве хладагента, а также используется в производстве многих материалов, включая пластик, удобрения, пестициды и текстиль. Химическое и нефтехимическое производство также производит выбросы в результате потребления энергии – эти связанные выбросы включены в «Использование энергии в промышленности».

Отходы: 3,2%

Сточные воды (1,3%): органические вещества и остатки от животных, растений, людей и их отходов могут накапливаться в системах сточных вод. При разложении этого органического вещества образуются метан и закись азота.

Свалки (1,9%): свалки часто представляют собой среду с низким содержанием кислорода. В этих условиях органическое вещество при разложении превращается в метан.

Сельское хозяйство, лесное хозяйство и землепользование: 18,4%

На сельское хозяйство, лесное хозяйство и землепользование непосредственно приходится 18,4% выбросов парниковых газов. На продовольственную систему в целом, включая охлаждение, обработку пищевых продуктов, упаковку и транспортировку, приходится около четверти выбросов парниковых газов. Смотрим на это подробно здесь.

Пастбища (0,1%): когда пастбища деградируют, эти почвы могут терять углерод, превращаясь в процессе в углекислый газ. И наоборот, когда пастбища восстанавливаются (например, из пахотных земель), углерод может быть секвестрирован. Таким образом, выбросы здесь относятся к чистому балансу этих потерь и поступлений углерода от биомассы пастбищ и почв.

Пахотные угодья (1,4%): в зависимости от методов управления, используемых на возделываемых землях, углерод может теряться или поглощаться почвой и биомассой. Это влияет на баланс выбросов углекислого газа: CO₂ могут выбрасываться при деградации пахотных земель; или секвестрированы, когда они восстановлены. Чистое изменение запасов углерода отражается в выбросах двуокиси углерода. Сюда не входят пастбища для скота.

Вырубка лесов (2,2%): чистые выбросы двуокиси углерода в результате изменения лесного покрова. Это означает, что лесовосстановление считается «отрицательными выбросами», а вырубка лесов — «положительными выбросами». Таким образом, чистые изменения в лесном хозяйстве представляют собой разницу между потерями и прибылью в лесном хозяйстве. Выбросы основаны на потерянных запасах углерода из лесов и изменениях в запасах углерода в лесных почвах.

Сжигание урожая (3,5%): при сжигании сельскохозяйственных отходов — остатков растительности таких культур, как рис, пшеница, сахарный тростник и других культур — выделяется углекислый газ, закись азота и метан. Фермеры часто сжигают пожнивные остатки после сбора урожая, чтобы подготовить землю к повторному посеву.

Выращивание риса (1,3%): затопленные рисовые поля производят метан в результате процесса, называемого «анаэробным сбраживанием». Органическое вещество в почве превращается в метан из-за низкого содержания кислорода в заболоченных рисовых полях. 1,3% кажется существенным, но важно понимать это в контексте: на рис приходится около одной пятой мировых запасов калорий, и он является основной культурой для миллиардов людей во всем мире. 8

Сельскохозяйственные почвы (4,1%): Закись азота – сильный парниковый газ – образуется при внесении в почву синтетических азотных удобрений. Сюда входят выбросы от сельскохозяйственных почв для всех сельскохозяйственных продуктов, включая продукты питания для непосредственного потребления человеком, корма для животных, биотопливо и другие непродовольственные культуры (такие как табак и хлопок).

Домашний скот и навоз (5,8%): животные (в основном жвачные животные, такие как крупный рогатый скот и овцы) производят парниковые газы в процессе, называемом «кишечная ферментация» — когда микробы в их пищеварительной системе расщепляют пищу, они производят метан в качестве побочного продукта. Это означает, что говядина и баранина, как правило, имеют высокий углеродный след, а меньшее потребление — эффективный способ уменьшить выбросы в атмосферу.

Закись азота и метан могут быть получены при разложении навоза животных в условиях низкого содержания кислорода.Это часто происходит, когда большое количество животных содержится на ограниченной территории (например, на молочных фермах, откормочных площадках, свинофермах и птицефабриках), где навоз обычно хранится в больших кучах или утилизируется в отстойниках и других типах систем обращения с навозом. Выбросы от животноводства здесь включают прямые выбросы только от животноводства – они не учитывают воздействия изменения землепользования для пастбищ или корма для животных.

[Нажав на эту визуализацию, вы откроете ее в более высоком разрешении]

Наш мир в данных представляет данные и исследования для достижения прогресса в решении крупнейших мировых проблем.
Этот пост в блоге основан на данных и исследованиях, обсуждавшихся в нашей работе по СО₂ и выбросы парниковых газов.

Сноски

1. Эквиваленты углекислого газа пытаются суммировать все воздействия различных парниковых газов на потепление вместе, чтобы получить единую меру общих выбросов парниковых газов. Чтобы преобразовать не-CO₂ газов в их эквиваленты углекислого газа, мы умножаем их массу (например, килограммы выбрасываемого метана) на их «потенциал глобального потепления» (ПГП). GWP измеряет воздействие газа на потепление по сравнению с CO.₂; в основном он измеряет «силу» парниковых газов, усредненную за выбранный период времени.
2. Хотя было бы идеально иметь более своевременные данные, это самые последние данные, доступные на момент написания (сентябрь 2020 г.).
3. Институт мировых ресурсов также предоставляет хорошийвизуализация этих выбросовв виде блок-схемы Санки.
4. В своем 5-м оценочном отчете (AR5) Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) представила аналогичную разбивку выбросов по секторам. Однако это было основано на данных, опубликованных в 2010 году. Поэтому Институт мировых ресурсов предоставляет важную обновленную информацию об этих цифрах.

Используйте эту работу свободно

Все визуализации, данные и код, созданные «Нашим миром в данных», находятся в полностью открытом доступе по лицензии Creative Commons BY.У вас есть разрешение использовать, распространять и воспроизводить их на любом носителе при условии указания источника и авторов.

Данные, созданные третьими сторонами и предоставленные «Нашим миром в данных», подпадают под действие условий лицензии от первоначальных сторонних авторов. Мы всегда будем указывать исходный источник данных в нашей документации, поэтому вам всегда следует проверять лицензию любых таких сторонних данных перед использованием и распространением.