Изображение большего размера для сохранения или печати

Сокращение выбросов в сельском хозяйстве

В приведенной ниже таблице представлены некоторые примеры возможностей сокращения выбросов в сельском хозяйстве. Для более полного списка вариантов и подробной оценки того, как каждый вариант влияет на разные газы, см. Главу 11 Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата .

Землепользование, изменения в землепользовании и выбросы и секвестрация в лесном секторе

Растения поглощают углекислый газ (CO ₂ ) из атмосферы по мере роста, и они накапливают часть этого углерода в виде надземной и подземной биомассы на протяжении всей своей жизни.Почвы и мертвое органическое вещество / подстилка также могут накапливать часть углерода этих растений в зависимости от того, как обрабатывается почва, и других условий окружающей среды (например, климата). Такое хранение углерода в растениях, мертвом органическом веществе / подстилке и почве называется биологическим связыванием углерода. Поскольку биологическое связывание выводит CO ₂ из атмосферы и сохраняет его в этих углеродных пулах, его также называют «стоком» углерода.

Выбросы или связывание CO ₂ , а также выбросы CH ₄ и N ₂ O могут происходить в результате управления землями в их текущем использовании или в результате преобразования земель в другие виды землепользования.Углекислый газ обменивается между атмосферой и растениями и почвой на суше, например, когда пахотные земли превращаются в пастбища, когда земли обрабатываются для выращивания сельскохозяйственных культур или когда растут леса. Кроме того, использование биологического сырья (например, энергетических культур или древесины) для таких целей, как производство электроэнергии, в качестве сырья для процессов, создающих жидкое топливо, или в качестве строительных материалов может привести к выбросам или улавливанию. *

В Соединенных Штатах в целом с 1990 года деятельность в области землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства (ЗИЗЛХ) привела к большему удалению CO ₂ из атмосферы, чем к выбросам.По этой причине сектор ЗИЗЛХ в Соединенных Штатах считается чистым поглотителем, а не источником CO ₂ за этот период времени. Во многих регионах мира верно обратное, особенно в странах, где расчищены большие площади лесных угодий, часто для использования в сельскохозяйственных целях или для строительства поселений. В этих ситуациях сектор ЗИЗЛХ может быть чистым источником выбросов парниковых газов.

* Выбросы и связывание CO ₂ представлены в разделе «Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство» в Перечне.Выбросы метана (CH ₄ ) и закиси азота (N ₂ O) также происходят в результате землепользования и хозяйственной деятельности в секторе ЗИЗЛХ. Другие выбросы CH ₄ и N ₂ O также представлены в секторе энергетики.

Выбросы и тенденции

В 2019 году чистый CO ₂ , удаленный из атмосферы в секторе ЗИЗЛХ, составил 12 процентов от общих выбросов парниковых газов в США. В период с 1990 по 2019 год общее связывание углерода в секторе ЗИЗЛХ снизилось на 11 процентов, в первую очередь из-за снижения скорости чистого накопления углерода в лесах и пахотных землях, а также увеличения выбросов CO ₂ в результате урбанизации.Кроме того, хотя и эпизодически по своей природе, увеличенные выбросы CO ₂ , CH ₄ и N ₂ O от лесных пожаров также имели место в течение временного ряда.

Сокращение выбросов и увеличение стоков в результате землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства

В секторе ЗИЗЛХ существуют возможности для сокращения выбросов и увеличения потенциала улавливания углерода из атмосферы за счет увеличения поглотителей. В приведенной ниже таблице представлены некоторые примеры возможностей как для сокращения выбросов, так и для увеличения поглотителей. Более полный список см. В главе 11 документа «Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата ».

6,457 миллионов метрических тонн CO

Описание единиц

Миллион метрических тонн равен примерно 2.2 миллиарда фунтов или 1 триллион граммов. Для сравнения: небольшой автомобиль, вероятно, будет весить чуть больше 1 метрической тонны. Таким образом, миллион метрических тонн примерно равен массе 1 миллиона небольших автомобилей!

В реестре США используются метрические единицы для согласованности и сопоставимости с другими странами. Для справки: метрическая тонна немного больше (примерно на 10 процентов), чем американская «короткая» тонна.

Выбросы парниковых газов часто измеряются в двуокиси углерода ( CO ₂ ) эквивалент .Чтобы преобразовать выбросы газа в эквивалент CO ₂ , его выбросы умножаются на потенциал глобального потепления (GWP) газа. ПГП учитывает тот факт, что многие газы более эффективно нагревают Землю, чем CO ₂ на единицу массы.

Значения GWP, отображаемые на веб-страницах по выбросам, отражают значения, используемые в реестре США, которые взяты из Второго отчета об оценке (SAR) МГЭИК. Для дальнейшего обсуждения ПГП и оценки выбросов парниковых газов с использованием обновленных ПГП см. Приложение 6 к U.S. Перечень и обсуждение GWP в МГЭИК (PDF) (106 стр., 7,7 МБ).

Обзор парниковых газов | Агентство по охране окружающей среды США

На этой странице:

Изображение большего размера для сохранения или печати

6 457 миллионов метрических тонн CO

Объяснение единиц:

Миллион метрических тонн равен примерно 2,2 миллиардам фунтов или 1 триллиону граммов. Для сравнения: небольшой автомобиль, вероятно, будет весить чуть больше 1 метрической тонны. Таким образом, миллион метрических тонн примерно равен массе 1 миллиона небольших автомобилей!

У.S. В инвентаризации используются метрические единицы для согласованности и сопоставимости с другими странами. Для справки: метрическая тонна немного больше (примерно на 10%), чем американская «короткая» тонна.

Выбросы парниковых газов часто измеряются в эквиваленте двуокиси углерода (CO ₂ ). Чтобы преобразовать выбросы газа в эквивалент CO ₂ , его выбросы умножаются на потенциал глобального потепления (GWP) газа. ПГП учитывает тот факт, что многие газы более эффективно нагревают Землю, чем CO ₂ на единицу массы.

Значения GWP, отображаемые на веб-страницах по выбросам, отражают значения, используемые в реестре США, которые взяты из Четвертого оценочного отчета МГЭИК (AR4). Для дальнейшего обсуждения ПГП и оценки выбросов ПГ с использованием обновленных ПГП см. Приложение 6 Реестра США и обсуждение ПГП МГЭИК (PDF) (106 стр., 7,7 МБ).

• Двуокись углерода (CO ₂ ) : Двуокись углерода попадает в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива (угля, природного газа и нефти), твердых отходов, деревьев и других биологических материалов, а также в результате определенных химических реакций. (е.г., производство цемента). Углекислый газ удаляется из атмосферы (или «улавливается»), когда он поглощается растениями в рамках биологического цикла углерода.
• Метан (CH ₄ ) : Метан выделяется при добыче и транспортировке угля, природного газа и нефти. Выбросы метана также возникают в результате животноводства и других методов ведения сельского хозяйства, землепользования и разложения органических отходов на полигонах твердых бытовых отходов.
• Закись азота (N ₂ O) : Закись азота выделяется в результате сельскохозяйственной деятельности, землепользования, промышленной деятельности, сжигания ископаемого топлива и твердых отходов, а также при очистке сточных вод.
• Фторированные газы : Гидрофторуглероды, перфторуглероды, гексафторид серы и трифторид азота являются синтетическими мощными парниковыми газами, которые выделяются в результате различных промышленных процессов. Фторированные газы иногда используются в качестве заменителей стратосферных озоноразрушающих веществ (например, хлорфторуглеродов, гидрохлорфторуглеродов и галонов). Эти газы обычно выбрасываются в меньших количествах, но поскольку они являются мощными парниковыми газами, их иногда называют газами с высоким потенциалом глобального потепления («газы с высоким ПГП»).

Влияние каждого газа на изменение климата зависит от трех основных факторов:

Сколько находится в атмосфере?

Концентрация или содержание — это количество определенного газа в воздухе. Более высокие выбросы парниковых газов приводят к более высоким концентрациям в атмосфере. Концентрации парниковых газов измеряются в частях на миллион, частях на миллиард и даже частях на триллион. Одна часть на миллион эквивалентна одной капле воды, растворенной примерно в 13 галлонах жидкости (примерно в топливном баке компактного автомобиля).Чтобы узнать больше о возрастающих концентрациях парниковых газов в атмосфере, посетите страницу «Индикаторы изменения климата: атмосферные концентрации парниковых газов».

Как долго они остаются в атмосфере?

Каждый из этих газов может оставаться в атмосфере в течение разного времени, от нескольких лет до тысяч лет. Все эти газы остаются в атмосфере достаточно долго, чтобы хорошо перемешаться, а это означает, что количество, измеряемое в атмосфере, примерно одинаково во всем мире, независимо от источника выбросов.

Насколько сильно они влияют на атмосферу?

Некоторые газы более эффективны, чем другие, согревая планету и «сгущают земное покрывало».

Для каждого парникового газа был рассчитан потенциал глобального потепления (ПГП), чтобы отразить, как долго он в среднем остается в атмосфере и насколько сильно он поглощает энергию. Газы с более высоким ПГП поглощают больше энергии на фунт, чем газы с более низким ПГП, и, таким образом, вносят больший вклад в нагревание Земли.

Примечание. Все оценки выбросов взяты из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2019 гг.

Выбросы двуокиси углерода

Двуокись углерода (CO ₂ ) является основным парниковым газом, выбрасываемым в результате деятельности человека. В 2019 году на CO ₂ приходилось около 80 процентов всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека. Углекислый газ естественным образом присутствует в атмосфере как часть углеродного цикла Земли (естественная циркуляция углерода в атмосфере, океанах, почве, растениях и животных).Деятельность человека изменяет углеродный цикл — как путем добавления в атмосферу большего количества CO ₂ , так и путем воздействия на способность естественных поглотителей, таких как леса и почвы, удалять и накапливать CO ₂ из атмосферы. В то время как выбросы CO ₂ происходят из различных естественных источников, выбросы, связанные с деятельностью человека, являются причиной увеличения, которое произошло в атмосфере после промышленной революции. ²

Изображение большего размера для сохранения или печати

• Транспорт . Сжигание ископаемых видов топлива, таких как бензин и дизельное топливо, для перевозки людей и грузов было крупнейшим источником выбросов CO ₂ в 2019 году, что составляет около 35 процентов от общего количества U.S. CO ₂ выбросов и 28 процентов от общих выбросов парниковых газов в США. В эту категорию входят такие источники транспорта, как автомобильные и пассажирские транспортные средства, авиаперелеты, морские перевозки и железнодорожный транспорт.
• Электроэнергия . Электричество является важным источником энергии в Соединенных Штатах и ​​используется для питания домов, бизнеса и промышленности. В 2019 году сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии было вторым по величине источником выбросов CO ₂ в стране, что составляет около 31 процента от общего количества U.S. CO ₂ выбросов и 24 процента от общего объема выбросов парниковых газов в США. Типы ископаемого топлива, используемого для выработки электроэнергии, выделяют разное количество CO ₂ . Для производства определенного количества электроэнергии при сжигании угля будет выделяться больше CO ₂ , чем природного газа или нефти.
• Промышленность . Многие промышленные процессы выделяют CO ₂ в результате потребления ископаемого топлива. Некоторые процессы также производят выбросы CO ₂ в результате химических реакций, не связанных с горением, и примеры включают производство минеральных продуктов, таких как цемент, производство металлов, таких как железо и сталь, и производство химикатов.На сжигание ископаемого топлива в различных промышленных процессах приходилось около 16 процентов от общих выбросов CO ₂ в США и 13 процентов от общих выбросов парниковых газов в США в 2019 году. Многие промышленные процессы также используют электричество и, следовательно, косвенно приводят к выбросам CO ₂ от электричества. поколение.

Углекислый газ постоянно обменивается между атмосферой, океаном и поверхностью суши, поскольку он продуцируется и поглощается многими микроорганизмами, растениями и животными.Однако выбросы и удаление CO ₂ в результате этих естественных процессов имеют тенденцию к уравновешиванию при отсутствии антропогенного воздействия. С тех пор, как примерно в 1750 году началась промышленная революция, деятельность человека внесла существенный вклад в изменение климата, добавив в атмосферу CO ₂ и другие улавливающие тепло газы.

В Соединенных Штатах с 1990 года управление лесами и другими землями (например, пахотные земли, луга и т. Д.) Действовало как чистый сток CO ₂ , что означает, что больше CO ₂ удаляется из атмосфере и хранится в растениях и деревьях, чем выбрасывается.Это компенсация поглотителя углерода составляет около 12 процентов от общего объема выбросов в 2019 году и более подробно обсуждается в разделе «Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство».

Чтобы узнать больше о роли CO ₂ в потеплении атмосферы и его источниках, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы углекислого газа в США увеличились примерно на 3 процента в период с 1990 по 2019 год. Поскольку сжигание ископаемого топлива является крупнейшим источником выбросов парниковых газов в Соединенных Штатах, изменения в выбросах от сжигания ископаемого топлива исторически были доминирующим фактором. влияющие на общий U.Тенденции выбросов S. Изменения выбросов CO ₂ в результате сжигания ископаемого топлива зависят от многих долгосрочных и краткосрочных факторов, включая рост населения, экономический рост, изменение цен на энергоносители, новые технологии, изменение поведения и сезонные температуры. В период с 1990 по 2019 год увеличение выбросов CO ₂ соответствовало увеличению использования энергии растущей экономикой и населением, включая общий рост выбросов в результате увеличения спроса на поездки.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов углекислого газа

Самый эффективный способ сократить выбросы CO. ₂ — снизить потребление ископаемого топлива. Многие стратегии сокращения выбросов CO ₂ от энергетики являются сквозными и применимы к домам, предприятиям, промышленности и транспорту.

EPA принимает разумные регулирующие меры для сокращения выбросов парниковых газов.

¹ CO в атмосфере ₂ является частью глобального углеродного цикла, и поэтому его судьба является сложной функцией геохимических и биологических процессов. Часть избыточного углекислого газа будет быстро поглощаться (например, поверхностью океана), но часть останется в атмосфере в течение тысяч лет, отчасти из-за очень медленного процесса, посредством которого углерод переносится в океанические отложения.

² МГЭИК (2013).Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.

Выбросы метана

В 2019 году метан (CH ₄ ) составлял около 10 процентов всего U.S. Выбросы парниковых газов в результате деятельности человека. Деятельность человека с выбросом метана включает утечки из систем природного газа и разведение домашнего скота. Метан также выделяется из естественных источников, таких как естественные водно-болотные угодья. Кроме того, естественные процессы в почве и химические реакции в атмосфере помогают удалить из атмосферы CH ₄ . Время жизни метана в атмосфере намного меньше, чем у углекислого газа (CO ₂ ), но CH ₄ более эффективно улавливает излучение, чем CO ₂ .Фунт за фунт, сравнительное воздействие CH ₄ в 25 раз больше, чем CO ₂ за 100-летний период. ¹

В глобальном масштабе 50-65 процентов общих выбросов CH ₄ приходится на деятельность человека. ^{2, 3} Метан выделяется в результате деятельности в сфере энергетики, промышленности, сельского хозяйства, землепользования и обращения с отходами, описанных ниже.

• Сельское хозяйство . Домашний скот, такой как крупный рогатый скот, свиньи, овцы и козы, вырабатывает CH ₄ как часть нормального процесса пищеварения.Кроме того, при хранении или обработке навоза в лагунах или резервуарах для хранения образуется CH ₄ . Поскольку люди выращивают этих животных для еды и других продуктов, выбросы считаются связанными с деятельностью человека. Если объединить выбросы домашнего скота и навоза, сельскохозяйственный сектор является крупнейшим источником выбросов CH ₄ в Соединенных Штатах. Для получения дополнительной информации см. Главу «Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США» «Сельское хозяйство». Хотя это не показано и менее значимо, выбросы CH ₄ также происходят в результате землепользования и деятельности по управлению земельными ресурсами в секторе землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства (e.грамм. лесные и пастбищные пожары, разложение органических веществ на прибрежных заболоченных территориях и т. д.).
• Энергетика и промышленность . Системы природного газа и нефти являются вторым по величине источником выбросов CH ₄ в США. Метан — это основной компонент природного газа. Метан выбрасывается в атмосферу при добыче, переработке, хранении, транспортировке и распределении природного газа, а также при производстве, переработке, транспортировке и хранении сырой нефти.Добыча угля также является источником выбросов CH ₄ . Для получения дополнительной информации см. Раздел Реестра выбросов и стоков парниковых газов США по системам природного газа и нефтяным системам.
• Отходы домов и предприятий . Метан образуется на свалках при разложении отходов и при очистке сточных вод. Свалки являются третьим по величине источником выбросов CH ₄ в США. Метан также образуется при очистке бытовых и промышленных сточных вод, при компостировании и анаэробном сбраживании.Для получения дополнительной информации см. Главу «Реестр выбросов парниковых газов и сточных вод в США. Отходы».

Метан также выделяется из ряда природных источников. Природные водно-болотные угодья являются крупнейшим источником выбросов CH ₄ из бактерий, разлагающих органические материалы в отсутствие кислорода. Меньшие источники включают термиты, океаны, отложения, вулканы и лесные пожары.

Чтобы узнать больше о роли CH ₄ в потеплении атмосферы и его источниках, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы метана в США сократились на 15 процентов в период с 1990 по 2019 год. В течение этого периода выбросы увеличились из источников, связанных с сельскохозяйственной деятельностью, в то время как выбросы снизились из источников, связанных со свалками, добычей угля, а также из систем природного газа и нефти.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов метана

Есть несколько способов уменьшить выбросы CH ₄ . Некоторые примеры обсуждаются ниже. EPA имеет ряд добровольных программ по сокращению выбросов CH ₄ в дополнение к нормативным инициативам. EPA также поддерживает Глобальную инициативу по метану, международное партнерство, поощряющее глобальные стратегии сокращения выбросов метана.

Список литературы

¹ МГЭИК (2007). Изменение климата 2007: основы физических наук . Вклад Рабочей группы I в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата . [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета.Кембридж, Соединенное Королевство 996 стр.
² IPCC (2013). Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.
³ Глобальный углеродный проект (2019).

Выбросы оксида азота

В 2019 году на закись азота (N ₂ O) приходилось около 7 процентов всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека. Деятельность человека, такая как сельское хозяйство, сжигание топлива, удаление сточных вод и промышленные процессы, увеличивает количество N ₂ O в атмосфере. Закись азота также естественным образом присутствует в атмосфере как часть круговорота азота Земли и имеет множество природных источников. Молекулы закиси азота остаются в атмосфере в среднем 114 лет, прежде чем удаляются стоком или разрушаются в результате химических реакций.Воздействие 1 фунта N ₂ O на нагревание атмосферы почти в 300 раз превышает воздействие 1 фунта углекислого газа. ¹

Изображение большего размера для сохранения или печати

• Сельское хозяйство . Закись азота может образовываться в результате различных мероприятий по управлению сельскохозяйственными почвами, таких как внесение синтетических и органических удобрений и другие методы земледелия, обработка навоза или сжигание сельскохозяйственных остатков. Обработка сельскохозяйственных земель является крупнейшим источником выбросов N ₂ O в Соединенных Штатах, что составляет около 75 процентов от общих выбросов N ₂ O в США в 2019 году. Хотя это не показано и менее значимо, выбросы N ₂ O также возникают в результате землепользования и деятельности по управлению земельными ресурсами в секторе землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства (например,грамм. лесные пожары и пожары на пастбищах, внесение синтетических азотных удобрений в городские почвы (например, газоны, поля для гольфа) и лесные угодья и т. д.).
• Сжигание топлива. Закись азота выделяется при сжигании топлива. Количество N ₂ O, выделяемое при сжигании топлива, зависит от типа топлива и технологии сжигания, технического обслуживания и методов эксплуатации.
• Промышленность. Закись азота образуется как побочный продукт при производстве химических веществ, таких как азотная кислота, которая используется для производства синтетических коммерческих удобрений, и при производстве адипиновой кислоты, которая используется для производства волокон, таких как нейлон, и других синтетических продуктов.
• Отходы. Закись азота также образуется при очистке бытовых сточных вод во время нитрификации и денитрификации присутствующего азота, обычно в форме мочевины, аммиака и белков.

Выбросы закиси азота происходят естественным образом из многих источников, связанных с круговоротом азота, который представляет собой естественную циркуляцию азота в атмосфере, среди растений, животных и микроорганизмов, обитающих в почве и воде. Азот принимает различные химические формы на протяжении всего азотного цикла, в том числе N ₂ O.Естественные выбросы N ₂ O происходят в основном от бактерий, расщепляющих азот в почвах и океанах. Закись азота удаляется из атмосферы, когда она поглощается определенными типами бактерий или разрушается ультрафиолетовым излучением или химическими реакциями.

Чтобы узнать больше об источниках N ₂ O и его роли в потеплении атмосферы, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы закиси азота в США в период с 1990 по 2019 год оставались относительно неизменными.Выбросы закиси азота от мобильных устройств сгорания снизились на 60 процентов с 1990 по 2019 год в результате введения стандартов контроля выбросов для дорожных транспортных средств. Выбросы закиси азота из сельскохозяйственных земель в этот период варьировались и в 2019 году были примерно на 9 процентов выше, чем в 1990 году, в основном за счет увеличения использования азотных удобрений.

Увеличенное изображение для сохранения или печати

Снижение выбросов оксида азота

Существует несколько способов снижения выбросов N ₂ O, которые обсуждаются ниже.

Список литературы

¹ IPCC (2007) Изменение климата 2007: основы физических наук . Вклад Рабочей группы I в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата . [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Соединенное Королевство 996 стр.
² IPCC (2013). Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T.Ф., Цинь Д., Г.-К. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.
³ EPA (2005). Потенциал снижения выбросов парниковых газов в лесном и сельском хозяйстве США . Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия, США.

Выбросы фторированных газов

В отличие от многих других парниковых газов, фторсодержащие газы не имеют естественных источников и образуются только в результате деятельности человека.Они выбрасываются в атмосферу в результате их использования в качестве заменителей озоноразрушающих веществ (например, в качестве хладагентов) и в результате различных промышленных процессов, таких как производство алюминия и полупроводников. Многие фторированные газы имеют очень высокий потенциал глобального потепления (ПГП) по сравнению с другими парниковыми газами, поэтому небольшие атмосферные концентрации могут иметь непропорционально большое влияние на глобальную температуру. Они также могут иметь долгую жизнь в атмосфере — в некоторых случаях — тысячи лет. Как и другие долгоживущие парниковые газы, большинство фторированных газов хорошо перемешано в атмосфере и после выброса распространяется по всему миру.Многие фторированные газы удаляются из атмосферы только тогда, когда они разрушаются солнечным светом в дальних верхних слоях атмосферы. В целом фторированные газы являются наиболее мощным и долговременным парниковым газом, выделяемым в результате деятельности человека.

Существует четыре основных категории фторированных газов: гидрофторуглероды (HFC), перфторуглероды (PFC), гексафторид серы (SF ₆ ) и трифторид азота (NF ₃ ). Ниже описаны крупнейшие источники выбросов фторированного газа.

• Замена озоноразрушающих веществ. Гидрофторуглероды используются в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов, пенообразователей, растворителей и антипиренов. Основным источником выбросов этих соединений является их использование в качестве хладагентов, например, в системах кондиционирования воздуха как в транспортных средствах, так и в зданиях. Эти химические вещества были разработаны для замены хлорфторуглеродов (CFC) и гидрохлорфторуглеродов (HCFC), поскольку они не разрушают стратосферный озоновый слой.Хлорфторуглероды и ГХФУ постепенно сокращаются в соответствии с международным соглашением, называемым Монреальским протоколом. ГФУ — это мощные парниковые газы с высоким ПГП, и они выбрасываются в атмосферу во время производственных процессов, а также в результате утечек, обслуживания и утилизации оборудования, в котором они используются. Недавно разработанные гидрофторолефины (ГФО) представляют собой подгруппу ГФУ и характеризуются коротким временем жизни в атмосфере и более низкими ПГП. HFO в настоящее время вводятся в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов и вспенивающих агентов.Закон об инновациях и производстве в США (AIM) 2020 года предписывает EPA решать проблемы ГФУ путем предоставления новых полномочий в трех основных областях: поэтапное сокращение производства и потребления перечисленных ГФУ в Соединенных Штатах на 85 процентов в течение следующих 15 лет, управление этими факторами. ГФУ и их заменители, а также способствуют переходу к технологиям следующего поколения, которые не зависят от ГФУ.
• Промышленность. Перфторуглероды производятся как побочный продукт при производстве алюминия и используются в производстве полупроводников.ПФУ обычно имеют длительный срок службы в атмосфере и ПГП около 10 000. Гексафторид серы используется при обработке магния и производстве полупроводников, а также в качестве индикаторного газа для обнаружения утечек. ГФУ-23 производится как побочный продукт производства ГХФУ-22 и используется в производстве полупроводников.
• Передача и распределение электроэнергии. Гексафторид серы используется в качестве изоляционного газа в оборудовании для передачи электроэнергии, включая автоматические выключатели. ПГП SF ₆ составляет 22 800, что делает его наиболее сильным парниковым газом, оцененным Межправительственной группой экспертов по изменению климата.

Чтобы узнать больше о роли фторированных газов в нагревании атмосферы и их источниках, посетите страницу «Выбросы фторированных парниковых газов».

Выбросы и тенденции

В целом выбросы фторсодержащих газов в США увеличились примерно на 86 процентов в период с 1990 по 2019 год. Это увеличение было вызвано 275-процентным увеличением выбросов гидрофторуглеродов (ГФУ) с 1990 года, поскольку они широко использовались в качестве заменителей. для озоноразрушающих веществ.Выбросы перфторуглеродов (ПФУ) и гексафторида серы (SF ₆ ) фактически снизились за это время благодаря усилиям по сокращению выбросов в промышленности по производству алюминия (ПФУ) и в сфере передачи и распределения электроэнергии (SF ₆ ).

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов фторированных газов

Поскольку большинство фторированных газов имеют очень долгое время жизни в атмосфере, потребуется много лет, чтобы увидеть заметное снижение текущих концентраций.Однако существует ряд способов уменьшить выбросы фторированных газов, описанных ниже.

Список литературы

¹ IPCC (2007) Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Великобритания 996 с.

Нефть | Национальное географическое общество

Миллионы лет назад водоросли и растения жили в мелководных морях.После смерти и погружения на морское дно органический материал смешался с другими отложениями и был захоронен. За миллионы лет под высоким давлением и высокой температурой останки этих организмов превратились в то, что мы знаем сегодня как ископаемое топливо. Уголь, природный газ и нефть — это ископаемые виды топлива, которые образовались в одинаковых условиях.

Сегодня нефть находится в огромных подземных резервуарах, где находились древние моря. Нефтяные резервуары можно найти под землей или на дне океана.Их сырая нефть добывается гигантскими буровыми установками.

Сырая нефть обычно черного или темно-коричневого цвета, но также может быть желтоватой, красноватой, желто-коричневой или даже зеленоватой. Различия в цвете указывают на различный химический состав различных запасов сырой нефти. Например, нефть, в которой мало металлов или серы, обычно легче (иногда почти прозрачна).

Нефть используется для производства бензина, важного продукта в нашей повседневной жизни. Он также обрабатывается и входит в состав тысяч различных предметов, включая шины, холодильники, спасательные жилеты и анестетики.

Когда нефтепродукты, такие как бензин, сжигаются для получения энергии, они выделяют токсичные газы и большое количество двуокиси углерода, парникового газа. Углерод помогает регулировать температуру атмосферы на Земле, а добавление к естественному балансу за счет сжигания ископаемого топлива отрицательно влияет на наш климат.

Огромные количества нефти обнаружены под поверхностью Земли и в смоляных карьерах, которые всплывают на поверхность. Нефть существует даже намного ниже самых глубоких скважин, которые разрабатываются для ее добычи.

Однако нефть, как уголь и природный газ, является невозобновляемым источником энергии. На его формирование потребовались миллионы лет, и когда его добывают и потребляют, у нас нет возможности заменить его.

Заканчиваются запасы нефти. В конце концов, мир достигнет «пика добычи нефти» или самого высокого уровня добычи. Некоторые эксперты прогнозируют, что пик добычи нефти может наступить уже в 2050 году. Поиск альтернатив нефти имеет решающее значение для глобального энергопотребления и является основной задачей многих отраслей.

Образование нефти

Геологические условия, которые в конечном итоге привели к образованию нефти, сформировались миллионы лет назад, когда растения, водоросли и планктон дрейфовали в океанах и мелководных морях.Эти организмы опустились на морское дно в конце своего жизненного цикла. Со временем они были погребены и раздавлены миллионами тонн отложений и даже большим количеством слоев растительного мусора.

В конце концов, древние моря высохли и остались сухие бассейны, названные осадочными бассейнами. Глубоко под дном бассейна органический материал был сжат между мантией Земли с очень высокими температурами и миллионами тонн горных пород и отложений над ними. Кислород в этих условиях почти полностью отсутствовал, и органическое вещество начало превращаться в восковое вещество, называемое керогеном.

При повышении температуры, времени и давления кероген подвергся процессу, называемому катагенезом, и превратился в углеводороды. Углеводороды — это просто химические вещества, состоящие из водорода и углерода. Различные комбинации тепла и давления могут создавать разные формы углеводородов. Некоторые другие примеры — уголь, торф и природный газ.

Осадочные бассейны, где раньше находилось дно древних морей, являются ключевыми источниками нефти. В Африке осадочный бассейн дельты Нигера покрывает сушу в Нигерии, Камеруне и Экваториальной Гвинее.Более 500 месторождений нефти были обнаружены в массивном бассейне дельты Нигера, и они составляют одно из самых продуктивных нефтяных месторождений в Африке.

Химия и классификация сырой нефти

Бензин, который мы используем для заправки наших автомобилей, синтетические ткани наших рюкзаков и обуви, а также тысячи различных полезных продуктов, изготовленных из нефти, имеют единообразные и надежные формы. Однако сырая нефть, из которой производятся эти предметы, не является ни однородной, ни однородной.

Химия
Сырая нефть состоит из углеводородов, которые в основном состоят из водорода (около 13% по весу) и углерода (около 85%). Другие элементы, такие как азот (около 0,5%), сера (0,5%), кислород (1%), и металлы, такие как железо, никель и медь (менее 0,1%), также могут быть смешаны с углеводородами в небольших количествах. .
Способ организации молекул в углеводородах является результатом первоначального состава водорослей, растений или планктона миллионы лет назад.Количество тепла и давления, которым подвергались растения, также вносит свой вклад в изменения, которые обнаруживаются в углеводородах и сырой нефти.

Из-за этого изменения сырая нефть, перекачиваемая из-под земли, может состоять из сотен различных нефтяных соединений. Легкие нефти могут содержать до 97% углеводородов, в то время как более тяжелые нефти и битумы могут содержать только 50% углеводородов и большее количество других элементов. Почти всегда необходимо очищать сырую нефть, чтобы получить полезные продукты.

Классификация
Нефть классифицируется по трем основным категориям: географическое местоположение, где она была пробурена, содержание серы в ней и ее удельный вес в градусах API (мера плотности).

Классификация: География
Нефть добывается во всем мире. Однако есть три основных источника сырой нефти, которые задают ориентиры для ранжирования и ценообразования других поставок нефти: Brent Crude, West Texas Intermediate, а также Дубай и Оман.

Brent Crude — это смесь, добываемая на 15 различных месторождениях между Шотландией и Норвегией в Северном море.Эти месторождения поставляют нефть в большую часть Европы.

West Texas Intermediate (WTI) — более легкая нефть, которая добывается в основном в американском штате Техас. Он «сладкий» и «легкий» — считается очень качественным. WTI поставляет нефть в большую часть Северной Америки.

Дубайская сырая нефть, также известная как Фатех или Дубай-Оманская нефть, представляет собой легкую кислую нефть, которая добывается в Дубае, часть Объединенных Арабских Эмиратов. Соседняя страна Оман недавно начала добычу нефти. Нефть из Дубая и Омана используется в качестве ориентира для ценообразования на нефть Персидского залива, которая в основном экспортируется в Азию.

Справочная корзина ОПЕК — еще один важный источник нефти. ОПЕК — Организация стран-экспортеров нефти. Справочная корзина ОПЕК — это средняя цена на нефть из 12 стран-членов ОПЕК: Алжира, Анголы, Эквадора, Ирана, Ирака, Кувейта, Ливии, Нигерии, Катара, Саудовской Аравии, Объединенных Арабских Эмиратов и Венесуэлы.

Классификация: содержание серы
Сера считается «примесью» в нефти. Сера в сырой нефти может вызывать коррозию металла в процессе переработки и способствовать загрязнению воздуха.Нефть с содержанием серы более 0,5% называется «кислой», а нефть с содержанием серы менее 0,5% — «сладкой».

Сладкое масло обычно намного дороже кислого, потому что оно не требует такой очистки и менее вредно для окружающей среды.

Классификация: удельный вес по API
Американский институт нефти (API) — это торговая ассоциация предприятий нефтегазовой промышленности. API установил принятые системы стандартов для различных продуктов, связанных с нефтью и газом, таких как манометры, насосы и буровое оборудование.В API также установлено несколько единиц измерения. «Блок API», например, измеряет гамма-излучение в скважине (шахте, пробуренной в земле).

Плотность API — это мера плотности нефтяной жидкости по сравнению с водой. Если плотность нефтяной жидкости в градусах API больше 10, она «легкая» и плавает на поверхности воды. Если плотность в градусах API меньше 10, он «тяжелый» и тонет в воде.

Легкие нефтепродукты предпочтительны, потому что они имеют более высокий выход углеводородов.Более тяжелые масла содержат больше металлов и серы и требуют большей очистки.

Нефтяные резервуары

Нефть находится в подземных карманах, называемых резервуарами. Глубоко под землей давление чрезвычайно велико. Нефть медленно просачивается к поверхности, где давление ниже. Он продолжает движение от высокого к низкому давлению, пока не встретит непроницаемый слой породы. Затем нефть собирается в резервуарах, которые могут находиться на глубине нескольких сотен метров от поверхности Земли.

Нефть может удерживаться с помощью структурных ловушек, которые образуются, когда массивные слои горных пород изгибаются или разрушаются (разрушаются) из-за движущихся массивов суши Земли. Нефть также может удерживаться стратиграфическими ловушками. Различные пласты или слои породы могут иметь разную пористость. Например, сырая нефть легко мигрирует через слой песчаника, но может оказаться в ловушке под слоем сланца.

Геологи, химики и инженеры ищут геологические структуры, которые обычно задерживают нефть.Они используют процесс, называемый «сейсмическое отражение», чтобы определить местонахождение подземных горных структур, которые могли удерживать сырую нефть. В процессе происходит небольшой взрыв. Звуковые волны проходят под землей, отскакивают от различных типов скал и возвращаются на поверхность. Датчики на земле интерпретируют возвращающиеся звуковые волны, чтобы определить геологическое строение подземелья и возможность залежи нефти.

Количество нефти в резервуаре измеряется в баррелях или тоннах.Бочка с маслом составляет около 42 галлонов. Это измерение обычно используется производителями нефти в США. Производители нефти в Европе и Азии обычно измеряют в метрических тоннах. В метрической тонне содержится от 6 до 8 баррелей нефти. Преобразование неточно, потому что разные сорта масла весят разное количество в зависимости от количества примесей.

Сырая нефть часто находится в коллекторах вместе с природным газом. В прошлом природный газ либо сжигали, либо позволяли улетучиваться в атмосферу.Теперь была разработана технология улавливания природного газа и его закачки в скважину или его сжатия в сжиженный природный газ (СПГ). СПГ легко транспортировать и находить универсальное применение.

Добыча нефти

В некоторых местах нефть пузырится на поверхности Земли. Например, в некоторых частях Саудовской Аравии и Ирака пористые породы позволяют нефти просачиваться на поверхность в небольших прудах. Однако большая часть нефти задерживается в подземных нефтяных резервуарах.

Общее количество нефти в пласте называется нефтеотдачей.Многие нефтяные жидкости, составляющие нефтеотдачу коллектора, не могут быть извлечены. Эти нефтяные жидкости могут быть слишком сложными, опасными или дорогими для бурения.

Часть геологической нефтеотдачи пласта, которая может быть извлечена и переработана, — это запасы нефти этого пласта. Решение об инвестировании в сложные буровые работы часто принимается на основании доказанных запасов нефти на участке.

Бурение может быть эксплуатационным, разведочным или направленным.

Бурение в районе, где уже обнаружены запасы нефти, называется эксплуатационным бурением.Прудхо-Бэй, Аляска, обладает крупнейшими запасами нефти в Соединенных Штатах. Эксплуатационное бурение в Прудхо-Бэй включает новые скважины и расширение технологий добычи.

Бурение при отсутствии известных запасов называется разведочным бурением. Разведочное бурение, также называемое «поисковым» бурением, является рискованным делом с очень высокой частотой отказов. Однако потенциальные выгоды от добычи нефти побуждают многих «искателей» попробовать поисковое бурение. «Бриллиант» Гленн Маккарти, например, известен как «Король диких животных» из-за его успеха в обнаружении огромных запасов нефти недалеко от Хьюстона, штат Техас.Маккарти в 30-е годы 38 раз ударил по нефти, заработав миллионы долларов.

Направленное бурение включает бурение вертикально до известного источника нефти с последующим поворотом бурового долота под углом для доступа к дополнительным ресурсам. Обвинения в наклонно-направленном бурении привели к первой войне в Персидском заливе в 1991 году. Ирак обвинил Кувейт в использовании методов наклонно-направленного бурения для извлечения нефти из иракских нефтяных резервуаров недалеко от границы с Кувейтом. Впоследствии Ирак вторгся в Кувейт, что вызвало международное внимание и вмешательство.После войны граница между Ираком и Кувейтом была перекроена, и водохранилища теперь принадлежат Кувейту.

Нефтяные вышки

На суше нефть можно добывать с помощью устройства, называемого нефтяной вышкой или буровой установкой. В море нефть добывают с нефтяной платформы.

Первичная добыча
В большинстве современных скважин используется установка для пневматического роторного бурения, которая может работать 24 часа в сутки. В этом процессе двигатели приводят в действие буровую коронку. Сверло — это режущий инструмент, используемый для создания круглого отверстия.Буровые долота, используемые в установках воздушного роторного бурения, изготовлены из полой стали с вольфрамовыми стержнями, используемыми для резки породы. Нефтяные буровые коронки могут иметь диаметр 36 сантиметров (14 дюймов).

Когда буровое долото вращается и прорезает землю, небольшие куски породы отламываются. Мощный поток воздуха закачивается вниз по центру полого сверла и выходит через нижнюю часть сверла. Затем воздух устремляется обратно к поверхности, унося с собой крошечные глыбы камня. Геологи на месте могут изучить эти куски измельченной породы, чтобы определить различные пласты породы, с которыми сталкивается буровая установка.

Когда сеялка сталкивается с нефтью, часть нефти естественным образом поднимается с земли, перемещаясь из области высокого давления в зону низкого давления. Этот немедленный выброс нефти может стать «фонтаном», стреляющим на десятки метров в воздух, что является одним из самых драматичных действий по добыче нефти. Он также является одним из самых опасных, и элемент оборудования, называемый противовыбросовым превентором, перераспределяет давление, чтобы остановить такой фонтан.

Насосы используются для добычи нефти. Большинство буровых установок имеют два комплекта насосов: буровые насосы и насосы для добычи.«Грязь» — это буровой раствор, используемый для создания скважин для добычи нефти и природного газа. Буровые насосы обеспечивают циркуляцию бурового раствора.

В нефтяной промышленности используются всевозможные откачивающие насосы. Какой насос использовать, зависит от географии, качества и положения нефтяного резервуара. Например, погружные насосы погружаются непосредственно в жидкость. Газовый насос, также называемый пузырьковым насосом, использует сжатый воздух для выталкивания нефти на поверхность или в скважину.

Один из наиболее известных типов откачивающих насосов — это насосная головка, верхняя часть поршневого насоса.Pumpjacks прозвали «жаждущими птицами» или «кивающими ослами» за их контролируемое, регулярное движение вниз. Кривошип перемещает большую насосную домкрат в форме молотка вверх и вниз. Глубоко под поверхностью насосная домкрат перемещает полый поршень вверх и вниз, постоянно унося нефть обратно на поверхность или в колодец.

Успешные буровые площадки могут добывать нефть около 30 лет, хотя некоторые добывают еще много десятилетий.

Вторичная добыча
Даже после закачки подавляющее большинство (до 90%) нефти может оставаться в подземном резервуаре.Для извлечения этой нефти необходимы другие методы — процесс, называемый вторичным извлечением. Откачка лишнего масла была методом, используемым в 1800-х и в начале 20-го века, но он улавливал только более тонкие масляные компоненты и оставлял после себя большие запасы тяжелой нефти.

Затопление обнаружено случайно. В 1870-х годах производители нефти в Пенсильвании заметили, что в заброшенных нефтяных скважинах накапливаются дождевая и грунтовые воды. Вес воды в скважинах вытеснял нефть из пластов в соседние скважины, увеличивая их добычу.Вскоре производители нефти начали намеренно затоплять скважины, чтобы добыть больше нефти.

На сегодняшний день наиболее распространенным вторичным методом извлечения является использование газа. Во время этого процесса скважина намеренно пробуривается глубже, чем нефтяной пласт. Более глубокая скважина попадает в резервуар природного газа, и газ под высоким давлением поднимается вверх, вытесняя нефть из резервуара.

Нефтяные платформы

Бурение на море намного дороже, чем бурение на суше. Обычно здесь используются те же методы бурения, что и на суше, но для этого требуется массивная конструкция, способная выдержать огромную силу океанских волн в штормовом море.

Морские буровые платформы — одни из крупнейших искусственных сооружений в мире. Часто они включают в себя жилые помещения для людей, которые работают на платформе, а также причалы и вертолетную площадку для перевозки рабочих.

Платформа может быть либо привязана к дну океана и плавать, либо может представлять собой жесткую конструкцию, которая крепится к дну океана, моря или озера с помощью бетонных или стальных опор.

Платформа Hibernia, расположенная в 315 км (196 миль) от восточного побережья Канады в северной части Атлантического океана, является одной из крупнейших нефтяных платформ в мире.На платформе работают более 70 человек в трехнедельную смену. Платформа имеет высоту 111 метров (364 фута) и закреплена на дне океана. Для дополнительной устойчивости было добавлено около 450 000 тонн твердого балласта. Платформа может хранить до 1,3 миллиона баррелей нефти. Всего Hibernia весит 1,2 миллиона тонн! Однако платформа по-прежнему уязвима для сокрушительного веса и прочности айсбергов. Его края зазубрены и острые, чтобы выдерживать удары морского льда или айсбергов.

Нефтяные платформы могут вызвать огромные экологические бедствия.Проблемы с буровым оборудованием могут вызвать взрыв нефти из скважины в океан. Ремонт колодца на глубине сотен метров ниже уровня океана — это чрезвычайно сложно, дорого и медленно. Миллионы баррелей нефти могут вылиться в океан до того, как скважина закроется.

Когда нефть разливается в океане, она плавает по воде и наносит ущерб популяции животных. Одно из самых разрушительных воздействий на птиц. Масло нарушает гидроизоляционные свойства перьев, и птицы не защищены от холодной океанской воды.Тысячи людей могут умереть от переохлаждения. Разливы нефти также угрожают рыбе и морским млекопитающим. Темные тени от разливов нефти могут выглядеть как еда. Нефть может повредить внутренние органы животных и быть еще более токсичными для животных, находящихся на более высоких уровнях пищевой цепочки. Этот процесс называется биоаккумуляцией.

В 2010 году взорвалась массивная нефтяная платформа в Мексиканском заливе, Deepwater Horizon . Это был самый крупный аварийный разлив нефти на море в истории. Одиннадцать рабочих платформы погибли, и более 4 миллионов баррелей нефти хлынули в Мексиканский залив.Ежедневно в океан текло более 40 000 баррелей. Под угрозой оказались восемь национальных парков, экономика сообществ вдоль побережья Мексиканского залива оказалась под угрозой из-за упадка туризма и рыболовства и гибели более 6000 животных.

Буровые установки к рифам
Морские нефтяные платформы также могут выступать в качестве искусственных рифов. Они обеспечивают поверхность (субстрат) для водорослей, кораллов, устриц и ракушек. Этот искусственный риф может привлекать рыбу и морских млекопитающих и создавать процветающую экосистему.

До 1980-х годов нефтяные платформы демонтировали и вывозили из океанов, а металл продавали как металлолом. В 1986 году Национальная ассоциация морского рыболовства разработала программу «От буровых установок до рифов». Теперь нефтяные платформы либо опрокидываются (в результате подводного взрыва), либо снимаются и отбуксируются на новое место, либо частично разбираются. Это позволяет морской жизни продолжать процветать на искусственном рифе, который десятилетиями служил местом обитания.

Воздействие программы «Rigs to-Reefs» на окружающую среду все еще изучается.Оставленные под водой нефтяные платформы могут представлять опасность для судов и водолазов. Сети рыболовных судов застряли в платформах, и есть опасения по поводу правил безопасности заброшенных построек.

Экологи утверждают, что нефтяные компании должны нести ответственность за выполнение первоначально согласованного обязательства по восстановлению морского дна до его первоначального состояния. Оставляя платформы в океане, нефтяные компании освобождаются от выполнения этого соглашения, и есть опасения, что это может создать прецедент для других компаний, которые захотят утилизировать свой металл или оборудование в океанах.

Нефть и окружающая среда: битум и северный лес

Нефть не всегда нужно добывать глубоким бурением. Если он не встретит под землей каменистые препятствия, он может просочиться на поверхность и пузыриться над землей. Битум — это черная, чрезвычайно липкая нефть, которая иногда поднимается на поверхность Земли.

В своем естественном состоянии битум обычно смешан с «нефтеносными песками» или «битуминозными песками», что делает его чрезвычайно трудным для добычи и является нетрадиционным источником нефти.Только около 20% мировых запасов битума находятся над землей и могут быть добыты на поверхности.

К сожалению, поскольку битум содержит большое количество серы и тяжелых металлов, его извлечение и рафинирование является дорогостоящим и вредным для окружающей среды. Производство битума в полезные продукты приводит к выбросам углерода на 12% больше, чем при переработке обычной нефти.

Битум — это консистенция холодной патоки, и в скважину необходимо закачать мощный горячий пар, чтобы расплавить битум для его извлечения.Затем используется большое количество воды для отделения битума от песка и глины. Этот процесс истощает близлежащие источники воды. Выпуск очищенной воды обратно в окружающую среду может еще больше загрязнить оставшуюся воду.

Переработка битума из битуминозных песков также сложная и дорогостоящая процедура. Для производства одного барреля нефти требуется две тонны нефтеносных песков.

Однако мы зависим от битума из-за его уникальных свойств: около 85% добываемого битума используется для производства асфальта для мощения и ремонта наших дорог.Небольшой процент используется для кровли и других изделий.

Запасы битума
Большая часть мировых битуминозных песков находится в восточной части Альберты, Канада, в нефтеносных песках Атабаски. Другие крупные запасы находятся в Северо-Каспийском бассейне Казахстана и Сибири, Россия.

Нефтяные пески Атабаски — четвертые по величине запасы нефти в мире. К сожалению, запасы битума находятся под частью бореального леса, также называемого тайгой. Это делает добычу как трудной, так и экологически опасной.

Тайга окружает северное полушарие чуть ниже замерзшей тундры, охватывая более 5 миллионов квадратных километров (2 миллиона квадратных миль), в основном в Канаде, России и Скандинавии. На его долю приходится почти треть всех лесных угодий на планете.

Тайгу иногда называют «легкими планеты», потому что она ежедневно фильтрует тонны воды и кислорода через листья и иголки своих деревьев. Каждую весну северный лес выбрасывает в атмосферу огромное количество кислорода и сохраняет наш воздух чистым.Это дом для мозаики растений и животных, все из которых зависят от зрелых деревьев, мхов и лишайников северного биома.

По оценкам, открытые рудники занимают лишь 0,2% бореальных лесов Канады. Около 80% нефтеносных песков Канады можно получить путем бурения, а 20% — с помощью открытых горных работ.

Переработка нефти

Переработка нефти — это процесс преобразования сырой нефти или битума в более полезные продукты, такие как топливо или асфальт.

Сырая нефть выходит из-под земли с примесями, от серы до песка.Эти компоненты необходимо разделить. Это достигается путем нагревания сырой нефти в дистилляционной башне, в которой установлены тарелки и разные температуры. Нефтяные углеводороды и металлы имеют разные температуры кипения, и когда масло нагревается, пары от различных элементов поднимаются на разные уровни башни, прежде чем снова конденсироваться в жидкость на многоярусных тарелках.

Пропан, керосин и другие компоненты конденсируются на разных ярусах башни и могут собираться индивидуально.Их транспортируют по трубопроводам, океанским судам и грузовикам в разные места для непосредственного использования или дальнейшей обработки.

Нефтяная промышленность

Нефть не всегда добывалась, очищалась и использовалась миллионами людей, как сегодня. Однако он всегда был важной частью многих культур.

Самые ранние известные нефтяные скважины были пробурены в Китае еще в 350 году нашей эры. Скважины были пробурены с использованием прочных бамбуковых долот глубиной почти 244 метра (800 футов).Нефть добывалась и транспортировалась по бамбуковым трубопроводам. Его сжигали как отопительное топливо и как промышленный компонент. Китайские инженеры сжигали нефть, чтобы испарить рассол и получить соль.

На западном побережье Северной Америки коренные жители использовали битум в качестве клея для водонепроницаемости каноэ и корзин, а также в качестве связующего вещества для создания церемониальных украшений и инструментов.

К 7 веку японские инженеры обнаружили, что нефть можно сжигать для получения света. Позже персидский алхимик в IX веке перегонял масло в керосин.В течение 1800-х годов нефть постепенно вытеснила китовый жир в керосиновых лампах, что привело к радикальному сокращению охоты на китов.

Современная нефтяная промышленность была создана в 1850-х годах. Первая скважина была пробурена в Польше в 1853 году, и технология распространилась на другие страны и была усовершенствована.

Промышленная революция открыла огромные новые возможности для использования нефти. Машины, приводимые в движение паровыми двигателями, быстро стали слишком медленными, мелкосерийными и дорогими. Спросом пользовалось топливо на нефтяной основе.Изобретение серийного автомобиля в начале 20 века еще больше увеличило спрос на нефть.

Добыча нефти быстро увеличивалась. В 1859 году в США было добыто 2000 баррелей нефти. К 1906 году это количество составляло 126 миллионов баррелей в год. Сегодня в США ежегодно добывается около 6,8 миллиарда баррелей нефти.

По данным ОПЕК, ежедневно во всем мире добывается более 70 миллионов баррелей. Это почти 49 000 баррелей в минуту.

Хотя это кажется невероятно большим количеством, использование нефти распространилось почти на все сферы жизни.Нефть во многих отношениях облегчает нашу жизнь. Во многих странах, включая США, нефтяная промышленность предоставляет миллионы рабочих мест, от геодезистов и рабочих платформ до геологов и инженеров.

Соединенные Штаты потребляют больше нефти, чем любая другая страна. В 2011 году США ежедневно потребляли более 19 миллионов баррелей нефти. Это больше, чем весь объем нефти, потребляемой в Латинской Америке (8,5 миллиона), Восточной Европе и Евразии (5,5 миллиона) вместе взятых.

Нефть входит в состав тысяч предметов повседневного обихода.Бензин, который нам нужен для транспортировки в школу, на работу или на каникулы, производится из сырой нефти. Из барреля нефти производится около 72 литров (19 галлонов) бензина, который люди во всем мире используют для питания автомобилей, лодок, самолетов и скутеров.

Дизельные генераторы используются во многих удаленных домах, школах и больницах. Во время чрезвычайных ситуаций, когда электросеть прерывается, дизельные генераторы спасают жизни, обеспечивая электричеством больницы, жилые комплексы, школы и другие здания, которые в противном случае были бы холодными и «в темноте».”

Нефть также используется в жидких продуктах, таких как лак для ногтей, медицинский спирт и аммиак. Нефть содержится в различных предметах для отдыха, таких как доски для серфинга, футбольные и баскетбольные мячи, велосипедные шины, сумки для гольфа, палатки, фотоаппараты и рыболовные приманки.

Нефть также содержится в более важных предметах, таких как протезы, водопроводные трубы и витаминные капсулы. В наших домах мы окружены продуктами, содержащими нефть, и зависим от них. Краска для дома, мешки для мусора, кровля, обувь, телефоны, бигуди и даже мелки содержат очищенную нефть.

Углеродный цикл

Добыча ископаемого топлива имеет серьезные недостатки, а добыча нефти является спорной отраслью.

Углерод, важный элемент на Земле, составляет около 85% углеводородов в нефти. Углерод постоянно колеблется между водой, сушей и атмосферой.

Углерод поглощается растениями и является частью каждого живого организма при движении по пищевой сети. Углерод естественным образом выделяется из-за вулканов, эрозии почвы и испарения.Когда углерод выбрасывается в атмосферу, он поглощает и сохраняет тепло, регулируя температуру Земли и делая нашу планету пригодной для жизни.

Не весь углерод на Земле участвует в углеродном цикле над землей. Его огромные количества улавливаются или хранятся под землей в виде ископаемого топлива и в почве. Этот секвестрированный углерод необходим, потому что он поддерживает баланс «углеродного бюджета» Земли.

Однако этот бюджет выходит из равновесия. После промышленной революции ископаемое топливо активно добывалось и сжигалось для получения энергии или топлива.Это высвобождает углерод, который был изолирован под землей, и нарушает углеродный бюджет. Это влияет на качество воздуха, воды и климата в целом.

Тайга, например, улавливает огромное количество углерода в деревьях и под лесной подстилкой. При бурении в поисках природных ресурсов высвобождается не только углерод, хранящийся в ископаемом топливе, но и углерод, хранящийся в самом лесу.

Горючий бензин, производимый из нефти, особенно вреден для окружающей среды.Каждые 3,8 литра (1 галлон) газа, не содержащего этанол, который сжигается в двигателе автомобиля, выделяет в окружающую среду около 9 кг (20 фунтов) диоксида углерода. (Бензин, наполненный 10% этанолом, выделяет около 8 кг (17 фунтов).) Дизельное топливо выделяет около 10 кг (22 фунта) углекислого газа, в то время как биодизель (дизельное топливо с 10% биотоплива) выделяет около 9 кг (20 фунтов).

Бензин и дизельное топливо также напрямую загрязняют атмосферу. Они выделяют токсичные соединения и твердые частицы, включая формальдегид и бензол.

Люди и нефть

Нефть — важнейший компонент современной цивилизации. В развивающихся странах доступ к недорогой энергии может расширить возможности граждан и повысить качество жизни. Нефть служит топливом для транспорта, входит в состав многих химикатов и лекарств и используется для изготовления таких важнейших предметов, как сердечные клапаны, контактные линзы и бинты. Запасы нефти привлекают внешние инвестиции и важны для улучшения экономики страны в целом.

Однако доступ развивающейся страны к нефти может также повлиять на властные отношения между правительством и его народом.В некоторых странах доступ к нефти может привести к тому, что правительство станет менее демократичным — ситуацию прозвали «нефтедиктатурой». Россию, Нигерию и Иран обвиняют в нефтеавторитарных режимах.

Peak Oil
Нефть — невозобновляемый ресурс, и мировых запасов нефти не всегда будет достаточно для удовлетворения мирового спроса на нефть. Пик нефти — это момент, когда нефтяная промышленность добывает максимально возможное количество нефти. После нефтяного пика добыча нефти будет только уменьшаться.После пика добычи произойдет спад добычи и рост затрат на оставшиеся поставки.

При измерении пика нефти используется отношение запасов к добыче (RPR). Этот коэффициент сравнивает количество доказанных запасов нефти с текущим уровнем добычи. Отношение запасов к добыче выражается в годах. RPR различается для каждой нефтяной вышки и каждого нефтедобывающего района. В нефтедобывающих регионах, которые также являются основными потребителями нефти, RPR ниже, чем в нефтедобывающих регионах с низким уровнем потребления.

Согласно одному отраслевому отчету, в США RPR составляет около девяти лет. У богатой нефтью развивающейся страны Ирана с гораздо более низким уровнем потребления показатель RPR составляет более 80 лет.

Невозможно узнать точный год пика добычи нефти. Некоторые геологи утверждают, что это уже прошло, в то время как другие утверждают, что технология добычи задержит пик добычи нефти на десятилетия. По оценкам многих геологов, пик добычи нефти может быть достигнут в течение 20 лет.

Альтернативы нефти

Отдельные лица, отрасли и организации все больше озабочены пиковыми ценами на нефть и экологическими последствиями добычи нефти.В некоторых областях разрабатываются альтернативы нефти, и правительства и организации поощряют граждан изменить свои привычки, чтобы мы не полагались так сильно на нефть.

Биоасфальты, например, представляют собой асфальты, полученные из возобновляемых источников, таких как патока, сахар, кукуруза, картофельный крахмал или даже побочные продукты нефтяных процессов. Хотя они представляют собой нетоксичную альтернативу битуму, биоасфальты требуют огромных урожаев, что создает нагрузку на сельскохозяйственную промышленность.

Водоросли — также потенциально огромный источник энергии.Масло водорослей (так называемое «зеленое сырье») можно превратить в биотопливо. Водоросли растут очень быстро и занимают лишь часть пространства, используемого другим сырьем для биотоплива. Около 38 849 квадратных километров (15 000 квадратных миль) водорослей — меньше половины площади американского штата Мэн — обеспечат достаточно биотоплива, чтобы полностью восполнить потребности США в нефти. Водоросли поглощают загрязнения, выделяют кислород и не требуют пресной воды.

Швеция сделала своей приоритетной задачей радикальное сокращение своей зависимости от нефти и других видов ископаемого топлива к 2020 году.Эксперты в области сельского хозяйства, науки, промышленности, лесного хозяйства и энергетики объединились для разработки источников устойчивой энергии, включая геотермальные тепловые насосы, ветряные фермы, энергию волн и солнечную энергию, а также домашнее биотопливо для гибридных транспортных средств. Изменения в привычках общества, такие как увеличение количества общественного транспорта и видеоконференцсвязи для предприятий, также являются частью плана по сокращению использования нефти.

Пояснительные примечания к основным статистическим данным

Пояснительная Примечания к основным статистическим показателям

Производственная мощность водоснабжения относится к проектной общей производственной мощности водохозяйственных сооружений, охватывает четыре сегмента сбора, очистки, транспортировки воды и отток по магистральным трубопроводам.Увеличенная мощность за счет трансформации и включены также инновационные проекты. Емкость определяется в основном на самый слабый из четырех вышеупомянутых сегментов.

Длина трубопроводов водоснабжения относится к общей длине всех трубопроводов между водяными насосами и счетчики воды потребителя, за исключением вновь установленных, но еще не использованных трубопроводов, трубопровод на заводе по производству воды и трубопровод в зданиях пользователей.

Общий объем городского водоснабжения относится к общему объем воды, отпущенной гидроузлами (агрегатами) за отчетный период, включая как эффективную подачу воды, так и потери во время подачи воды.

Расход воды на производство и эксплуатация Использование относится к расходу воды в процессе производства и эксплуатации производственно-эксплуатационные подразделения сельского, лесного, животноводческого, рыболовство, промышленность, строительство, транспорт и т. д. в городские районы.

Потребление воды для населения Использование службы относится к расход воды на коммунальные услуги в городах.Включает воду потребление административных учреждений, армейских лагерей, общественных объектов, оптовая и розничная торговля, гостиничный бизнес и общественное питание, социальные услуги промышленность и др.

Расход воды в домохозяйствах Использование относится к потребление воды для повседневной жизни всех домохозяйств в городах, в том числе домохозяйства городских жителей и фермеров, коммунальные станции водоснабжения.

Уровень охвата городского населения с доступом к водопроводной воде относится к соотношению городского населения, имеющего доступ к водопроводной воде, к общая численность городского населения на конец отчетного периода.Формула:

Производственные мощности по газоочистному газу относится к общей производственной мощности городского газового завода по газу. генерация, очистка и доставка в конце отчетного периода, без учета мощности зарезервированных объектов. В целом это определяется проектная мощность, и когда фактическая производственная мощность больше, чем проектная мощность, мощность определяется фактическим измерением на самый слабый сегмент в производстве, очистке и доставке.

Длина газопроводов относится к общей длине используемые трубопроводы между выходом компрессора газопровода или выходом заправочные станции и ведущий трубопровод пользователей, за исключением трубопроводов в составе газовых заводов, станции доставки, станции хранения СУГ, заправочные станции, газосмесительные станции и станции снабжения.

Объем поставки газа см. к общему объему газа, предоставленного потребителям газодобывающими предприятиями (шт.) за отчетный период, включая проданный объем и объем потерянный.

Уровень охвата городского населения с доступом к газу см. к соотношению городского населения, имеющего доступ к газу, к общему городскому население на конец отчетного периода. К газу здесь относится искусственный уголь. газ, природный газ и сжиженный углеводородный газ. Формула:

Тепловая мощность в городских районах относится к проектной мощности тепловых предприятий (агрегатов) в снабжении тепловая энергия для городских потребителей за отчетный период.

Количество тепла, подаваемого в город Области относятся к общее количество тепла от пара и горячей воды, поставляемого городским потребителям за счет тепловые предприятия (единицы) за отчетный период.

Длина трубопроводов городского отопления относится к общему протяженность трубопроводов пара или горячей воды от источников тепла до ведущих трубопроводы зданий потребителей, за исключением внутренних трубопроводов в тепле генерирующие предприятия.

Протяженность дорог с твердым покрытием относится к протяженности дорог с твердым покрытием, включая мосты и туннели. связан с дорогами. Длина дорог измеряется центральными линиями.

Городские мосты относятся к мостам, построенным для преодоления естественных или искусственных препятствий, в том числе мосты через реки, путепроводы для движения и пешеходов, подземные переходы для пешеходы и пр.

Длина городских канализационных труб относится к общему длина общего водоотвода, стволов, отводных и ревизионных колодцев, подключения колодцы, входы и выходы и т. д.

Ежедневная утилизация городских Канализация относится к расчетная 24-часовая мощность отвода сточных вод очистными сооружениями или удобства.

Количество автомобилей в эксплуатации на конец года относится к общее количество транспортных средств, эксплуатируемых предприятиями общественного транспорта (ед.) на конец года на основании учета эксплуатационных транспортных средств по предприятия (единицы).

Относится к участку Urban Green Land . к общей площади, занимаемой под зеленые проекты в конце ссылки период, включая парковые зеленые земли, производственные зеленые земли, защитные зеленые земли, зеленые земли, прикрепленные к учреждениям, и другие зеленые зоны.

Относится Park Green Area в зеленые зоны, открытые для публики для развлечений и отдыха с удобствами развлечения, отдых и услуги. В его функцию входит улучшение экологии, украшение ландшафта, предотвращение и сокращение стихийных бедствий.Парковые зеленые зоны включают комплексный парк, общественный парк, тематический парк, линейный парк и придорожный зеленое пространство. Общая площадь комплексного парка, тематического парка и ленточного парка площадь парка.

Очищено дорожное покрытие относится к области, которая регулярно убирается, как в конце ссылки период, на городских дорогах и в общественных местах (в основном в том числе на городских дорогах, пешеходные переходы, автомобильные тоннели, подземные пешеходные переходы, метро вокзалы, эстакады, пешеходы переходят мосты, путепроводы, площади, автостоянки и другие объекты).Если в одном день в месте, площадь уборки в это время с наибольшей площадью убранные будут взяты.

Выделенные автомобили и оборудование в городскую чистоту и экологическую санитарию относится к транспортным средствам и объектам, предназначенным для использования в эксплуатации, управлении и мониторинг работы по гигиене окружающей среды. В их число входят автомобили для дорог уборка, стирка, душ, удаление льда, вывоз мусора и бытовых отходов, мониторинг чистоты и сопутствующие мероприятия.

Общественный транспорт на 10000 Население чел. относится к количеству транспортных средств общественного транспорта, рассчитанному по городским населения, на 10 000 жителей городского округа. Формула для Расчет:

| Значение, типы и использование

ископаемое топливо , любой из класса углеводородсодержащих материалов биологического происхождения, встречающихся в земной коре, которые могут использоваться в качестве источника энергии.

Ископаемые виды топлива включают уголь, нефть, природный газ, горючие сланцы, битумы, битуминозные пески и тяжелые нефти. Все они содержат углерод и образовались в результате геологических процессов, воздействующих на остатки органического вещества, образовавшегося в результате фотосинтеза, процесса, который начался в архейском эоне (от 4,0 до 2,5 млрд лет назад). Большая часть углеродистого материала, образовавшегося до девонского периода (419,2–358,9 миллиона лет назад), была получена из водорослей и бактерий, тогда как большая часть углеродистого материала, образовавшегося во время и после этого периода, была получена из растений.

Британская викторина

Энергия и ископаемое топливо

От ископаемого топлива и солнечной энергии до электрических чудес Томаса Эдисона и Никола Тесла — мир работает на энергии. Используйте свои природные ресурсы и проверьте свои знания об энергии в этой викторине.

Все ископаемые виды топлива можно сжигать на воздухе или с кислородом, полученным из воздуха, для получения тепла.Это тепло можно использовать напрямую, как в случае домашних печей, или использовать для производства пара для привода генераторов, которые могут поставлять электричество. В других случаях — например, в газовых турбинах, используемых в реактивных самолетах, — тепло, выделяемое при сжигании ископаемого топлива, служит для увеличения как давления, так и температуры продуктов сгорания для обеспечения движущей силы.