Реакторите за метан от оборски тор работят, но понякога течовете заличават ползите им

Улавянето на метан от кравешки тор изглежда като несъмнена климатична победа: покриване на тора, улавяне на газа и превръщането му в гориво, вместо да се оставя да излита в атмосферата.

Ново проучване показва, че общо взето точно това се случва, но не винаги.

Новото изследване подчертава един неприятен проблем. Биоразграждащите реактори могат да се повредят – и когато това се случи, изпусканията на метан могат да бъдат толкова огромни, че заплашват да неутрализират ползите за климата, които тези системи би трябвало да осигурят.

Водещият автор на изследването Алиса Валдес (Alyssa Valdez) е климатолог в Калифорнийския университет, Ривърсайд.

"Мисля, че емисиите на оборски тор от мандрите са подценени. Тези биореактори изглежда са решение, което улавя много метан, но исках да се уверя, че работят правилно", обяснява Валдес.

Проучването използва осем години сателитни и въздушни наблюдения на 98 мандри в Калифорния, проследявайки емисиите на метан преди, по време и след инсталирането на биореактора.

Биореакторите като решение за улавяне на метана

Метанът не се задържа в атмосферата толкова дълго, колкото въглеродният диоксид, но е много по-мощен парников газ - около 80 пъти по-мощен от CO2 при задържането на топлина в краткосрочен план.

Това означава, че дори относително краткотрайните течове могат да нанесат реални щети на климата – особено когато са големи, концентрирани струи.

Биоразграждащите реактори са популярни като решение за отстраняване на метан, тъй като резервоарите за оборски тор могат да бъдат основни емитенти. Предполага се, че една запечатана система би трябвало да спре изтичането на метан и или да го изгаря във факел, или да го превърне в използваемо гориво.

Проучване на множество ферми

Тази работа се основава на по-ранни изследвания, които са разглеждали внимателно един единствен обект.

Предишно проучване, ръководено от климатолога от UCR Франческа Хопкинс (), установява, че добре управляваният биореактор може да намали емисиите на метан с до 80% в една млечна ферма, използвайки наземни измервания.

Екипът на Валдес си е поставил за цел да види какво се случва в голям мащаб, в много ферми, включително и сложните части, които не винаги се виждат при внимателно контролиран мониторинг.

В изследваните от тях млечни предприятия силните изпарения на метан намаляват след въвеждането на запечатани, безкислородни резервоари, което подкрепя идеята, че тези системи като цяло правят това, което се очаква от тях.

"В по-голямата си част, биореакторите работят добре", разказва Валдес. "Но малкото течове, които се случват, имат огромно въздействие."

Редки аварии, но огромни изпускания

Поразителното откритие е как екстремните течове от биореакторите могат да се сравнят с "нормалните" емисии от басейни за оборски тор.

В някои случаи изследователите наблюдават отделяне на метан с около 1000 килограма на час. Типичните емисии от открити басейни за тор, за разлика от тях, са били в диапазона от 20 до 100 килограма на час.

Тази празнина обяснява основното предупреждение на изследването: биореакторите концентрират метан на едно място, което улеснява улавянето му, но също така прави възможно изпусканията да станат обилни, когато нещо се счупи, изпусне пара или се управлява неправилно.

Течовете не са единствени

Проучването разкрива и нещо, за което не се говори толкова много: пикове на метан по време на изграждането и монтажа на биореактора.

Тази фаза обикновено е сляпо петно ​​при мониторинга, но може да доведе до резки краткосрочни увеличения.

Така че, дори ако един биореактор работи безпроблемно след като е пуснат в експлоатация, преходният период все още може да създаде рязко увеличение на емисиите, което трябва да се отчете, ако се оценява истинското въздействие върху климата.

Схема на реактора за биогаз. Кредит: Wikimedia Commons

Мощен начин за мониторинг на силни струи

За да проследява емисиите от много ферми в продължение на много години, екипът разчита основно на сателитни данни. Това им позволява да наблюдават закономерности в мащаб, който е практически невъзможен само с наблюдение на място.

След това измерванията от самолети помагат за определянето на концентрирани метанови струи над специфични места на инфраструктурата – полезно за идентифициране на вероятни точки на изтичане.

"Един фермер може да не знае, че биореакторът му тече", коментира Валдес. "Това ни дава начин да открием проблемите рано и да предотвратим превръщането им в дългосрочни."

Има обаче едно ограничение: тези методи са най-добри за откриване на силни, концентрирани струи, а не на дифузни емисии на ниско ниво, идващи от полета, басейни или множество малки източници.

Ето защо изследователите твърдят, че сателитното и въздушното наблюдение работят най-добре, когато се комбинират с наземни измервания.

Реалният свят е сложен

Друг момент, повдигнат от проучването, е че не всички изпускания на метан са случайни. Операторите могат да изпускат газ по време на поддръжка или когато газът не може да бъде изгорено поради разпоредби за качеството на въздуха.

Тези изпускания, свързани с процеса, добавят още един слой сложност при оценката на това колко "чист" е всъщност един биореактор, дори когато системата функционира по правилата.

Калифорнийският тласък на употребата на биореакторите

Калифорния инвестира сериозно в биореактори като част от стратегията си за намаляване на емисиите, причиняващи затопляне на климата, а проучването идва в момент, когато стотици системи вече работят или са в процес на разработка.

Изводът не е, че биореакторите са безполезни – проучването показва, че повечето от тях вършат добра работа през повечето време. По-скоро мониторингът и надзорът трябва да съответстват на залозите.

Ако редките течове са достатъчно мощни, за да заличат ползите, тогава бързото им улавяне се превръща в част от самото климатично решение.

Валдес също така приема лично проблема. Тя е живяла години в Централната долина на Калифорния и семейството ѝ все още живее там – регион, който е от основно значение за хранителната система на страната, но също така е повлиян от опасенията за качеството на въздуха.

"Този ​​регион е гръбнакът на нашето снабдяване с храна, но хората там също така изпитват много страхове относно качеството на въздуха", коментира. "И имат основателни причини за това."

"Трябва да започнем да се грижим за замърсяването. И трябва да продължим да проверяваме дали тези решения действително работят. Ако ги наблюдаваме внимателно, можем да се уверим, че изпълняват обещанието си", заключава авторката.

Справка: Anaerobic Digester Installation Significantly Reduces Liquid Manure Management CH4 Emissions at a California Dairy Farm
Michael V. Rodriguez, Nidia Rojas Robles, Valerie Carranza, Ranga Thiruvenkatachari, Mariana Reyes, Chelsea V. Preble, Joyce Pexton, Deanne Meyer, Ray G. Anderson, Akula Venkatram, Francesca M. Hopkins;  Environmental Research Letters. First published: 04 June 2025 https://doi.org/10.1111/gcbb.70047

Източник: Methane digesters work on dairy farms - but leaks can erase their climate gains, Chrissy Sexton, Earth.com

Още по темата

25/04/2023

Земята

Метанът не само затопля Земята, но има и охлаждащ ефект

29/09/2022

Земята

Експерти оценяват мащаба на изтичането на метан от газопровода Северен поток

23/06/2022

Земята

Нови изследвания регистрират невидими емисии на метан от добив и пренос на изкопаеми горива

06/02/2022

Земята

Сателитни снимки показват, че най-големите течове на метан идват от Русия и САЩ