更多嘉宾博客
天然气是一种用途广泛的化石燃料约占美国能源消耗的三分之一．虽然天然气产生的温室气体和其他污染物比煤炭或石油少，但它是气候变化的主要贡献者紧迫的全球问题．减少天然气系统的排放尤其具有挑战性，因为天然气是使用的在电力、供暖和工业应用方面大致相同．
有一种新兴的观点认为，可能会有一种直接替代化石天然气的可再生天然气(RNG)——一种被设计成与化石天然气几乎没有区别的可再生燃料。RNG可以由生物质或捕获的二氧化碳和电力制成。
然而，基于对这些系统的了解，我认为气候效益可能没有倡导者声称的那么大。这很重要，因为RNG还没有被广泛使用，而关于是否投资它的决定现在正在做出，比如在一些地方加州，俄勒冈州，华盛顿，密歇根，乔治亚州而且纽约．
作为一个研究可持续性，我研究现在做出的决定如何影响未来的环境和社会。我对能源系统对气候变化的影响特别感兴趣。
现在，能源是造成全球大部分污染的原因导致气候变化．由于能源基础设施，如发电厂和管道，持续时间长在美国，重要的是要考虑到社会的气候变化排放承诺对这些系统进行新的投资。目前，可再生天然气更像是一个提议，而不是现实，这使得现在是一个很好的时机来问:投资RNG对气候变化意味着什么?
这段来自南加州天然气公司的营销视频宣传可再生天然气是一种气候友好型能源选择。
什么是RNG，为什么它很重要
大多数使用能源的设备只能使用一种燃料，但这些燃料可能来自不同的资源。例如，你不能用汽油给你的电脑充电，但它可以用煤、天然气或太阳能产生的电力运行。
天然气几乎是纯甲烷，目前采购从原始的，化石的天然气生产深埋地下．但甲烷也可以来自可再生资源。
两种主要的甲烷来源可以用来制造RNG。首先是生物甲烷它是由细菌消化粪便、垃圾填埋场和废水中的有机物质产生的。污水处理厂、垃圾填埋场和奶牛场已经捕获并使用生物甲烷作为能源几十年，以一种通常称为沼气．
一些生物甲烷是有机物质在没有氧气的情况下分解时自然产生的。燃烧它获取能量对气候有益，如果这样做可以防止甲烷逃逸到大气中。
理论上，这种对气候友好的甲烷有足够的可用来替代大约1%的能量目前的天然气系统所能提供的。最大的份额是在垃圾填埋场。
RNG的另一种来源目前还不存在，但理论上可能比生物甲烷的资源要大得多。通常被称为power-to-gas在美国，这种甲烷将由二氧化碳和氢气用电有意识地制造出来。如果所有的输入都是气候中性的——例如，用于制造RNG的电力来自没有温室气体排放的资源——那么燃烧的RNG也将是气候中性的。
到目前为止，这两种类型的RNG都没有广泛使用。目前的讨论主要集中在是否以及如何提供这种服务。例如,加州的SoCalGas公司，明尼苏达州的CenterPoint能源公司和佛蒙特州的佛蒙特天然气系统公司要么向消费者提供，要么已经提议向消费者提供RNG，就像许多公用事业公司允许客户选择使用可再生电力一样。
可再生能源并不总是可持续的
如果RNG可以成为化石天然气的可再生替代品，为什么不采取行动呢?消费者已经证明了这一点愿意购买可再生电力，所以我们可能会对RNG抱有类似的热情。
关键问题是甲烷不仅仅是一种燃料，它还是一种强有力的温室气体这导致了气候变化。任何有意制造的甲烷，无论是来自生物源还是其他来源，一旦进入大气层，都会导致气候变化。
和释放将会发生，从新建的生产系统现有的、有漏洞的运输和用户基础设施．例如，在炉子上的指示灯点亮环之前，你闻到煤气的那一刻?这就是甲烷泄漏，它会导致气候变化。
需要明确的是，RNG几乎肯定比化石天然气对气候更好，因为燃烧RNG的副产品不会导致气候变化。但是仅仅比现有的系统做得更好已经不足以应对紧迫感气候变化。世界上的主要的国际气候变化机构建议我们需要在2030年之前实现脱碳，以缓解气候变化的最严重影响。
气候效益不足
我最近的研究这表明，对于一个足以取代大量化石天然气的系统来说，RNG可能对气候没有那么好是公开宣称的．虽然RNG对气候的影响比化石天然气低，但可能的高需求和甲烷泄漏意味着它可能会导致气候变化。相比之下，风能和太阳能等可再生能源则不然直接排放气候污染．
更重要的是，创建一个大型RNG系统需要建立主要是新的生产基础设施，因为RNG来自不同的来源，而不是化石天然气。这种投资既是长期承诺，也是机会成本。他们将投入资金、政治意愿和基础设施投资于RNG，而不是可以实现零温室气体排放目标的替代方案。
当气候第一次发生变化时打断了政治谈话在20世纪80年代末，投资于温室气体排放低但非零的长寿系统仍然与激进的气候目标相容。现在，零温室气体排放是目标，我的研究表明，大规模部署RNG可能无法实现这一目标。
艾米丽Grubert土木与环境工程助理教授佐治亚理工学院．本文转载自谈话在创作共用许可下
每周时事通讯
在您的收件箱中获得建筑科学和能源效率建议，以及特别优惠。
19日的评论
你说零温室气体排放是目标，如果天然气是自然产生的，这怎么可能?天然气是不可再生的吗?它最初是从哪里来的....化石?如果你相信，你最好多做些研究。如果有人能制造出你所说的RNG，你不认为地球有能力制造自己的气体吗?石油是一种自然产生的可再生物质，还是也需要化石来制造?石油是什么?它的用途是什么?天然气来自哪里?它的用途是什么?我们开采这些物质只是为了我们自己的需要，但是地球本身需要这些物质的更自然的用途吗?就像水一样，我们使用它，但地球也是如此，它循环利用它，一次又一次地使用。 Same with pretty much every other element or compound.......and without greenhouse gases we wouldn't have this wonderful greenhouse we live in.
“删除”
他们不应该被动摇，相反，他们应该自己调查和学习....
我刚刚读了什么?肯·M会为你的钓鱼努力感到骄傲的。
这是我在野外见过的最合适的使用方法。
如果它没有目的....它不会在这里……
我真的对你在这里的努力印象深刻。好了,做完了。
钙,巨魔……什么意思?请解释一下。如果你不能理解我的基本陈述，我很抱歉....你来这里的目的是什么?
这篇文章和绿色建筑有什么关系?
我从2008年到2013年在沼气行业工作，我一直认为这是一个废物处理和甲烷控制过程，主要是将能源产生作为一个副产品，(不幸的是，由于世界的运作方式)在财务上对成功至关重要。我参与了一个设施的建设，以及十几个没有进展的设施的开发——经济非常紧张。我转向了住宅建筑，因为建造东西比不建造东西更有趣。
沼气的捕获和使用通常作为减少病原体、废物管理、减少气味、减少BOD/COD和减少温室气体的交叉方法的一部分进行激励。沼气厂的建立有助于为这些好处提供资金机制。如果垃圾填埋场、污水处理设施和农场每燃烧一吨甲烷，他们就会这样做。沼气项目的“可再生天然气”部分并不是重要的部分!甲烷的破坏才是最重要的!
如果作者不想要沼气，因为它威胁到向“氢经济”或其他东西的过渡，那也没关系!然而，减少甲烷排放是一个重要的世界目标，你需要提出一个不同的方式来激励它。目前，这是通过允许沼气设施利用可再生能源项目来实现的，如果你反对这样做，结果将是更多的甲烷排放，而不是更清洁的能源。仅仅说“也许沼气不是绿色能源”忽略了为什么它被这样分类的更广泛的观点——激励人们去破坏甲烷，减少COD/BOD，减少病原体，减少气味。
“虽然RNG对气候的影响比化石天然气低，但可能的高需求和甲烷泄漏意味着它可能会导致气候变化。相比之下，风能和太阳能等可再生能源不会直接排放气候污染。”
关于为什么它没有效果的主要陈述似乎有点弱，但我从中得到的是，这是泄漏?否则，这将只是一个比较RNG和全电动场景之间的投资回报率(环境和经济)的问题。我们真的能说在这一点上哪个的投资回报率更高吗?所以这是泄漏…?
研究人员研究了几个场景:首先，“如果我们捕获并燃烧通常会释放到大气中的甲烷会怎样”(显然是一个净积极的结果);第二——“如果所有的甲烷都已经在基线上被捕获，那么捕获的甲烷不计入温室气体减排，但随后一些捕获的甲烷泄漏到大气中”(显然是净负的，因为你从0%甲烷释放到超过0%)。第二种情况是整篇论文的轴心点，结果是“沼气不好”，但它是基于一个超级不现实的起点(100%捕获)。
我不确定你说的“如果所有的甲烷都已经在基线上被捕获了怎么办”是什么意思。但这听起来像是你在描述电转气的情况3(不是捕获的气体，而是合成的)，所以，是的，任何释放都是净负的。
我觉得有趣的是泄漏是主要的，几乎是唯一的推力。我本以为电转气的投资回报率问题可能比泄漏问题要大得多。“电转气”本质上是一种储存形式，而不是生产形式，它将涉及碳捕获和氢气生产。也许泄漏真的是对它更大的打击，我不知道。
但这篇论文并没有真正回答这个问题，因为它明确指出，它的范围纯粹是关于泄漏，并“假设”其他问题与理论无关:
“此外，为了强调甲烷泄漏带来的特殊挑战，这
分析假设RNG除了与甲烷泄漏或破坏相关的净影响外，没有其他温室气体强度——也就是说，假设RNG生产的电力、氢气和支持基础设施等投入是气候中性的。这一假设与零ogg电或氢是RNG的潜在替代品的概念是一致的。请注意，由于转换过程从来都不是100%高效的，任何与电力或氢气输入相关的RNG的温室气体强度都会超过可用的电力或氢气。”
对不起，我指的是“路径2”，我没有那么清楚。在路径2中，模型忽略了进入耀斑之前释放的所有甲烷(由于上游泄漏或在生成点直接释放未捕获的甲烷)。该模型得出的结论是，由于任何进一步处理/运输已经捕获和“可燃烧”的甲烷都会导致额外的泄漏，因此它是一个净负的，应该直接燃烧。
为了支持沼气对气候的净负面影响这一结论，该模型忽略了绝大多数未被控制的甲烷(要么说它不可捕获，要么说它可以捕获，辩称它已经应该被捕获，因此不计入甲烷减排)。该模式还忽略了一个事实，即沼气通过为废物处理提供货币化途径，主要用于支持其他环境目标。没有人建立垃圾填埋气体收集系统和沼气厂来赚钱，他们建立它是为了满足与垃圾填埋排放有关的监管要求，并安装沼气厂来帮助支付成本。
是啊，我觉得你最后引用的那句话有点奇怪。如果你试着将任何不是100%高效的“转换过程”与一个100%高效的过程(理论上的“零温室气体电/氢”)进行比较，显然100%高效的过程会更高效。这是一种重复。
谢谢山姆。现在说得通了。享受你的专业视角。
人们从未考虑过的一种泄漏是每个建筑物的管道通风口....
如果你用二氧化碳制造甲烷，然后燃烧它，你不是在释放二氧化碳吗?据推测，碳捕获需要将二氧化碳隔离，而不是燃烧。还是我遗漏了什么?
斯蒂芬,
其目的不是长期封存碳，而是利用生物碳储存能量(因此不会释放额外的古碳)。在这方面，它真的只是一种生物燃料，我认为一些场景(合成甲烷)实际上包括生物质气化。
对我来说，涉及使用大气碳的“电转气”感觉有点不同，因为它不会与管理植物/森林生长的复杂性(和更长的时间尺度)纠缠在一起。看起来它可能是风能/太阳能发电的存储介质。
这种发电制气的情况不应与目前更普遍的甲烷捕获相混淆，否则释放的是甲烷，而不是二氧化碳。
艾米丽需要证明这一点:“天然气是气候变化的主要贡献者”，然后我们可以从那里开始。
登录或创建一个帐户发表评论。
报名 登录