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研究探索天然气区甲烷泄漏

研究人员发现,甲烷总排放量的四分之三发生在关闭燃烧器时

在全国范围内,厨房的甲烷排放加州的研究人员称,使用天然气所排放的二氧化碳相当于每年50万辆汽车的排放量。图片由Gregoniemeyer提供CC通过数控/ Flickr。

加州的一项有限的研究又提供了一个抛弃煤气灶、改用电灶的理由。

研究人员估计,美国厨房中超过4000万个燃气灶即使关闭也会释放大量甲烷。甲烷是天然气的主要成分,以20年的时间尺度衡量,甲烷对全球变暖的影响是二氧化碳的86倍。

这项研究中,发表在《环境科学与技术》杂志上上个月底,他们测量了53个家庭厨房炉灶释放的甲烷。斯坦福大学的研究人员测量了炉子关闭时(他们称之为“稳态关闭”)、炉子打开时以及炉子被点燃或关闭的过渡时期的泄漏情况。在所有炉灶使用的天然气中,有0.8%到1.3%以未燃烧的甲烷的形式排放,加起来,美国每年的甲烷排放总量为280亿吨。

报告称:“我们测量的甲烷排放量中,超过四分之三是在稳态关闭期间产生的。”“以甲烷为20年的时间框架,美国家庭所有燃气灶每年排放的甲烷对气候的影响相当于50万辆汽车每年排放的二氧化碳。”

除了甲烷释放外,炉顶燃烧器或烤箱打开时,炉具还会产生氮氧化物,这可能引发呼吸道疾病。报告说,事实上,不使用抽油烟机或通风不良的家庭,只要使用几分钟的炉灶,二氧化氮就会超过国家标准,尤其是在小厨房里。

该报告发布之际,美国和加拿大的一些社区已经开始关注使用天然气和其他化石燃料的烹饪和取暖设备,因为监管机构正在寻找减缓全球变暖的方法。超过加州的20个城市包括旧金山和伯克利在内的许多城市已经通过了禁止在新建筑中使用天然气的法律。今年早些时候,纽约市也加入了禁令的行列,禁止在新建筑中连接天然气,马萨诸塞州和华盛顿州也加入了禁令。在加拿大在温哥华,零排放空间和水供暖的要求于1月1日生效,魁北克省在今年年初禁止在新建筑中使用燃油供暖设备。

然而,至少有20个州,包括亚利桑那州、佐治亚州、佛罗里达州和德克萨斯州,已经通过了法律禁止燃气禁令.燃气行业也在与这些限制作斗争,煤气灶仍然受到许多烹饪专业人士的欢迎。

来自斯坦福大学地球系统科学系的研究人员表示,美国300万英里管道的天然气泄漏已经得到了广泛研究。但是,在了解房屋内部气体排放方面所做的工作要少得多,他们称之为“后表排放”。

煤气灶的排放是一个特别成熟的研究领域。超过三分之一的美国家庭使用天然气做饭。在加州,60%的家庭用煤气做饭。

报告称:“在所有燃气电器中,炉子的独特之处在于,燃烧的副产品直接排放到家庭空气中,而不需要将废气排到室外。”“事实上,一些厨房有‘无管道’的通风罩,通过活性炭过滤器再循环烟雾,这在清洁空气方面通常效果较差。”向外通风的抽油烟机效果更好,但只有25%到40%的时间使用。

研究人员测量了私人住宅、出售或出租房屋以及爱彼迎出租房屋的排放量,并研究了燃气灶台、烤箱和肉鸡。炉灶的使用年限从3年到30年不等。结果表明,“大多数炉灶和附近的相关管道不断泄漏一些甲烷。”

燃烧过程中,单个燃烧器的甲烷排放量比整个炉子关闭时高出四倍多,但一天中燃烧器闲置的时间要长得多。

其他的发现:

  • 单个燃烧器的一个开关脉冲的排放量相当于稳定燃烧10分钟的气体排放量。
  • 用电子火花装置点燃的燃烧器比有领航灯的灶台排放的甲烷要少。
  • 炉灶的使用年限和价格对甲烷排放没有影响。

作者说,他们量化了炉灶的稳态关闭排放,因为它们没有被包括在之前大多数关于灶台排放的研究中,而且之前的研究发现,稳态关闭排放是水箱式热水器甲烷排放总量的“重要组成部分,有时是主要组成部分”。


斯科特·吉布森是GBA网站的特约撰稿人良好的住宅建筑杂志。

14日的评论

  1. JC72||# 1

    想在家里找到另一个甲烷泄漏源吗?试试煤气炉上的调节器。

    1. tommay||# 3

      ...或者你的下水道。

  2. PBP1||#2

    这项研究的目的确实是强调泄漏这一重要而可解决的问题。

    在补充材料的表1(列出单位和品牌)中,“NO OVEN”表示烤箱是电动的。53个单元中,似乎有4个单元的价格在3000美元以上,从排放量与年龄的关系来看,异常值很明显,这可能是有问题的单元(最糟糕的两个单元在1000美元以下)。在图2A(稳态关闭)中,曲线水平(对数标度)约为0.05 g/hr (50 mg/hr)(约。每年438克,即每年约0.44公斤)。

    根据加州大学戴维斯分校的研究,一头牛每年通过打嗝排放100公斤甲烷(220磅)。因此,在图2A中,227个家庭的炉子中甲烷的稳态= 1头牛。美国大约有1亿头牛= 22700万个家庭。实际上,美国只有1.2亿家庭。

    甲烷排放是一个问题,很高兴我家里没有奶牛;注意到人类每年仅呼吸就会产生约50克甲烷(马克斯-普朗克)。因此,一个四口之家每年呼出的甲烷约为200克(约为一个“好”炉子稳定状态的一半)。

    人类(通过呼吸):50克/年(美国约3亿)
    炉子(稳态关闭):438克/年(美国约1.2亿)
    牛(打嗝):100公斤/年(美国约1亿头)

    炉子/家庭修复:更好的阀门,更有效的燃烧,和足够的通风。

    1. tommay||# 4

      ..added stove/home fixes...clean the knobs occasionally by removing them and cleaning around the stems to ensure the are closing completely.

      1. PBP1||# 6

        说得好;-)

    2. 专家成员
      马尔科姆·泰勒||# 5

      PBP1,

      “炉子/家庭修复:更好的阀门,更有效的燃烧,和充分的通风。”

      或者按照这些司法管辖区的规定,逐步淘汰家用燃烧电器。我同意正确看待这些排放是很重要的,但每个经济部门只能处理它能控制的事情,我认为建筑商应该承担一些责任,即使他们对农业实践没有任何发言权。

      1. PBP1||# 7

        同意每个行业都应该注意,特别是科学/事实- GBA及其专家正在这方面提供帮助。

        我仍然对那些无知的、出于政治动机的人(许多人是纳税人的钱)说SARS-CoV2不是通过空气传播的感到震惊,而我却向气溶胶科学家们鞠躬。而且,即使是那些气溶胶科学家中的一些人现在也在更密切地关注家庭环境和空气/污染物流动中的所有能源/化学/物质来源/汇。我们正在取得进展;-)

        综上所述,我认为安全仍然是一个问题,特别是在电网故障的情况下(将人、动物、建筑物置于危险之中,这是我的第一手经验)。我期待着有一天锂能被回收利用(减少采矿),也许薄膜太阳能能得到广泛应用(更多地在当地发电和储存)。然而,考虑到美国陈旧而不可靠的基础设施(在美国,廉价是好的,将成本/问题传递给下一代更好),电网故障将继续存在,因此ng可能仍然是安全的备选方案(注意,在这种情况下使用“安全”一词肯定是双刃剑)。

    3. JC72||# 8

      如果你的数字是准确的,这有点有趣,但是不要忘记包括分发漏洞。

      请记住,这些报告的目的是将天然气的使用减少到仅发电(多个排放点减少到“1”)。

    4. PBP1||# 13

      近期关于人类排放的研究(2022年):

      https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722023348?via%3Dihub

      甲烷:约2毫克/小时/人(约18克/年/人)
      二氧化碳:约30克/小时/人(262公斤/年/人)

      https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.1c08764#.YlQ3vWkR4Eg.twitter

      臭氧反应对人类排放化学物质的影响

  3. jwolfe1||# 9

    我完全支持环保,但如果一头牛一年排放的甲烷相当于227个美国家庭的燃气灶一年排放的甲烷,我们为什么还要担心燃气灶对全球变暖的影响呢?输气管道的基础设施排放的甲烷是否比实际的炉子多1000倍?我知道煤气炉排出的废气不太好呼吸,但从全球变暖的角度来看,对煤气炉的关注只是一件让人感觉良好的事情吗?我是不是误解了什么?

  4. gusfhb||# 10

    有趣的
    差异的大小,以及这些糟糕的产品与其他产品相比有多糟糕,都带来了问题。比如可能有缺陷的炉子向你的房子里排放了大量甲烷。

    我想我会在实验室里对几种普通的燃气灶进行研究,看看它们在受控环境下是什么样子,以建立一个比较基准

  5. jason_v||# 11

    根据研究细节,每台设备产生的甲烷不到1公斤。我想我要碰碰运气,确保我的阀门状况良好。不过,作者试图从这项研究中产生最大程度的歇斯底里,这一点值得赞扬。嘿,你知道发电是目前世界上最大的碳排放来源吗?现在你知道了。

  6. 用户- 7700959||# 12

    向作者致敬。我总是怀疑我们多年前住的公寓里那些容易转动的煤气阀是否真的在漏水……我们能闻到煤气味,但维修人员会过来说一切都好。
    我相信高端家电的情况就不一样了。

  7. 罗伯特Opaluch||# 14

    废弃的、未加盖的井位于天然气钻井、天然气分配管线和终端用途网络的另一端。未封盖井的贡献巨大且持续不断。
    https://www.reuters.com/article/us-usa-drilling-abandoned-specialreport/special-report-millions-of-abandoned-oil-wells-are-leaking-methane-a-climate-menace-idUSKBN23N1NL
    这篇文章还提到了钻井过程中使用的危险化学物质正在从没有封盖的井中逸出(不仅仅是全球变暖问题)。

    如果能很好地估计从钻井到家庭和工业的最终使用过程中每一步甲烷和其他物质的排放百分比,那就太好了。以及牛和其他来源。

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