Тепловые электростанции представляют собой главные техногенные источники выбросов углекислого газа. Тем не менее, спутники, осуществляющие мониторинг выбросов, не способны следить за ними круглосуточно. Ученые подключили к наблюдению спутники, которые фиксируют загрязнение оксидами азота.
По данным исследования, опубликованного в журнале Environmental Science & Technology, новая спутниковая технология, разработанная китайскими учеными, значительно повышает точность оценки выбросов углекислого газа (CO2) от угольных электростанций. Метод, предложенный командой под руководством профессора Чэн Тяньхая из Научно-исследовательского института аэрокосмической информации Китайской академии наук, обеспечивает возможность отслеживания выбросов парниковых газов в реальном времени.
Точное измерение выбросов CO2 имеет важное значение для понимания и контроля воздействия производства электроэнергии на экологию. Однако современные оценки в значительной мере основываются на кадастрах, составленном на основе средних коэффициентов выбросов и данных об активности электростанций, которые часто не отражают реальные показатели. Проблема усугубляется тем, что спутники, используемые для мониторинга углеродных выбросов, такие как Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) NASA, не могут обеспечить круглосуточный мониторинг всех зон, где работают электростанции. Это затрудняет фиксацию ежедневных и сезонных вариаций выбросов.
Чтобы устранить эти недостатки, команда разработала математическую модель, связывающую объем выбросов углерода и загрязнение среды (Pollution-Carbon Synergy Model, сокращенно PCSM). Новшество учитывает оксиды азота (NO. NO2, N2O5, обобщенно NOx) — загрязняющие вещества, которые обязательно выбрасываются вместе с CO2 при сжигании ископаемого топлива, — в качестве надежного косвенного показателя для оценки выбросов CO2. Поскольку соотношение NOx и CO2 остается достаточно стабильным для каждого предприятия, оно служит надежным индикатором углеродных выбросов.
Объединив данные с аппарата мониторинга тропосферы TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument, который фиксирует NOx) и OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory-2, который измеряет CO2), ученые вывели коэффициенты соотношения NOx к CO2 для конкретных промышленных объектов. Далее эти коэффициенты были сопоставлены с ежедневными выбросами NOx, оцененными на основании данных TROPOMI, для расчета ежедневных выбросов CO2 с гораздо большей временной точностью, чем это было возможно с помощью OCO-2.
Тестирование на 15 крупных угольных электростанциях в США показало, что метод PCSM превосходит способ OCO-2, уменьшая среднегодовые ошибки оценки выбросов CO2 с 45,8 % (5,02 млн тонн) до 13,0 % (1,43 млн тонн). Он также превзошел ведущие мировые реестры выбросов, такие как Open-Source Data Inventory for Anthropogenic CO2 (ODIAC) и Emissions Database for Global Atmospheric Research (EDGAR), повысив корреляцию с фактическими данными Системы непрерывного мониторинга выбросов в США (CEMS) с 0,16 до 0,35.
