ภูมิศาสตร์ว่าด้วยการปล่อยก๊าซมีเทนจากห่วงโซ่อุปทานของเชื้อเพลิงฟอสซิล

ปริมาณก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศของโลกสูงเป็นประวัติการณ์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แหล่งที่มาหลักของการปล่อยก๊าซมีเทนคือการสกัด จัดเก็บ และขนส่งน้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน ซึ่งส่งผลให้มีการปล่อยก๊าซมีเทนประมาณ 97 ล้านเมตริกตันในแต่ละปี ตามข้อมูลขององค์การสหประชาชาติ (UN) ในโครงการวิจัยเมื่อเร็วๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้จัดทำแผนที่ว่าการปล่อยมลพิษเหล่านั้นมาจากไหน ไม่ใช่แค่โดยประเทศ แต่มาจากแหล่งสำรองของมัน

มีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพทำให้โลกร้อนได้มากกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 35 เท่า สหรัฐอเมริกาตั้งเป้าที่จะลดการปล่อยก๊าซมีเทน 30% จากระดับปี 2563 ภายในปี 2573 และประเทศอื่น ๆ ก็ให้คำมั่นที่คล้ายคลึงกัน

แต่ละประเทศรายงานการปล่อยก๊าซมีเทนตามภาคส่วนต่อสำนักเลขาธิการกรอบอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (UNFCCC) ประเทศส่วนใหญ่ประเมินการปล่อยก๊าซมีเทนโดยใช้บันทึกปริมาณเชื้อเพลิงฟอสซิลแต่ละชนิดที่ผลิตในแต่ละปีคูณด้วยปัจจัยการปล่อยก๊าซที่จัดทำโดยคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) และรัฐบาลส่วนใหญ่รายงานการปล่อยมีเทนในแต่ละภาคส่วน(น้ำมัน ถ่านหิน ก๊าซฟอสซิล)เป็นตัวเลขกลุ่มเดียวทั่วทั้งประเทศ

นักวิทยาศาสตร์ได้รับทุนสนับสนุนจากระบบตรวจสอบคาร์บอนของ NASA เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้สร้างชุดแผนที่ใหม่ที่มีรายละเอียดเกี่ยวกับภูมิศาสตร์ของการปล่อยก๊าซมีเทนจากการผลิตเชื้อเพลิงฟอสซิล ทีมวิจัยใช้ข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณะซึ่งรายงานในปี 2559 เพื่อติดตาม “การปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่รั่วไหลแบบไม่ตั้งใจ(fugitive emission)” ตามที่ UNFCCC เรียก ซึ่งเกิดขึ้นก่อนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลจะถูกนำไปใช้ แผนที่ระบุว่าการปล่อยก๊าซมีเทนเหล่านี้เกิดขึ้นในที่ที่มีเหมืองถ่านหิน บ่อน้ำมันและก๊าซฟอสซิล ท่อส่งน้ำมันหรือก๊าซฟอสซิล โรงกลั่นน้ำมันและก๊าซฟอสซิล และโครงสร้างพื้นฐานด้านการจัดเก็บและขนส่งเชื้อเพลิงฟอสซิล แผนที่ดังกล่าวได้รับการเผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้ที่ Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center (GES DISC) ของ NASA (โปรดทราบว่าปี 2559 เป็นปีล่าสุดที่มีข้อมูลการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่สมบูรณ์ที่สุดในขณะที่ทำการศึกษานี้)

“เป็นที่ทราบกันดีว่า การประเมินการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่แต่ละประเทศจัดทำขึ้นและรายงานออกไปนั้นไม่ได้คุณภาพสูงสุด” Tia Scarpelli หัวหน้าทีมและนักวิจัยดุษฎีบัณฑิตแห่งมหาวิทยาลัยเอดินบะระกล่าว “แผนที่ของเราช่วยให้นักวิจัยสามารถแสดงการปล่อยก๊าซมีเทนเชิงพื้นที่เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบกับการสังเกตความเข้มข้นของก๊าซมีเทนจากดาวเทียมได้” แผนที่ดังกล่าวมีความสำคัญต่อการติดตามการเปลี่ยนแปลงของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก เนื่องจากข้อมูลดังกล่าวบอกนักวิทยาศาสตร์ว่าถึงพื้นที่และการคาดการณ์ว่าพื้นที่ใดจะปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างก๊าซมีเทนมากที่สุด

แผนที่โลกแสดงการปล่อยก๊าซมีเทนจากการขุดเจาะและใช้ประโยชน์จากน้ำมัน ก๊าซฟอสซิลและถ่านหิน (ปี 2559)

แผนที่ระบุว่าแหล่งการปล่อยก๊าซมีเทนที่เกี่ยวข้องกับน้ำมันที่ใหญ่ที่สุดอยู่ในรัสเซีย สหรัฐอเมริกาเป็นผู้นำการปล่อยก๊าซมีเทนจากกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับก๊าซฟอสซิล และการปล่อยก๊าซมีเทนจากกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับถ่านหินมีมากที่สุดในประเทศจีน สำหรับน้ำมันและก๊าซฟอสซิล การปล่อยก๊าซมีเทนจะกระจายไปตามบ่อน้ำมันและบ่อก๊าซ การเผาทิ้งจากปลายปล่อง ท่อส่งน้ำมันและก๊าซ โรงกลั่นน้ำมันและก๊าซ และสถานที่จัดเก็บถ่านหิน การปล่อยก๊าซมีเทนจะอยู่ในบริเวณเหมืองถ่านหิน

เส้นสีดำโดดเด่นในแผนที่ด้านบนแสดงการปล่อยก๊าซมีเทนจากกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับก๊าซฟอสซิล ซึ่งเกิดขึ้นตามแนวท่อส่งก๊าซ “การปล่อยก๊าซมีเทนส่วนใหญ่จะไม่กระจายไปตามท่อส่ง” Scarpelli ซึ่งเป็นผู้นำการวิจัยในฐานะนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าว “ส่วนใหญ่มาจากสถานีคอมเพรสเซอร์ที่มีอยู่ทุก ๆ ร้อยไมล์หรือประมาณนั้นตามแนวท่อก๊าซเพื่ออัดคงามดันก๊าซให้เคลื่อนที่ไปได้” ในแคนาดา เส้นประแสดงตำแหน่งของสถานีคอมเพรสเซอร์ แต่สำหรับรัสเซีย Scarpelli และเพื่อนร่วมงานไม่มีรายงานเกี่ยวกับตำแหน่งของสถานีคอมเพรสเซอร์หรือท่อส่งน้ำมัน พวกเขาต้องแปลงแผนที่กระดาษจากห้องสมุดของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดเพื่อทำแผนที่ท่อส่งก๊าซในรัสเซีย จากนั้นจึงกระจายการปล่อยก๊าซมีเทนตามตำแหน่งของท่อส่ง

เมื่อเปรียบเทียบฐานข้อมูลการสังเกตการณ์การปล่อยก๊าซมีเทนจากก๊าซเรือนกระจกขององค์การสำรวจอวกาศแห่งประเทศญี่ปุ่น (GOSAT) และเครื่องมือตรวจสอบโทรโพสเฟียร์ (TROPOMI) ขององค์การอวกาศยุโรปใน Sentinel-5 เพื่อนร่วมงานของ Scarpelli ที่ฮาร์วาร์ดพบว่าแคนาดาและสหรัฐอเมริกามีการประเมินการปล่อยก๊าซมีเทนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ต่ำกว่าความเป็นจริง แต่สำหรับถ่านหินในจีนและน้ำมันและก๊าซในรัสเซีย มีการประเมินการปล่อยก๊าซมีเทนที่สูงเกินไป อาจเป็นเพราะความไม่แน่นอนที่เกี่ยวข้องกับการขาดการสังเกตการณ์ ณ แหล่งกำเนิดการปล่อยก๊าซมีเทนและข้อมูลโครงสร้างพื้นฐานที่แม่นยำ

NASA Earth Observatory images by Joshua Stevens, using data from the Global Inventory of Methane Emissions from Fuel Exploitation. Story by Emily Cassidy, NASA Earth Science Data Systems Program.

References & Resources

Lu, X., et al. (2021) Global methane budget and trend, 2010–2017: complementarity of inverse analyses using in situ (GLOBALVIEWplus CH4 ObsPack) and satellite (GOSAT) observations. Atmospheric Chemistry and Physics, 21, 4637–4657.
NASA Earth Observatory (2021, September 9) Mapping Methane Emissions in California.
NASA Earth Observatory (2020, July 15) Methane Emissions Continue to Rise.
NASA Earth Observatory (2016, March 8) Methane Matters.
Qu, Z., et al. (2021) Global distribution of methane emissions: a comparative inverse analysis of observations from the TROPOMI and GOSAT satellite instruments. Atmospheric Chemistry and Physics, 21 (18), 14159–14175.
Scarpelli, T.R., et al. (2020) A global gridded (0.1° x 0.1°) inventory of methane emissions from oil, gas, and coal exploitation based on national reports to the United Nations Framework Convention on Climate Change. Earth System Science Data, 12 (1), 563–575.
Scarpelli, T.R. et al. (2021) Global Inventory of Methane Emissions from Fuel Exploitation. Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center (GES DISC).
Zhang, Y., et al. (2021) Attribution of the accelerating increase in atmospheric methane during 2010–2018 by inverse analysis of GOSAT observations. Atmospheric Chemistry and Physics, 21, 3643–3666.