Connect with us

Nauka

Oglądanie „superemitujących” elektrowni z obserwacjami przestrzeni w czasie rzeczywistym

Published

on

Oglądanie „superemitujących” elektrowni z obserwacjami przestrzeni w czasie rzeczywistym

Misja Copernicus Carbon Dioxide Monitoring, w skrócie CO2M, jest jedną z europejskich misji Copernicus Sentinel Expansion i będzie pierwszą, która zmierzy, ile dwutlenku węgla jest uwalniane do atmosfery w wyniku działalności człowieka. Źródło: OHB

Możliwość monitorowania emisji wzrośnie stukrotnie w ciągu najbliższych trzech lat.

Kraje, które podpisały porozumienie paryskie z 2015 r., zobowiązały się do utrzymania globalnego wzrostu średniej temperatury „znacznie poniżej” 2°C. Co pięć lat muszą wydać tak zwane „wkłady określone na poziomie krajowym” (NDC), określające swoje działania na rzecz redukcji emisji gazów cieplarnianych (GHG) i przystosowania się do skutków zmian klimatu.

Dlatego kraje będą musiały śledzić swoje emisje dwutlenku węgla nie tylko na poziomie krajowym, ale także w skali poszczególnych „superemiterów”, takich jak elektrownie, megamiasta, rafinerie i gigantyczne fabryki. Te „superemitery” łącznie odpowiadają za prawie połowę całkowitej produkcji GHG przez ludzkość.

Pod koniec 2025 lub 2026 r. UE planuje uruchomić swój „CO2M” (Copernicus Anthropogenic COdwa Monitoring Mission) para satelitów, której zadaniem będzie pomoc w tym.

Ważny dowód zasady dla CO2M

Ale teraz naukowcy wykazali, że takie śledzenie źródeł jest już możliwe, nawet przy użyciu istniejących satelitów, dla „superemiterów”, takich jak Elektrownia Bełchatów w Polsce. Do tego dowodu zasady wykorzystali pięć lat pomiarów[{” attribute=””>NASA’s satellite ‘Orbiting Carbon Observatory 2’ (OCO-2; launched in 2014) and the instrument OCO-3, attached since 2019 to the International Space Station (ISS).

This success is an important achievement, as the OCO missions were designed to measure carbon emissions at much larger spatial scales.

“Here we show for the first time that it’s already possible to measure changes in CO2 emissions from a large power plant, with observations from existing CO2-tracking satellites,” said Dr. Ray Nassar, an atmospheric scientist at Environment and Climate Change Canada, Toronto. He is the study’s first author, published in the journal Frontiers in Remote Sensing.

Largest power plant in Europe

The Belchatów lignite-fired (brown coal) power plant is the largest thermal power station in Europe and the fifth largest in the world. Here, units are sometimes decommissioned and new ones put in service, while more often, units shut down temporarily for maintenance. To be of use, satellites and instruments like OCO-2 and OCO-3 should immediately detect changes in CO2 emissions due to these changes in operation — and here, Nassar and colleagues show for the first time that they can.

CO2 is emitted by the 300-meter-high (1000-foot-high) stacks at Belchatów and carried by the wind in the form of an invisible plume, approximately 10-50 km (6-31 mile) long and 550 meters (1800 feet) above Earth. OCO-2, which orbits the Earth at an altitude of 705 km (438 miles), passes every 16 days close by or directly over Belchatów. OCO-3 orbits at an altitude of 420 km and passes over or near Belchatów more frequently. OCO-3 has the added capability to scan back and forth across a region, giving better local coverage or a wider view.

Not every flyby or overpass is suitable

Satellites can assess the CO2 ‘enhancement’ — extra CO2 emitted by a source — only in the absence of clouds and when the plume doesn’t pass over large water bodies or mountains. They measure ‘XCO2’, the average CO2 concentration across a column directly below, subtracting the current background value (locally, on average 415 ppm) around the plume.

Together, OCO-2 and OCO-3 yielded 10 suitable datasets about the CO2 plume above Belchatów between 2017 and 2022.

Excellent agreement between observed and predicted data

The researchers compared the measurements from space to estimates for Belchatów’s emissions, based on its known daily power generation output. The measurements turned out to closely track the daily predictions. This proves that even today, existing satellites can track emissions in close-to-real time for installations like Belchatów. For example, OCO-2 detected a pronounced but transient dip in emissions from Belchatów between June and September 2021, due to shutdowns for maintenance.

All clear for CO2M

The results are promising: they indicate that CO2M, with a joint spatial coverage about a hundred times greater than OCO-2 and OCO-3, will be able to deliver on future needs.

“The capacity to get the most precise information about CO2 emissions from ‘super-emitters’, such as the Belchatów power plant, across the globe will boost transparency in carbon accounting and hopefully, it will ultimately help to reduce these emissions,” said Nassar.

“This future capacity will lead to improved CO2 emission information at the scale of countries, cities or individual facilities, enhancing transparency under the Paris Agreement and supporting efforts to reduce emissions causing climate change.”

Reference: “Tracking CO2 emission reductions from space: A case study at Europe’s largest fossil fuel power plant” by Ray Nassar, Omid Moeini, Jon-Paul Mastrogiacomo, Christopher W. O’Dell, Robert R. Nelson, Matthäus Kiel, Abhishek Chatterjee, Annmarie Eldering and David Crisp, 28 October 2022, Frontiers in Remote Sensing.
DOI: 10.3389/frsen.2022.1028240

Funding: Jet Propulsion Laboratory, NASA Headquarters

READ  SpaceX Elona Muska wysłało na Ukrainę tysiące anten satelitarnych Starlink, mówi dyrektor
Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *