メタンは二酸化炭素よりもはるかに強力な温室効果ガスであり、2008 年以来、このガスの大気中への放出が急速に増加しています。しかし、このメタンがどこから来るのかは不明のままだった。米国の研究者がその謎を解明したかもしれない。彼は、この追加のメタンの同位体組成が水圧破砕によって得られた天然ガスの同位体組成と一致することを示しました。したがって、特に米国におけるこれらの非在来型ガス資源の採掘が、メタン排出量増加の主な原因である可能性があります。
メタンガスは二酸化炭素 (CO2) よりもはるかに低い濃度で大気中に存在しますが、約 30 倍強い温室効果があります。このガスは主に天然ガスの抽出、輸送、燃焼中に発生しますが、水田や畜産などの生物源からも発生する可能性があります。 「CO2とは異なり、気候システムはメタン排出量の変化にすぐに反応します」とコーネル大学のロバート・ハワース氏は説明する。 「したがって、これらの排出量を削減することは、地球温暖化の速度を直ちに遅らせる機会となるでしょう。」
さまざまな同位体値に関するパズル
ただし、これにはメタンの排出がどこから来たのかを知る必要がありますが、それは限られた範囲でのみ当てはまりました。研究者らを困惑させたのは、2008年以降のメタン濃度の急速な上昇だった。この温室効果ガスの値は、20 世紀末の数十年間ほぼ安定していましたが、2008 年以降は年間約 2,400 万トン増加しました。また奇妙なことに、これらの追加の排出物は、化石燃料からのメタンとは異なる炭素同位体組成を持っていました。同位体炭素 13 の割合は低かったのです。
これは従来の生産による天然ガスの典型的な同位体特徴と一致しないため、一部の研究者は、これらの新たに増加するメタン排出は熱帯の湿地、水田、畜産などの生物源に由来するに違いないと結論付けました。これは、そのような発生源からのメタンの炭素 13 含有量が低いためです。しかし問題は、なぜこの種のメタン排出量が2008年以降、これほど大幅かつ急激に増加したのかを説明できないことであった。 「ある研究では、2007 年から 2014 年にかけて、バイオマスの燃焼量が前期と比較して実際に世界中で減少し、その結果メタン排出量が減少したことが判明しました」とハワース氏は説明します。
非在来型天然ガスが原料ですか?
しかし、メタン排出量が増加する理由は何でしょうか?その答えは、いわゆる非在来型天然ガスの同位体比を詳しく分析することで得られる可能性があります。ハワースが報告しているように、水圧破砕によって得られたこのガスには、従来の方法で採掘された天然ガスよりも炭素 13 が大幅に少なく含まれています。古典的なメタン鉱床は、地下での移動やバクテリアとの相互作用によって重い炭素 13 が豊富になりますが、シェールガスはしっかりと閉じ込められたままであるため、これらのプロセスを受けません。実際、ハワースが報告しているように、非在来型天然ガスの C13 値は従来型天然ガスの C13 値よりも低いことが測定によって確認されています。
したがって、研究者によれば、2008 年以降のメタン排出量の急激な増加の大部分は水圧破砕によるものである可能性が非常に高いとのことです。 「近年の世界的なメタン排出量増加のうち、シェールガスが約33％を占めていると我々は推定している」とハワース氏は述べた。非在来型天然ガス生産の多くは米国で行われているため、おそらく米国が単独で追加のメタン排出量の約 3 分の 1 に貢献していると考えられます。 「これは、2002 年から 2014 年までの追加メタン排出量の 30 ～ 60 パーセントが米国からのものであることを示す衛星データとも一致しています」と研究者は報告しています。このシェールガスのメタンの発生源は、パイプやタンク内の漏れだけでなく、タンクや圧縮機ステーション内の圧力を緩和するためや緊急時に意図的にガスが放出されることもあります。
「年間940万トンのフラッキングガスの推定生産量は、公衆衛生、農業、気候に対する年間250億ドルから550億ドルのコストに相当する」とハワース氏は述べている。 「これは当時のシェールガスの総販売額に匹敵します。」言い換えれば、これらの間接的な隠れたコストを考慮すると、水圧破砕は一般に考えられているほど儲かるものではありません。
出典: 欧州地球科学連合 (EGU)。技術記事: Biogeosciences、 doi: 10.5194/bg-16-3033-2019
