انبعاثات غاز الميثان من صنع الإنسان وتأثيراتها على تغير المناخ خلال العقد المقبل
تقرير التقييم السادس من الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (IPCC) تؤكد بثقة عالية أن صافي تتميز انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري منذ عام 2010 باتجاه متزايدوعلى وجه الخصوص، تشير التقديرات في عام 2019 إلى أن القطاع الزراعي وأنشطة استخدام الأراضي الأخرى مسؤولة عن 22% من انبعاثات الغازات الدفيئة العالمية الناجمة عن أنشطة الإنسان (الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ، 2022). وفي هذا السياق، تم تحديد انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والميثان على أنها من العوامل المساهمة بشكل كبير في ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي.
على سبيل المثال، تشير التقديرات إلى أن ثاني أكسيد الكربون، بمجرد انبعاثه إلى الغلاف الجوي، يظل باقيًا لمدة تتراوح بين 300 إلى 1000 عام تقريبًا (Buis, 2019) قبل تثبيته في الكتلة الحيوية أو تحويله إلى معدن في رواسب المحيطات أو الأراضي من خلال العمليات الطبيعية. وبالتالي، فإن عمر الكربون المتعدد الأجيال في الغلاف الجوي يؤدي غالبًا إلى اتجاه في مشاريع العمل المناخي تركز على الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون حصريًا. ومع ذلك، لقد وجد أن الميثان له قدرة على إحداث الاحتباس الحراري العالمي (GWP) تعادل 84-87 مرة قدرة ثاني أكسيد الكربون على مقياس زمني مدته 20 عامًا (الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ، 2022)، في حين أن التقديرات التي تستخدم مقياسًا زمنيًا مدته 100 عام، والذي تتبناه عادة المنظمات في جميع أنحاء العالم، تظهر فارقًا قدره 24 مرة فقط بين الاحتباس الحراري العالمي للميثان وثاني أكسيد الكربون.
ونتيجة لذلك، يشدد العلماء في كثير من الأحيان على الحاجة إلى استخدام مقاييس تراكمية، لا تعمل على نطاق زمني، لتمثيل تأثير الملوثات المناخية قصيرة العمر، مثل الميثان، على درجات الحرارة العالمية بشكل دقيق خلال العقد المقبل، وبالتالي استخدام هذا الفهم لتطوير سياسات أكثر كفاءة للحد من الآثار السلبية لتغير المناخ في المستقبل القريب (ألين وآخرون، 2018).
السياسات الحكومية بشأن انبعاثات غاز الميثان
بسبب التقديرات المثيرة للقلق بشأن مساهمة الميثان في 30% من ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي حتى الآن (وكالة الطاقة الدولية، 2022)، تسعى مبادرات الميثان العالمية إلى تعزيز استخدام الميثان كمصدر للطاقة النظيفة جنبًا إلى جنب مع المنظمات الحكومية مثل وكالة حماية البيئة (EPA) التي تختار تعزيز سياساتها ضد انبعاثات الميثان، و الإتحاد الأوربي (الاتحاد الأوروبي)، الذي وضع أهدافًا طموحة لخفض انبعاثات الميثان بنسبة 30% بحلول عام 2030. وعلى وجه الخصوص، هناك أدلة علمية وتحليلية متزايدة على أن خفض انبعاثات الميثان من صنع الإنسان بنسبة 50% على مدى السنوات الثلاثين المقبلة من شأنه أن يساعد في الحفاظ على متوسط ارتفاع درجة الحرارة العالمية أقل من درجتين مئويتين، وبالتالي المساهمة في تحقيق أهداف المناخ المنصوص عليها في اتفاق باريس. (ماكينزي، 30؛ أرندت، 2)
حلول لمشكلة انبعاث غاز الميثان من مصادر بشرية في القطاع الزراعي
إن تشجيع التحول الصناعي نحو خفض انبعاثات الميثان ليس بالأمر البسيط مثل فرض عقوبات حكومية في مختلف أنحاء العالم لأسباب عديدة، بما في ذلك المخاوف المتعلقة بالأمن الغذائي. ومن ثم، يجري تنفيذ العديد من الحلول للحد من انبعاثات الميثان من قطاع الزراعة، وخاصة بالنسبة للثروة الحيوانية، والتي تقدر بنحو 32% من انبعاثات الميثان الناجمة عن الأنشطة البشرية (برنامج الأمم المتحدة للبيئة، بدون تاريخ). وتشمل هذه الحلول ما يلي:
اضافات مغذيه
وقد تبين أن المواد المضافة مثل الثوم والقرنفل والأعشاب البحرية تعمل على تقليل انبعاثات غاز الميثان من الحيوانات المجترة. ويمكن لهذه المواد المضافة أن تقلل من كمية غاز الميثان المنتجة أثناء عملية الهضم، مما يؤدي في النهاية إلى انخفاض الانبعاثات.
مصادر بديلة
مثل المحاصيل الزيتية أو البقوليات، يمكن تحسين جودة الأعلاف وتقليل كمية الميثان التي تنتجها الحيوانات. يمكن للأعلاف البديلة أيضًا أن تساعد في تقليل مساحة الأرض المطلوبة للرعي وتحسين جودة التربة.
التربية وعلم الوراثة
يمكن استخدام برامج متخصصة لإنتاج حيوانات أكثر كفاءة في عملية الهضم، وبالتالي تقليل كمية الميثان المنتجة أثناء عملية الهضم.
التقاط الميثان وإعادة استخدامه
يمكن التقاط غاز الميثان من روث الماشية وإعادة استخدامه كمصدر للطاقة. ويمكن القيام بذلك من خلال استخدام أجهزة الهضم اللاهوائي، والتي يمكنها تحويل الروث إلى غاز حيوي يمكن استخدامه لتوليد الكهرباء أو التدفئة.
مراقبة الثروة الحيوانية بدقة
يمكن أن تساعد التقنيات مثل المراقبة عن بعد وأنظمة التغذية والري الذكية في تحسين كفاءة إنتاج الثروة الحيوانية وتقليل انبعاثات غاز الميثان.
أبحاث جديدة في الهندسة الجزيئية: استراتيجيات واعدة للحد من انبعاثات غاز الميثان في الثروة الحيوانية
علاوة على ذلك، تتمتع الأبحاث الجديدة في مجال الهندسة الجزيئية بإمكانات كبيرة للحد من انبعاثات الميثان من خلال التلاعب بالمسارات الأيضية للماشية والمجتمعات الميكروبية في أجهزتها الهضمية. يتضمن أحد الحلول استخدام مكملات الأعلاف التي تمنع نشاط الميثانوجينات، وهي الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في كرش الماشية والتي تنتج الميثان أثناء الهضم. وقد أظهرت النتائج انخفاضًا ثابتًا في انبعاثات غاز الميثان بنسبة تصل إلى 30٪ للأبقار الحلوب و90٪ للأبقار اللحم في الظروف التجريبية (Palangi & Lackner، 2022).
بالإضافة إلى ذلك، استكشفت دراسات أخرى استخدام جزيئات التداخل في الحمض النووي الريبي (برادفورد وآخرون، 2017) لتثبيط التعبير عن جينات معينة في الميثانوجينات، ومنع إنتاج البروتينات المشاركة في إنتاج الميثان. تستخدم طرق أخرى مماثلة أداة تحرير الجينات المعروفة والأقل تكلفة في كثير من الأحيان CRISPR-CAS9 (سوبداي وآخرون، 2022).
وعلى الرغم من الحاجة إلى مزيد من البحث لفهم الآليات البيولوجية التي تكمن وراء الميثانوجينات، والفعالية من حيث التكلفة على نطاق واسع، وبعض الاعتبارات الأخلاقية المرتبطة بالتلاعب بالجينات، فإن هذه التطورات تحدد مستقبلاً واعداً للحد من انبعاثات الميثان في الصناعة الزراعية.
العمل المناخي الشامل: مراعاة مقاييس الاحترار العالمي وتطوير حلول فعالة من حيث التكلفة للحد من الانبعاثات
على الرغم من Green Initiativeمع تركيزنا على إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، فإننا ندرك أهمية مكافحة تغير المناخ على جميع الجبهات، وبالتالي، فإننا نعتبر مقاييس الاحتباس الحراري العالمي (GWP) مسؤولة عن التأثيرات قصيرة وطويلة الأمد لثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز.
علاوة على ذلك، فإننا نأخذ العمل المناخي إلى المستوى التالي من خلال تقديم المشورة لعملائنا بشأن تطوير حلول فعالة من حيث التكلفة وصديقة للمناخ للحد من الانبعاثات الضارة.
اتصل بنا لتعلم المزيد وتصبح جزءًا من أبطال المناخ.
تمت كتابة هذه المقالة بواسطة Marc Tristantمن فريق المبادرة الخضراء.
المراجع:
ألين، إم آر، وشاين، كيه بي، وفوجليستفيت، جيه إس، وميلار، آر جيه، وكين، إم، وفريم، دي جيه، وماسي، إيه. (2018). حل للتضليلات المتعلقة بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون المكافئة للملوثات المناخية قصيرة العمر في ظل التخفيف الطموح. مجلة العلوم المناخية والغلاف الجوي, 1(1). https://doi.org/10.1038/s41612-018-0026-8
Arndt, C., Hristov, AN, Price, WJ, McClelland, SC, Pelaez, AM, Cueva, SF, Oh, J., Dijkstra, J., Bannink, A., Bayat, AR, Crompton, LA, Eugène, M., Enahoro, DK, Kebreab, E., Kreuzer, M., McGee, M., Martin, C., Newbold, CJ, Reynolds, CK, . . . Yu, Z. (2022). يمكن أن يساعد التبني الكامل لأكثر الاستراتيجيات فعالية للتخفيف من انبعاثات الميثان من المجترات في تحقيق هدف 1.5 درجة مئوية بحلول عام 2030 ولكن ليس عام 2050. وقائع الاكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية, 119(20). https://doi.org/10.1073/pnas.2111294119
برادفورد، بي جيه، كوبر، سي ايه، تيزارد، ام، دوران، تي جيه، وهينتون، تي ام (2017). تكنولوجيا تعتمد على التداخل مع الحمض النووي الريبي: ما هو الدور في الزراعة الحيوانية؟ علم الإنتاج الحيواني, 57(شنومكس)، شنومكس. https://doi.org/10.1071/an15437
بويس، أ. (2019، 9 أكتوبر). الغلاف الجوي: التعامل مع ثاني أكسيد الكربون. وكالة ناسا. https://climate.nasa.gov/news/2915/the-atmosphere-getting-a-handle-on-carbon-dioxide/#:~:text=Carbon%20dioxide%20is%20a%20different,timescale%20of%20many%20human%20lives.
الوكالة الدولية للطاقة (2022)، متتبع الميثان العالمي 2022، الوكالة الدولية للطاقة، باريس https://www.iea.org/reports/global-methane-tracker-2022
الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ: تقرير التقييم السادس بشأن تأثيرات تغير المناخ. (2022). استعراض السكان والتنمية, 48(2). https://doi.org/10.1111/padr.12497
ماكينزي: الحد من انبعاثات الميثان: كيف يمكن لخمس صناعات مواجهة تهديد مناخي رئيسي. (2021). ماكينزي. https://www.mckinsey.com/capabilities/sustainability/our-insights/curbing-methane-emissions-how-five-industries-can-counter-a-major-climate-threat
بالانجي، ف.، ولاكنر، م. (2022). إدارة انبعاثات غاز الميثان المعوي في المجترات باستخدام إضافات الأعلاف: مراجعة. أشكال حيوانات, 12(شنومكس)، شنومكس. https://doi.org/10.3390/ani12243452
Subedi, U., Kader, K., Jayawardhane, KN, Poudel, HP, Chen, G., Acharya, S., Camargo, LSA, Bittencourt, D., & Singer, SD (2022). إمكانات الأساليب الجديدة القائمة على تحرير الجينات في الأعلاف وبكتيريا الكرش العتيقة للحد من انبعاثات غاز الميثان في الماشية. الفلاحة, 12(شنومكس)، شنومكس. https://doi.org/10.3390/agriculture12111780
برنامج الأمم المتحدة للبيئة. (بدون تاريخ). انبعاثات غاز الميثان هي السبب وراء تغير المناخ. إليكم كيفية الحد منها. الأمم المتحدة للبيئة. https://www.unep.org/news-and-stories/story/methane-emissions-are-driving-climate-change-heres-how-reduce-them