Pod ziemią zachodzą procesy beztlenowe, które produkują metan. Teraz po raz pierwszy oszacowano ich globalną skalę. Sieci kanalizacyjne mogą zwiększać ślad klimatyczny gospodarki ściekowej.
Przez lata sieci kanalizacyjne były w polityce klimatycznej niemal niezauważalne. Uwagę skupiano na rolnictwie, paliwach kopalnych, wysypiskach i oczyszczalniach, a same kanały traktowano co najwyżej jak neutralny element infrastruktury. Nowe badanie pokazuje, iż to był poważny błąd. Międzynarodowy zespół kierowany z City University of Hong Kong oszacował, iż światowe sieci kanalizacyjne emitują rocznie 1,18-1,95 mln ton metanu. Autorzy wyliczają, iż taka skala dodaje 1,7-3,3 proc. do w tej chwili szacowanych globalnych emisji metanu z sektora odpadów i może zwiększać całkowity ślad węglowy gospodarki ściekowej o 15,7-37,6 proc.
Metan z kanałów jest naprawdę dużym problemem
Dwutlenek węgla pozostaje głównym długoterminowym gazem cieplarnianym, ale metan jest dziś jednym z najszybszych sposobów podgrzewania klimatu. Emisje metanu pochodzące z działalności człowieka odpowiadają za niemal 45 proc. obecnego ocieplenia netto. To właśnie dlatego każde nowe, wcześniej pomijane źródło metanu robi się nagle politycznie i naukowo istotne.
Kanalizacja nie jest więc małym problemem technicznym od gospodarki komunalnej, ale częścią większej układanki klimatycznej. jeżeli państwa chcą poważnie liczyć emisje i szukać redukcji tam, gdzie one naprawdę są, nie mogą już pomijać tego, co dzieje się w rurach pod miastami. To szczególnie ważne dziś, gdy wiele państw buduje i rozbudowuje kanalizację jako podstawę nowoczesnej infrastruktury miejskiej. Im większa sieć, tym większy potencjał emisji, jeżeli nie jest dobrze kontrolowany.
Skąd w ogóle bierze się metan w kanalizacji?
Tu tak naprawdę nie ma żadnej tajemnicy biologicznej. Ścieki są po prostu bogate w materię organiczną, którą mikroorganizmy potrafią rozkładać. jeżeli w sieci kanalizacyjnej pojawiają się warunki beztlenowe, a to zdarza się często, zaczynają działać mikroby produkujące metan. Badacze podkreślają, iż dotąd zbyt łatwo zakładano, iż czas przebywania ścieków w sieci jest zbyt krótki, by taka produkcja miała większe znaczenie. W rzeczywistości okazało się to nieprawdą.
Zespół wykazał też, iż duże znaczenie ma część wewnętrznej ściany kanału, która ma bezpośredni kontakt ze ściekami. To właśnie ona silnie wpływa na warunki sprzyjające tworzeniu się metanu. Innymi słowy, nie chodzi wyłącznie o to, ile ścieków płynie rurą, ale też jak wygląda sama geometria systemu, przepływ, temperatura i sposób eksploatacji sieci. Emisje z kanalizacji nie są abstrakcyjną średnią, tylko wynikiem konkretnych parametrów inżynieryjnych.
Naukowcy wreszcie nauczyli się to liczyć
Przełom nie polega wyłącznie na samej liczbie 1,18-1,95 mln ton. Równie ważne jest narzędzie, które do tej liczby doprowadziło. Zespół rozwijał przez lata model SeweX, symulujący fizyczne, chemiczne i biologiczne procesy zachodzące w kanalizacji.
Potem, korzystając z danych terenowych i własnych czujników online, badacze skalibrowali model na rzeczywistych sieciach, a następnie zasymulowali blisko 3 tys. scenariuszy rurociągów o różnych warunkach pracy. Finalnie powstało uproszczone narzędzie, które pozwala szacować emisje na podstawie takich danych, jak średnica rury, spadek, projektowany i rzeczywisty przepływ oraz temperatura ścieków.
Przez lata jednym z głównych argumentów za pomijaniem kanalizacji było właśnie to, iż nie da się tego sensownie policzyć. Teraz ten argument mocno słabnie. Autorzy sprawdzili swoje narzędzie na danych z 21 miast w Australii, USA, Chinach i Belgii, a więc nie na jednej lokalnej sieci, ale na zróżnicowanym zbiorze przypadków. To nie oznacza jeszcze, iż świat dostał idealny model dla każdej rury na każdej ulicy. Oznacza jednak, iż pierwszy raz pojawiło się globalnie stosowalne podejście, które można rozwijać i doskonalić.
System raportowania emisji ma po prostu luki
Emisje z gospodarki ściekowej są na świecie raportowane nierówno i często niepełnie. Krajowe inwentaryzacje gazów cieplarnianych w sektorze ściekowym mają duże rozbieżności metodologiczne, a część ścieżek emisji jest pomijana lub liczona bardzo uproszczonymi współczynnikami. Autorzy tej analizy napisali wprost, iż przepływowe sieci kanalizacyjne są prawdopodobnie ważnym, ale słabo scharakteryzowanym źródłem emisji, a w aktualnym podejściu IPCC (Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu) zwykle traktuje się je jako znikome z powodu braku danych.
Jeśli kanały rzeczywiście emitują metan w skali globalnie mierzalnej, to część państw może po prostu nie doszacowywać własnego śladu klimatycznego. To z kolei ma znaczenie dla polityki miejskiej, planowania inwestycji i porównywania postępów redukcji emisji między państwami. Nie chodzi więc tylko o to, iż coś śmierdzi pod ziemią, ale o to, iż inwentaryzacje emisji mogą nie obejmować pełnego obrazu.
To nie znaczy, iż kanalizacja jest większym problemem niż energetyka czy rolnictwo
Nowe badanie nie mówi oczywiście, iż ścieki są nagle głównym winowajcą kryzysu klimatycznego. Nie obala też wiedzy o tym, iż największe źródła metanu to przez cały czas m.in. sektor paliw kopalnych, rolnictwo i odpady. Pokazuje natomiast, iż pod nosem mieliśmy dodatkowe źródło emisji, które przez lata traktowano jak zero albo prawie zero. A w polityce klimatycznej takie małe zera sumują się do dużego problemu.
To szczególnie istotne w miastach. Wiele państw rozbudowuje kanalizację, bo to poprawia zdrowie publiczne, ogranicza skażenie środowiska i jest oczywistym cywilizacyjnym krokiem do przodu. I słusznie. Nowe badanie nie podważa sensu kanalizacji jako takiej, bo to by było po prostu głupie. Raczej przypomina, iż infrastruktura komunalna też ma swój koszt klimatyczny i iż w XXI w. nie wystarczy już budować sprawnie. Trzeba budować i eksploatować tak, by ograniczać także emisje ukryte w samym systemie.
