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从太空看到的三座尼龙原料厂

氧化亚氮(N₂O)是一种低调却强大的温室气体:按同等质量计算,它的增温效应是二氧化碳的273倍,而且它是破坏平流层臭氧层的主要因素之一。农业是它最大的人为来源,也最难控制。工业排放则更容易解决——首先就是己二酸的生产,己二酸主要用于制造尼龙。

一种可以被销毁的副产品

生产己二酸时,几乎每生成一个酸分子就会释放出一个氧化亚氮分子:政府间气候变化专门委员会(IPCC)采用的排放因子是每千克己二酸产生0.3千克N₂O。全世界的生产厂址不到50个。从20世纪90年代起,美国和欧洲的许多工厂安装了热分解或催化分解系统,可销毁90%以上的这种气体。这项技术至今仍具有成本效益。

中国如今是全球最大的己二酸生产国。部分中国工厂曾经销毁几乎全部N₂O,费用由联合国一项计划——清洁发展机制(CDM)——发放的碳信用来支付。但这一设计适得其反:出售碳信用比出售己二酸更赚钱,这很可能推高了全球排放量。2011年,欧盟禁止这类碳信用进入其碳市场,减排从此无利可图。自那以后,没有人知道这些工厂是否仍在销毁它们产生的氧化亚氮。

在阳光中读出一种气体

美国加利福尼亚州帕萨迪纳市的慈善资助机构Carbon Mapper的Nicholas Balasus和Daniel Cusworth决定从轨道上一探究竟。氧化亚氮会在短波红外波段的特定波长(2050至2350纳米之间)吸收少量阳光。Tanager-1卫星能精细记录这段光谱,其像素宽度为30米。

对于每个像素,研究团队将光谱与N₂O的预期吸收特征进行比较,从而揭示出该气柱中多出的气体。把一股烟羽中的多余气体加总,再结合风速,就能得出排放速率。同样的方法已经在甲烷的盲测中得到了验证。

三幅卫星图像,显示从三个工业厂址飘出的明亮氧化亚氮烟羽,并标有风向箭头和1公里比例尺。

2026年夏季太原、德州和重庆己二酸工厂上空的氧化亚氮烟羽;箭头表示风向。——图1,Balasus & Cusworth(2026),arXiv:2610.07542。

三座工厂,68万吨

根据2026年夏季的单次过境观测,作者估算:

  • 太原:每小时约2.2吨N₂O;
  • 德州:每小时约19.6吨;
  • 重庆:每小时约55.6吨。

一年累计下来,总量达68万吨。尤其是德州和重庆,考虑到这些工厂预期的己二酸产量,这样的排放速率意味着减排十分有限。

为了确认单次快照并非偶然,他们用国际空间站上一台灵敏度较低的仪器EMIT进行了核对。对2025年和2026年多天数据取平均,太原为每小时1.9吨,德州为每小时19.2吨;2024年4月对重庆的一次过境观测得出约60吨。结果全部吻合。

全球账本中的一个盲区

近期对己二酸生产所致全球N₂O排放的“自下而上”估算值,还不到仅这三座工厂排放总量的一半。作者认为,这很可能是由于生产数据过时以及减排情况的不确定性——这意味着该行业在全球氧化亚氮收支中的作用可能被低估了。

按照美国环境保护署的标准换算,消除这些排放相当于关闭49座燃煤电厂,或让4300万辆汽油车在美国道路上停驶一年。

这份统计并不完整。在另一个厂址平顶山,烟羽在不同观测之间时有时无,因此作者没有将其计入总量。中国至少还有另外六座己二酸工厂尚未被测量,其确切位置也不确定。鉴于中国的产量仍在增长,而解决方案早已现成,作者认为削减这些排放是应对气候变化的一个紧迫目标。

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