O CO2 słychać z każdej strony, o metanie mało kto mówi. Tymczasem jest on drugim powodem, dla którego globalne ocieplenie przyspiesza. Metan trafia do atmosfery z topniejącej wiecznej zmarzliny i ze śmieci, jest uwalniany przez krowy i termity – te drugie produkują go aż 23 miliony ton rocznie! W tym momencie metan jest ogromnym kłopotem ludzkości, ale może też stać się jego zasobem. Naukowcy pracują nad rozwiązaniami i technologiami, dzięki którym możliwa będzie redukcja emisji metanu, a przy okazji – zarobienie ogromnych pieniędzy.
Jak podała niedawno Narodowa Administracja ds. Oceanów i Atmosfery, ilość metanu w atmosferze drugi rok z rzędu pobiła rekord. Jest on drugą główną przyczyną postępującego globalnego ocieplenia. Odpowiada za 11% ogólnoświatowej emisji gazów cieplarnianych i za min. 30% zmian klimatu. Skąd taki wysoki poziom? Mimo że w atmosferze metan jest obecny przez 10-20 lat – czyli znacznie krócej niż żywotny przez stulecia CO2 – to ma działanie od 30 do 80 razy silniejsze niż dwutlenek węgla.
Główni winowajcy i próby reakcji
Jedna trzecia emisji metanu to zasługa przemysłu wydobywczego gazu ziemnego i ropy. Zdaniem Amerykańskiej Agencji Informacji Energetycznej, poziom emisji metanu w tej branży można zmniejszyć o ok. 40%. Konieczne jest podjęcie dwóch działań: wymiana wiekowego już sprzętu, z którego metan wycieka, i rezygnacja z procesu odpowietrzania, czyli udrażniania rur poprzez uwalnianie gazu.
Za 25% emisji odpowiada hodowla bydła mięsnego. Przeżuwacze, m.in. krowy, w trakcie procesu trawienia roślin i traw – pokarmów zawierających celulozę – wytwarzają metan. Uwalniają go do atmosfery, czkając i wypuszczając gazy. Bydło mięsne jest w ogóle obciążające dla środowiska: potrzebuje 11 razy więcej wody i 28 razy więcej ziemi niż świnie i drób. A na końcu emituje 5 razy więcej gazów cieplarnianych i 6 razy więcej azotu. Produkcja wołowiny stanowi 60% całościowego negatywnego wpływu hodowli zwierząt na środowisko. Sytuacja byłaby lepsza, gdyby ludzie jedli mniej mięsa, szczególnie wołowego. To jednak wizja dość utopijna, bo wciąż miliony osób nie wyobrażają sobie, by mogły z niego zrezygnować. Istotny jest też aspekt zawodowy: według Koalicji na rzecz Klimatu i Czystego Powietrza z hodowli tych zwierząt i ich produktów ubocznych żyje 800 milionów rolników. Na zmianę trzeba będzie trochę poczekać, choć naukowcy już teraz badają nowe rodzaje pasz i opracowują zasady lepszego zarządzania obornikiem.
Trzecim źródłem emisji metanu są wysypiska śmieci. W tym obszarze pojawiają się już innowacyjne rozwiązania pozwalające na zmniejszenie tego poziomu i jednoczesne osiągnięcie zysków. W programie pilotażowym wzięło udział BMW i wysypisko położone niedaleko fabryki firmy w Karolinie Południowej. Pomiędzy fabryką a wysypiskiem rozciągnięto rurociąg o długości 10 mil. Wychwytywał on ze składowiska odpadów metan, który następnie był wykorzystywany jako źródło energii w fabryce. Emisja metanu została zredukowana o 60 000 ton, a firma zaoszczędziła ponad milion dolarów.
Nieprecyzyjne pomiary
Na przełomie tysiącleci emisja metanu spowolniła, lecz ok. 2007 r. znów zaczęła rosnąć. Według naukowców istnieje ryzyko, że zjawisko globalnego ocieplenia tworzy środowisko, które generuje jeszcze większą emisję. W takim błędnym kole niełatwo jest spowolnić proces i efektywnie nim zarządzić. Laboratorium Monitoringu NOAA jest w trakcie badań, które mają ustalić źródła emisji metanu w drodze analizowania jego sygnatury izotopowej.
Kłopotem jest również brak w pełni rzetelnych danych oraz zbyt mała skuteczność w wyłapywaniu metanu. Różne opracowywane systemy są w stanie wychwycić jedynie 35% zakładanego celu. Wiadomo też, że np. wycieki metanu z basenu permskiego w Nowym Meksyku 6-krotnie przekroczyły początkowo szacowaną skalę zjawiska. A miarodajne dane są niezbędne, by móc zmierzyć się z problemem i zdążyć go rozwiązać na czas.
Jak przechwycić i wykorzystać metan?
Jednym z możliwych sposobów radzenia sobie z nadmiarem metanu jest przechwytywanie go z powietrza i magazynowanie. Znakomicie sprawdza się w tym celu glina (powszechny i tani surowiec obecny m.in. w kocim żwirku) połączona z niedużą ilością miedzi – takiego odkrycia dokonał w styczniu 2022 r. zespół z MIT.
Z kolei badacze z Pacific Northwest National Laboratory i West Virginia University zaprojektowali proces, w którym metan jest przekształcany w wodór bez emisji CO2. Wodór może być wykorzystany w systemach magazynowania energii i wodorowych ogniwach paliwowych do pojazdów. Tym samym metan miałby szansę stać się ekologicznym źródłem energii.
Naukowcy z Uniwersytetu Northwestern poszli jeszcze inną drogą i wyizolowali enzym w pewnej bakterii. Potrafi on w sposób naturalny przekształcić metan w ciekły metanol – paliwo, które skuteczne zasila pojazdy, a przy tym jest o 95% czystsze niż tradycyjne paliwa.
Optymistyczny scenariusz na 2038 rok Po kilku katastrofach, wielu kryzysach i licznych zatopionych miastach, w latach 20. i 30. XXI w. kluczowi politycy pochylili się w końcu nad tematem katastrofy klimatycznej i zaczęli działać. Końcówka czwartej dekady pozwala naukowcom sądzić, że poziom emisji będzie malał. Stany Zjednoczone wiodą prym w przetwarzaniu śmieci. W kraju zmodernizowano wysypiska oraz wpuszczono na nie bakterie i mikroby, które przyspieszają proces rozkładu. Wychwytywanie uwolnionego metanu osiąga poziom 98%, a składowiska odpadów stają się źródłem energii. Raz w tygodniu firmy energetyczne odbierają łuski metanu, a w rafineriach jest on przetwarzany na metanol lub wodorowe ogniwa paliwowe. Cena metanolu jest niska, co cieszy kierowców, a firmy energetyczne osiągają kolosalne zyski. Stany stają się największym producentem i eksporterem energii. Inwestują też w budowę zakładów w innych krajach i dzielą się przełomową technologią, zarabiając niewielki procent od zysków tych zakładów.
