Metan: zli blizanac ugljičnog dioksida

Ciljevi Pariškog klimatskog sporazuma iz 2015. su ambiciozni: maksimalno dva stupnja Celzijusova globalnog zatopljenja u usporedbi s predindustrijskim vremenom, u najboljem slučaju čak samo 1,5 stupanj. Kako bi uspjele ostvariti taj cilj, zemlje svijeta bi u relativno kratkom vremenu morale radikalno smanjiti emisiju plinova koji izazivaju efekt staklenika.

Do sada je u središtu pozornosti bio ugljični dioksid (CO2). Znanstvenici iz cijeloga svijeta sada podižu uzbunu: posljednjih godina u atmosferi snažno raste količina drugog važnog plina s efektom staklenika - metana ili CH4.

To je za znanost neugodno iznenađenje.

Močvare i krave

„Bilo je potpuno neočekivano“, kaže Euen Nisbet s londonskog Sveučilišta, koji je u suradnji sa znanstvenicima širom svijeta otkrio veliki porast metana u atmosferi u posljednjih 12 godina. „Dođavola, što se to dogodilo?“ - pitao se on.

Metan igra presudnu ulogu u našem svakodnevnom životu. Na primjer prirodni plin koji se koristi za grijanje je skoro u potpunosti od metana. Atmosfera Zemlje prirodno sadrži malu količinu toga plina koji je bezbojan i bez mirisa - puno manje od CO2. „U atmosferi ga ima oko dvije milijuntnine“, objašnjava Nisbet.

To znači da se u milijun litara zraka nalazi dvije litre metana.

Plin prirodno nastaje u močvarama i ostalim vlažnim područjima. Goveda i ostali preživači također proizvode puno metana. Priroda ima mehanizme za prirodnu razgradnju metana, tako da njegova koncentracija u atmosferi zapravo ne bi trebala narasti tako naglo i snažno kao što je to slučaj posljednjih godina.

Ruski plin, ugljen, riža i odlagališta

„Čovjek narušava prirodni poredak“, kaže Nisbet. Naime, metan se oslobađa i pri vađenju ugljena ili prilikom transporta prirodnog plina. „Ako na plinovodu nastane rupa uglavnom izlazi metan.“ Koncentracija ovog plina u atmosferi se posljednji put toliko povećala tijekom 80-ih godina. „U to vrijeme je Sovjetski Savez jako povećao proizvodnju plina“, podsjeća Nisbet.

Metan također nastaje prilikom uzgoja riže ili na odlagalištima otpada. To znači da ljudi imaju presudan utjecaj na to koliko metana odlazi u atmosferu.

CH4 gori od CO2?

Količina metana u atmosferi je u posljednjem desetljeću 20. stoljeća i početkom 21. stoljeća ostala gotovo konstantna, ponekad se čak i smanjivala. Tek od 2007. je primijećen novi snažan porast, od 2014. vrlo snažan.

To bi moglo postati problem. „Metan vrlo jako utječe na efekt staklenika, puno jače od CO2", kaže Nisbet. Da bi se metan prirodno razgradio potrebno je oko 12 godina. To je puno brže od CO2, kojem je potrebno 120 godina. Međutim, CH4 apsorbira više topline. Znanstvenici stoga pretpostavljaju da je metan oko 25 puta jači od ugljičnog dioksida.

To znači da već male količine metana imaju veliki efekt staklenika.

Ne treba paničiti, ali…

Radi se o problemu koji su pregovarači Pariškog klimatskog sporazuma izgleda previdjeli. Taj povijesni sporazum polazi od pretpostavke da će se količina metana u atmosferi tijekom idućih trideset godina smanjiti ili se barem neće povećavati. A ako se emisija CO2 dovoljno smanji, može se postići cilj.

„Pariški sporazum računa s poboljšanjem na području proizvodnje energije i kada je riječ o curenju plinovoda“, kaže Nisbet. To je u redu. Osobito je ruski energetski sektor postigao veliki napredak, kaže on. Ipak, udio metana u atmosferi raste od 2015. godine.

Njemački znanstvenik Mojib Latif iz Centra za istraživanje oceana Geomar-Helmholtz u Kielu kaže da sada ne bi trebalo paničiti: „U zraku je puno više CO2, pa je i efekt CO2 još uvijek jači od efekta metana.“ Zbog toga on kaže da je ispravno usredotočiti se na razgradnju ugljičnog dioksida.

Međutim, metan se i dalje mora pažljivo promatrati: „Ako se ovo brzo povećavanje nastavi, onda se, naravno, tim više mora smanjivati emisija CO2“, kaže Latif.

To znači da je možda ostalo još manje vremena da se zaustavi globalno zagrijavanje.

Odakle metan sad?

Prije svega znanstvenici su zabrinuti jer ne znaju odakle točno dolazi dodatni metan. „To pokazuje da još uvijek nismo u potpunosti razumjeli ciklus ovog plina“, priznaje Latif. Čak i Euen Nisbet može samo nagađati - ali moguće su samo dvije opcije: ili se negdje u svijetu proizvodi više metana ili je prirodni proces raspadanja u atmosferi poremećen.

„Osobno vjerujem da se količina metana povećala zbog više krava i zbog sve toplijih i vlažnijih močvarnih područja", kaže Nisbet. To ne bi bila dobra vijest.

To bi značilo da se klimatske promjene same od sebe pojačavaju: više temperature, vlažnija močvarna područja, više metana, što dovodi do još viših temperatura - i tako dalje.

Ali koliko god je metan opasan za klimu, kao glavni sastojak prirodnog plina i bioplina, on igra važnu ulogu u našoj svakodnevici. A inovativnim metodama metan čak može pomoći da se dio prometa i grijanja učine klimatski neutralnim.

Sintetički metan kao klimatski neutralno gorivo

Vozila na plin s novim pogonskim tehnologijama već koriste metan. Na ulicama ih je još uvijek malo, ali u budućnosti bi se to moglo promijeniti.

Sintetički metan se proizvodi po takozvanom principu „power-to-gas“. „U prvom koraku se obavlja elektroliza radi dobivanja čistog vodika“, objašnjava Christian Bach iz Empa, švicarskog istraživačkog instituta za znanost i tehnologiju materijala. Nakon toga, vodik se može obogatiti ugljičnim dioksidom. Rezultat je - metan koji se može koristiti kao gorivo za automobile ili za grijanje.

Za proces elektrolize koristi se višak električne energije iz solarnih ili vjetroelektrana. Taj višak trenutno propada, ako nema dovoljno postrojenja za skladištenje ili dalekovodna mreža nije dovoljno razvijena.

CO2 koji je potreban za taj postupak prvo mora biti filtriran iz atmosfere ili tvornica. Za to već postoje brojne ideje i testovi. To se zove „carbon engineering“. Zbog male gustoće metana, filtriranje tog plina izravno iz zraka gotovo je nemoguće ili troši previše energije.

Pri izgaranju metan se ponovo raspada na CO2 i vodik. Ovaj pogon je klimatski neutralan, jer se na kraju u atmosferu emitira samo onoliko CO2 koliko je prethodno filtrirano.

Međutim, u ovom procesu se gubi previše energije tako da se korištenje ovog pogona na metan ne preporučuje. Ali takve ideje ipak pomažu da se smanji količina i CO2 i metana - i da se ipak postignu ciljevi Pariškog sporazuma.