Metaani (CH4), luonnossa esiintyvä kaasu, on maakaasun pääkomponentti ja voimakas kasvihuonekaasu (GHG). Kasvihuonekaasuna kysymys kuuluu nyt: miten metaani vaikuttaa Ilmaston lämpeneminen?
Ilmakehään pakenevat kasvihuonekaasut toimivat peitteenä, joka eristää maapallon, absorboi energiaa ja hidastaa lämmön poistumista planeetalta. Metaanin tapauksessa tämä energia imeytyy huomattavan hyvin.
Tämä prosessi, jota kutsutaan kasvihuoneilmiöksi, tapahtuu luonnollisesti, ja ilman sitä planeettamme keskilämpötila putoaisi jäätymisen alapuolelle.
Kasvihuonekaasupäästöjen lisääntyessä viime vuosisatojen aikana kasvihuoneilmiö on kuitenkin voimistunut jatkuvasti, mikä on vaikuttanut planeettamme lämpenemiseen nopeudella, jota monet pitävät hälyttävänä.
Sisällysluettelo
Mikä on metaani?
Metaani (CH4) on hiilivety, joka on pääkomponentti maakaasu. Se on hajuton kaasu, jolla ei ole väriä ja joka on erittäin syttyvää. Metaania löytyy sekä luonnosta että liiallisen ihmisen toiminnan sivutuotteena, ja se toimii parafiinisarjan hiilivetysarjan perusjäsenenä, joka tunnetaan paremmin alkaaneina.
Metaani on toiseksi yleisin ihmisen aiheuttama kasvihuonekaasu hiilidioksidin (CO2) jälkeen, ja sen osuus maailman päästöistä on noin 16 prosenttia. Metaani on ilmaakin kevyempää ja voi palaa helposti ilmakehään levittyessään, koska se ei liukene voimakkaasti veteen.
Vaikka metaania voidaan pitää stabiilina alkaanina, se voi olla vaarallisen räjähdysherkkä ottaen huomioon ympäröivän ilman nykyiset ominaisuudet, mikä tarkoittaa, että metaani voi ja on jo aiheuttanut useita räjähdyksiä alueilla, kuten hiilikaivoksissa ja kaivoksissa.
Metaani kasvihuonekaasuna (GHG) tuottaa ilmakehään läsnäoloa, joka vaikuttaa maapallon lämpötilaan ja ilmastojärjestelmään. Metaania vapautuu useista ihmisen aiheuttamista (ihmisvaikutteisista) ja luonnollisista lähteistä.
Kahden viime vuosisadan aikana metaanipitoisuudet ilmakehässä ovat kaksinkertaistuneet, mikä johtuu suurelta osin ihmisiin liittyvistä toimista. Koska metaani on sekä voimakas kasvihuonekaasu että lyhytikäinen hiilidioksidiin verrattuna, merkittävien vähennysten saavuttaminen vaikuttaisi nopeasti ja merkittävästi ilmakehän lämpenemispotentiaaliin.
Metaani on yleensä teollisten prosessien toissijainen sivutuote, josta sitä vapautuu. Esimerkiksi hiilikaivokset pyrkivät poistamaan metaania kaivoksen tuotannosta, koska se voi aiheuttaa räjähdyksiä. Historiallisesti kaivosyhtiöt eivät ole nähneet siihen liittyvää metaania omana energialähteenä.
Miten metaani vaikuttaa ilmaston lämpenemiseen?
Metaanista, kun taas ilmakehässä esiintyvä maakaasu, sekoittuessaan teollisen toiminnan kanssa, voi muuttua vaaralliseksi ja haitalliseksi eläville organismeille, erityisesti ihmisille.
Metaani on merkittävä kasvihuonekaasupäästöjen aiheuttaja ilmakehään. Kasvihuonekaasut, joita kutsutaan myös kasvihuonekaasuiksi, ovat aineita, jotka provosoivat lämmön vangitsemista maan ilmakehään ja nostavat viime kädessä maapallon pintalämpötiloja.
On helpointa ajatella kasvihuonekaasuja, kuten peitteitä, joita käytetään maapallon lämmittämiseen. Tietysti yksi peitto ei aiheuta paljoa haittaa – mutta kuvittele olevasi kapaloituna XNUMX peittoon – alkaisit tuntua hieman liian lämpimältä. Juuri tältä maapallolla tuntuu tällä hetkellä liiallisten kasvihuonekaasupäästöjen vuoksi, jotka aiheuttavat ilmaston lämpenemistä.
Kuten aiemmin todettiin, metaani on yksi useista kaasuista, jotka toimivat eräänlaisena peitteenä Maan ja stratosfäärin välillä. Vangitsemalla auringonsäteiden energiaa ne säilyttävät lämpöä ja lämmittävät ympäröivää ilmakehää.
Tämä ei ainoastaan nosta maapallon lämpötiloja, vaan myötävaikuttaa myös ilmastonmuutostapahtumiin, kuten napajäätiköiden sulamiseen ja merenpinnan nousuun, sekä välittömästi havaittaviin oireisiin, kuten yleistyviin ja voimakkaampiin äärimmäisiin sääilmiöihin.
Siksi metaania pidetään kasvihuonekaasuna, koska se edistää myös kasvihuoneilmiötä ja planeetan lämpenemistä.
Lisäksi metaani reagoi myös erilaisten hydroksyyliradikaalien kanssa, jotka toimivat eräänlaisena "pyykinpesuaineena" puhdistaen loput ilmakehän epäpuhtaudet. Metaani lopulta tuhoaa nämä hydroksyyliradikaalit jättäen ilmakehän alttiiksi vieläkin enemmän otsonikerrosta heikentäville aineille.
Tällä tavalla on parasta ajatella metaania torjunta-aineena, sillä metaani estää puhtaamman ilman samalla tavalla kuin nämä hyönteiset voivat estää muuten hedelmällisen sadon.
Metaani on myös osa maanpinnan otsonin muodostumista, joka on toinen kaasu, joka voi vahingoittaa ihmishenkiä, vaikka näitä aineita ei koskaan pääse suoraan ilmakehään.
Maanpinnan otsonia syntyy, kun erilaisia kemikaaleja ja yhdisteitä sekoitetaan, usein suorana seurauksena bensiinikäyttöisten ajoneuvojen aiheuttamasta saastumisesta tai ydinvoimaloiden toiminnasta.
Yhdessä auringon kanssa metaani voi aiheuttaa lisää alailmakehän otsonia, mikä on haitallista herkille ekosysteemeille, metsille ja viljelykasveille, koska niiden luonne pysyy alhaisena ilmassa.
Monet saattavat pitää metaania jokseenkin typeränä, koska sitä esiintyy luonnossa, mutta maakaasu ei ole koskaan ollut suurempi uhka.
Itse asiassa YK:n ympäristöohjelman maailmanlaajuisen metaaniarvioinnin mukaan ilmakehässä on nyt yli kaksi kertaa enemmän metaania kuin ennen liiallisen teollisuustuotannon aikakautta, ja metaanin määrä on noussut jyrkästi. ilmassa 1980-luvun jälkeen.
Mitkä ovat kolme parasta metaanipäästöjen lähdettä?
Metaanilla on useita eri lähteitä ja käyttötarkoituksia maailmassamme. Ihmisten toiminnan jyrkkä lisääntyminen viimeisen kahden vuosisadan aikana on kuitenkin johtanut ilmakehän metaanipitoisuuksien nousuun hälyttävällä nopeudella.
Nykyaikaiset metaanin seurantamenetelmät ovat paljastaneet, että ympäristössämme on nykyään noin kaksi ja puoli kertaa enemmän metaania kuin ennen teollista vallankumousta.
Tämä koskee erityisesti metaanin asemaa erittäin voimakkaana kasvihuonekaasuna. Vaikka hiilidioksidi voi saada otsikot, kun se tulee ympäristöasiat, Metaanin roolia ilmaston lämpenemisen ja ilmastonmuutoksen edistäjänä ei pidä aliarvioida.
Metaanipitoisuudet ovat yli kaksinkertaistuneet viimeisen 150 vuoden aikana. Tämä johtuu ihmisen toiminnasta, kuten fossiilisten polttoaineiden käytöstä ja intensiivisestä maataloudesta. Ennen teollista vallankumousta luonnolliset nielut pitivät metaanitason turvallisella alueella.
Äskettäisen YK:n raportin mukaan maailma lämpenee yli 2 °C:een, mikä on selvästi yli sen, mitä maat olivat sopineet Pariisin sopimuksen kanssa. Äärimmäiset sääilmiöt, kuten helleaallot ja rankkasateet, ovat lisääntymässä ja aiheuttavat tuhoa kaikkialla maailmassa, eikä yksikään maa säästy.
Metaanin päästöt ovat sekä luonnollisia että ihmisen aiheuttamia. Pääasiallisia luonnollisia lähteitä ovat kosteikot, termiitit ja valtameret. Luonnonlähteet aiheuttavat 36 % metaanipäästöistä. Inhimillisiä lähteitä ovat kaatopaikat ja maatalous.
Mutta tärkein lähde on fossiilisten polttoaineiden tuotanto, kuljetus ja käyttö. Ihmisiin liittyvät lähteet aiheuttavat suurimman osan metaanipäästöistä, 64 % kokonaispäästöistä.
YK:n ympäristöohjelman ja Climate and Clean Air Coalitionin yhteisellä ponnistelulla suoritettu Global Methane Assessment (GMA) paljasti, että ihmisen aiheuttaman metaanin osuus metaanipäästöistä on 64 prosenttia, ja 90 prosenttia tulee kolmesta päälähteestä: maataloudesta (40). %), fossiiliset polttoaineet (35 %) ja kaatopaikat, kiinteät jätteet ja jätevedet (20 %).
- Maatalous
- Fossiilisten polttoaineiden teollisuus
- Kaatopaikka, kiinteä jäte ja jätevesi
1. Maatalous
Maatalous on ylivoimaisesti suurin ihmisen aiheuttaman metaanin lähde, sillä noin 32 % kokonaispäästöistä on peräisin enterokäymisestä ja lannan käsittelystä, kun taas loput 8 % johtuu riisinviljelystä.
Eläinhoito on metaanipäästöjen lähde rehuntuotannosta ja lannan laskeutumisesta, mikä tunnetaan tuotantoeläinten enterokäymisenä. Tämä aiheuttaa 27 % ihmisen metaanipäästöistä.
Eläimet, kuten lehmät, lampaat ja vuohet, ovat esimerkkejä märehtijöistä. Normaalin ruoansulatusprosessinsa aikana ne muodostavat suuria määriä metaania. Enterinen käyminen tapahtuu näiden eläinten mahassa olevien mikro-organismien vuoksi.
Karjankasvatus tuottaa 90 miljoonaa tonnia metaania vuodessa. Riisinviljely on toinen suuri maatalouden metaanipäästöjen lähde. Riisipellot riisintuotantoon ovat ihmisen luomia kosteikkoja. Niissä on korkea kosteuspitoisuus, ne kuluttavat happea ja niissä on runsaasti orgaanista materiaalia.
Tämä luo erinomaisen ympäristön mikrobeille, jotka hajottavat orgaanista ainesta metaania tuottamaan. Metaania kuluttavat mikro-organismit imevät osan tuotetusta metaanista.
Suurin osa kuitenkin vapautuu ilmakehään. Riisinviljely tuottaa vuosittain 31 miljoonaa tonnia metaania. Riisinviljely tuottaa vuosittain 31 miljoonaa tonnia metaania.
2. Fossiilisten polttoaineiden teollisuus
Suurin ihmisen lähde on fossiilisten polttoaineiden tuotanto, jakelu ja poltto. Tämä aiheuttaa 33 % ihmisen metaanipäästöistä. Metaanipäästöjä syntyy kaikkialla, missä on fossiilisia polttoaineita. Se vapautuu aina, kun fossiilisia polttoaineita otetaan maasta.
Hiilikaivostoiminta joka sisältää aktiiviset ja hylätyt kaivokset, vapauttaa vielä 12 % osana fossiilisten polttoaineiden kokonaispäästöjä. Öljyn ja kaasun louhinnassa kaasun poisto ja hajapäästöt ovat tärkeimmät metaanipäästöjen syyt
Lisäksi suuri osa metaanipäästöistä aiheutuu maakaasusta. Metaani on maakaasun pääkomponentti. Joten vuodot koko alalla vapauttavat metaania suoraan ilmakehään. Tämä sisältää maakaasun louhinnan, käsittelyn ja kuljetuksen.
Öljylähteissä voi olla myös metaanikertymiä, jotka vapautuvat porauksen ja louhinnan aikana. Myös öljyn jalostus, kuljetus ja varastointi ovat metaanipäästöjen lähteitä.
Käyttämällä fossiiliset polttoaineet, osallistut tärkeimpään metaanipäästöjen lähteeseen. Fossiilisten polttoaineiden tuotanto, jakelu ja käyttö tuottavat 110 miljoonaa tonnia metaania vuodessa.
3. Kaatopaikka, kiinteä jäte ja jätevesi
Kolmanneksi suurin metaanipäästöjen aiheuttaja jätesektori vapauttaa yleensä metaania kaatopaikoista ja jätteistä. Tämä on 16 % ihmisen metaanipäästöistä.
Orgaanisen jätteen kaatopaikkajätteen tiedetään tuottavan kaatopaikkakaasua, joka sisältää pääasiassa anaerobisten bakteerien metaanikaasua. Metaani syntyy hajotessa kiinteä jäte kaatopaikoilla. Näin tapahtuu myös eläinten ja ihmisten jätevirroille.
Kaatopaikat ja avoimet kaatopaikat ovat täynnä orgaanista ainesta. Roska sisältää esimerkiksi ruokajätteitä, sanomalehtiä, leikattua ruohoa ja lehtiä. Joka kerta kun uutta roskaa tulee, se kasautuu vanhan roskan päälle, joka oli jo olemassa.
Roskien orgaaninen aines jää loukkuun olosuhteissa, joissa ei ole happea. Tämä tarjoaa erinomaiset olosuhteet metaania tuottaville mikrobeille. Siksi hapettoman ympäristön luominen mahdollistaa metaania tuottavien bakteerien menestymisen.
Nämä bakteerit hajottavat jätteen kuluttamalla jätteen sisältämää orgaanista ainetta, mikä tuottaa suuria määriä metaanipäästöjä. Myös kaatopaikan sulkemisen jälkeen bakteerit jatkavat haudatun jätteen hajottamista. Joka vapauttaa metaania vuosia.
Myös kotitalouksien, kuntien ja teollisuuden jätevedet voivat tuottaa metaanipäästöjä. Jätevesi voidaan joko vapauttaa, varastoida tai lähettää käsittelyyn epäpuhtauksien poistamiseksi.
Kuten kaatopaikoilla, jos jäteveden orgaanisen aineen hajoaminen tapahtuu ilman happea, syntyy metaania. Kaatopaikat, kiinteät jätteet ja jätevedet tuottavat 55 miljoonaa tonnia metaania vuodessa.
Miksi metaani (CH4 ) huonompi kuin hiili (iv) Oxide CO2
Metaani on hiilidioksidin (CO) jälkeen toiseksi yleisin kasvihuonekaasu2). Metaanilla on kuitenkin paljon suurempi rooli planeetan lämmittämisessä. 100 vuoden aikana metaani lämmittää maapalloa 28 kertaa tehokkaammin kuin hiilidioksidi.
20 vuoden aikana tämä vertailu hyppää noin 80-kertaiseksi. Toisaalta metaani säilyy ilmakehässämme paljon lyhyemmän ajan kuin CO2 (arviolta 12 vuotta verrattuna hiilen vuosisatoja kestäneeseen käyttöikään)
Lisäksi metaania vapautuessaan ilmaan se reagoi useilla vaarallisilla tavoilla ja poistuu pääasiassa ilmakehästä hapettumisen kautta, jolloin muodostuu vesihöyryä ja hiilidioksidia. Metaani ei siis vaikuta ilmaston lämpenemiseen suoraan vaan myös epäsuorasti hiilidioksidin vapautumisen kautta.
Lisäksi hapetusprosessin aikana metaani reagoi hydroksyyliradikaalien (OH) kanssa. Nämä luonnollisesti esiintyvät molekyylit toimivat "pesuaineena", puhdistaen metaanin ja monet muut epäpuhtaudet ilmasta. Siten metaani vähentää käytettävissä olevien hydroksyyliradikaalien määrää muun tyyppisten ilmansaasteiden poistamiseksi.
Metaani myötävaikuttaa myös otsonin muodostumiseen, heikentää ilmanlaatua ja johtaa erilaisiin eläinten terveysongelmiin, ihmisten ennenaikaisiin kuolemiin ja sadon vähenemiseen.
Yhteenveto
Metaanin päästöjen rajoittaminen ei ole mikään ihmeluoti ilmaston lämpenemisen pysäyttämiseen. Siitä huolimatta saisimme varmasti jonkin aikaa hiilen poistamiseen kaikilla muilla aloilla, ennen kuin ilmastokriisi muuttuu peruuttamattomaksi.
Kuten ajan mittaan on todettu, ihmistoiminnan aiheuttama toiminta on merkittävä tekijä tämän kasvihuonekaasun päästöissä. Siksi ihmisten on puututtava tähän ympäristöongelmaan turvautumalla ympäristöystävällisempään tuotantotoimintaan.
Suositukset
- Oikean vedenpoiston merkitys vihreässä rakentamisessa
. - 11 parasta uusiutuvan energian yritystä
. - Auringon, tuulen ja aaltojen hyödyntäminen: uusiutuvan energian rooli ilmastonmuutostaistelussa
. - Mikä on vihreä moottoritie ja miten se vaikuttaa kestävään matkustamiseen?
. - 24 pankkia, jotka eivät sijoita fossiilisiin polttoaineisiin – vihreät pankit
Ahamefula Ascension on kiinteistökonsultti, dataanalyytikko ja sisällöntuottaja. Hän on Hope Ablaze Foundationin perustaja ja valmistunut ympäristöhallinnosta yhdessä maan arvostetuista korkeakouluista. Hän on pakkomielle lukemiseen, tutkimiseen ja kirjoittamiseen.