Metán és klímaváltozás, mi a kapocs?

Azokat a gázokat, amelyek megkötik a hőt a légkörben, üvegházhatású gázoknak nevezzük. Növekvő jelenlétük a Föld klímájának változását  okozza, így a globális felmelegedés hatásában is kulcsszerepet játszanak. Cikkünkben a legismertebb ilyen gázok közül a szén-dioxid utáni második legnagyobb koncentrációjú anyagról, a metánról lesz szó.

A metán szerepe a klímaváltozásban

2018-ban a metán (CH4) tette ki az emberi tevékenységekből származó összes üvegházhatású gáz kibocsátásának mintegy 9,5 százalékát. Forrás EPA

Minden üvegházhatású gáz klímaváltozásra gyakorolt ​​hatása három fő tényezőtől függ:

1. Milyen a koncentrációja? – vagyis milyen mennyiségben, milyen arányban tartalmazza a légkör. 
2. Meddig marad a légkörben? – Az üvegházhatású gázok fajtánként eltérő ideig maradhatnak a légkörben, néhány évtől akár több ezer évig is. Elég sokáig maradnak a légkörben ahhoz, hogy jól összekeveredjenek, vagyis a légkörben mért mennyiség nagyjából azonos az egész világon, függetlenül a kibocsátás forrásától. A metáné 12 év.
3. Mennyire erős a befolyásuk a légkör minőségére? – Egyes gázok hatékonyabban melegítik a bolygót, és „megvastagítják a Föld takaróját”, mások kevésbé. Minden üvegházhatású gáz esetében kiszámították a globális felmelegedési potenciált (GWP), hogy tükrözze, mennyi ideig marad átlagosan a légkörben, és mennyire erősen tartja vissza az energiát. 

A magasabb GWP-értékű gázok adott egységre vetítve több energiát vesznek fel, mint az alacsonyabb GWP-értékű gázok, és így jobban hozzájárulnak a Föld felmelegedéséhez. A metán GWP értéke 100 évre vetítve 25. Összehasonlítás végett: a szén-dioxidé csupán 1, viszont egyes fluorozott gázoké 270-10.000 is lehet.

Mi a metán, mire használják?

Metán (képlete: CH4), egy színtelen, szagtalan, a levegőnél könnyebb, tehát felfelé szálló gáz. Égése során szén-dioxid CO2 és víz H2O keletkezik. Vízben normál légköri nyomáson kevéssé oldódik, azonban nyomás alatt klarát típusú vegyületet képez, metán hidrátot. A metán a legredukáltabb szénvegyület, a levegővel keveredve robbanóelegyet alkot. Ez különösen a bányászok, a bányaipar számára veszélyes, magyar neve bányalég, vagy  sújtólég.

Kanárik a bányában

A metán jelenlétét épp ezért a szénbányákban észlelték először. A sújtólég vagy bányalég berobbanása nagyon sok bányász életébe került már a történelem folyamán. Mivel szagtalan, nem lehet érezni csak akkor, ha már baj van.

Érdekességképpen megjegyezzük, hogy a bányászok régen, amikor műszerek még nem voltak, akkor kalitkában vittek le magukkal énekes madarakat, többnyire kanárit. A madár érzékenyebb a gázra, így hamar látták, ha menekülni kellett, életmentő volt ez a megfigyelés. A kanárik “bányaszolgálata” egészen a korszerű metán-, illetve szénmonoxid-jelzők feltalálásáig, vagyis az 1980-as évekig gyakorlat volt!

Kincskereső kisködmön és a metán

A bányalégrobbanás a magyar irodalom egyik legismertebb alkotásában, Móra Ferenc Kincskereső kisködmön című könyvében is előfordul, mint a “bányarigó fütyülése” ez okozza az öreg Küsmödi halálát.

„…De minek ellenkeztem volna olyan okos öregemberrel, mint Titulász doktor? Tovább mondtam a történetemet, és mikor a végére értem, a doktor elgondolkozva bólogatott:
– Most már hát értem az egészet. Mikor a te szegény bűbájos embered meggyújtotta a mécsest, meggyulladt a bányalég, és szétvetette az egész bányát. Takaros kis robbanás volt, belerázkódott az egész város.”

Hogyan jut metán a légkörbe? 

Egyrészt természetes módon, állati és növényi anyagok biológiai bomlása során. Gyakori mocsaraknál, mint mocsárgáz, mely begyulladva foszfor-hidrogénnel együtt okozza a “lidércfény” néven ismert jelenséget.

Metán keletkezik még a kőolaj és földgáz kitermelése során is. A földgáz, mint gázkeverék jelentős részét alkothatja a metán.

Fosszilisenergia-ipar

A metánt a kőolaj- és földgázipar, a vegyipar számos módon használja. A metán kiváló fűtőanyag, illetve szintézisgázok és metanol előállítására használják. A metanol, más néven “faszesz” szintén színtelen és szagtalan, alacsony forráspontú alkoholféle, kiváló oldószer alapanyag, így a műanyaggyártásban is használják, de megtalálható festékekben és üzemanyagcellákban is.

A metanol erősen mérgező anyag, a szervezetben formaldehiddé válik, ami erős sejtméreg. (Érdekességképpen megemlíthető, hogy a faszeszt már az egyiptomi mumifikálás során is alkalmazták, mint konzerváló anyagot, de akkor még nem kőolajból, hanem fából állították elő.)

Miért egyre magasabb a metánkibocsátás mértéke? 

Egyre nagyobb a művelésbe bevont mezőgazdasági terület, különösen az, ahol szarvasmarha-tenyésztést folytatnak. A növekvő metánkibocsátás az ipari állattenyésztésből és más mezőgazdasági tevékenységek során, valamint a szerves hulladék bomlásából keletkezik.

Szarvasmarha és juhtenyésztés és a metán kapcsolata

A tehenek (és más kérődző állatok, főleg juhok) beleiben a rostok megemészthetetlensége miatt nagy mennyiségben termelődik metán. A tehenek bélgázürítése folytán megnő a koncentrációja a légkörben. 

A világ szarvasmarhái évente több millió tonna szén-dioxidot és metánt eregetnek ki. A legnagyobb állattartó országok, mint Új-Zéland, Kína, Argentína és az USA az üvegházhatású gázok emissziójához nagyban hozzájárulnak. Nagy-Britanniában az állatállomány évi 1,15 millió tonnás kibocsátásával a teljes metántermelés 26 %-áért felelős.(2014-es adatok alapján). Mivel egyre több embert kell jóllakatni, egyre többen igénylik a húsfogyasztást, az ebből eredő metánkibocsátás is emelkedik.

A rizstermesztés és a metán

Kevesen tudják, de az árasztásos rizstermesztés miatt, az összes metánkibocsátás 7-17% -a a rizsföldekről származik. A rizsnövény gyökerein élő baktériumok termelik a metánt. 

Óceáni metánszivárgás

Az óceánok vízhőmérsékletének emelkedése nyomán egyre gyakoribbá vált az óceáni metánbuborékok feltörése, a tengeri metánszivárgás. Mivel a meleg környezetben elpusztulnak a metánt fogyasztó baktériumok, viszont nő a hőmérséklet miatt a vízben a bomlási anyagok mennyisége, az óceánok aktív metánkibocsátók lettek. Ez a globális felmelegedés egyik öngerjesztő következménye és klímaválság fokozza ennek az ütemét.

Miért nagy probléma, hogy nő a metánkibocsátás? 

A metán a földgáz elsődleges összetevője. A földgáz termelése, feldolgozása, tárolása, továbbítása és elosztása, valamint a nyersolaj előállítása, finomítása, szállítása és tárolása során a metán a légkörbe kerülve fokozza a globális felmelegedést.

A permafroszt olvadása időzített bombaként ketyeg

Ha nő a metán koncentrációja, az elősegíti a globális felmelegedést.ami hozzájárul olyan régóta megkötött állapotban levő metánmezők kiolvadásához, mint a szibériai permafroszt, ami aztán még tovább erősíti a globális felmelegedést.

A globális felmelegedés miatt az örök fagy birodalma – a fagyos talaj, amely a világ tetejét, az Északi Sarkot borítja – az elmúlt három évtizedben gyorsan olvad. Aggodalomra ad okot a messzi északon túl is, mert a felszabaduló szén-dioxid és metán még magasabbra emelheti a globális átlaghőmérsékletet, sőt földrengések, áradások is követik.

Ebben a NBC News által készített rövid videóban a képek mindent elmondanak. A film 2012-ben készült, azóta a helyzet csak romlott:

Mit lehet tenni ellene?

A metánkibocsátás csökkentésére több specifikus módszer létezik.

Számos törekvés indult a metánkibocsátás csökkentésére. Abban azonban mindegyik megegyezik, hogy nem egyéni szintről, hanem kollektív iparági és nemzetközi feladatról van szó. A nemzetközi metánkibocsátás szabályozására számos kezdeményezés indult.  Többek között a 2010. október 1-én indult  Globális Metán Kezdeményezés is, mely a metáncsökkentési stratégiákat ösztönző nemzetközi partnerség.

Ipari szinten

Az olaj és a földgáz előállításához, tárolásához és szállításához használt berendezések korszerűsítése csökkentheti a CH4 kibocsátáshoz hozzájáruló sok szivárgást. A szénbányákból származó metán is megfogható és felhasználható energiára. 

Mezőgazdaság

A szarvasmarhák bélgázképződésének csökkentésére, illetve összetételének átalakítására számos agrobiológiai kutatás készült, melyeknek közös vonása, hogy olyan takarmányozási módszert alkalmazzunk, melytől kevesebb metán képződik az állatok beleiben. Vannak kísérletek arra is, hogy a zárt térben tartott állatok metántermelését egy speciális elszívórendszerrel gyűjtsék össze és tegyék ártalmatlanná. Egyes szélfogó, tejtermelés-növelő állatgyógyászati szerek alkalmazása is kísérleti fázisban van.

Ha kevesebb szarvasmarhát és juhot tartanánk, kevesebb húst és tejterméket ennénk és preferálnánk a tisztán növényi eredetű élelmiszereket az megoldás lehetne a metán okozta problémák egy részére.

Korszerű hulladékkezelés, szennyvízkezelés

 A hulladéklerakókban a szerves anyagok bomlása során képződő gázok, többek között a metán energetikai hasznosítása. Ide tartozik még a korszerű szennyvízkezelés, mely a megfelelő biológiai megközelítéssel képes a metánt és egyéb bomlási gázokat biomassza formájában hasznosítani.

A mostani COVID járvány okozta gazdasági lassulás egy érdekes tanulsággal is szolgált a Föld légkörének metánszintjével kapcsolatban:

Mivel a közlekedés és az ipari termelés a belsőégésű motorral hajtott járművek használata (pl. légiközlekedés mértéke) csökkent, így a szén-dioxid kibocsátása arányosan kevesebb lett, ám a metánkibocsátás nem!  Ez valószínűleg annak is köszönhető, hogy a gázfűtés és a mezőgazdaság ugyanúgy termelte a metánt tovább, a szarvasmarhák ugyanúgy legeltek, és az óceánok és a tundrák felmelegedése folytatódott.

Gyakran Ismételt Kérdések

Nun Monika I újságíró, digitális marketing specialista. Érdeklődési területe a környezetvédelem mellett az emberi viselkedés nyomán előállított adatvezérelt tartalmak előállítása. Részletek itt.