Hvad er metangas?

Metan (CH4) er en farveløs, lugtfri gas, der almindeligvis anvendes som brændstof – den vigtigste bestanddel af naturgas. Det er et kulbrinte og er derfor organisk af natur. Det er også en af de gasser, der stammer fra kulstof, og som spiller en vigtig rolle i drivhuseffekten. Det amerikanske miljøbeskyttelsesagentur (EPA) hævder, at 10 % af drivhusgasemissionerne stammer fra brugen af metangas. Gassen er lettere end luft og kan kun være i gasform.

Det er en form for fossilt brændstof, der naturligt forekommer under jordens overflade som et slutprodukt af anaerob nedbrydning af methanogener, hvor det findes sammen med andre fossile brændstoffer som kul og olie. Metangas kan også fremstilles i et laboratorium ved at opvarme en blanding af natriumethanoat og natronkalk.

På grund af sin kulbrintekvalitet og mængde er det en meget brandfarlig gas. Den brænder let i luften med en bleg ikke-lysende flamme ved at reagere med ilt og afgive kuldioxid, vanddamp og en masse varme. Denne artikel søger at belyse kilderne, anvendelsen og virkningerne af metangas.

Kilder til metangas

Fossile brændstoffer

Fossile brændstoffer er langt den største energikilde i verden – de bruges til at drive motorer i biler, turbiner og andre maskiner. Fossilt brændsel udvindes af forrådnet organisk materiale, der er nedbrudt gennem millioner af år under intens varme, hvilket har ført til opløsning af stof til brændstof.

Det består derfor hovedsageligt af kulstof, der er en vigtig kilde til metangas. Metangas er naturligt forekommende under jordens overflade, og da det er i gasform, er det ikke let at fange eller udvinde. Det dannes fra de andre kulbrinter i flydende og fast tilstand som f.eks. olie og kul.

Vådområder

Kunstige vådområder som f.eks. dæmninger og damme kan påvirke tilstedeværelsen af metangas. Omkring 30 % af metanemissionerne produceres af vådområder, herunder damme, søer og floder. Det er almindeligt at se, at sådanne områder er blevet ryddet for vegetation for at genetablere dem med henblik på byggeri. Efterfølgende fortsætter det døde organiske materiale med at rådne i bunden af disse strukturer, hvilket fører til produktion af metangas i vandet.

Anstedeværelsen af vand og mangel på frisk luft i det fri fremskynder forrådnelsesprocessen af det døde organiske materiale. Det er denne nedbrydningsproces, der fører til dannelse af metangas i bunden af vådområdet. Naturligt forekommende vådområder har den samme effekt.

Termitter

Termitter er en betydelig naturlig kilde til metan. Hver termit producerer små mængder metan på daglig basis. Men når det bliver ganget med verdens befolkning af termitter, løber deres emissioner op og skaber i alt 23 millioner tons metan om året.

I forbindelse med en termits normale fordøjelsesproces bliver der produceret metan. Termitter spiser cellulose, men er afhængige af mikroorganismer i deres tarm til at fordøje den. Disse mikroorganismer producerer metan under processen, hvilket udgør 12 % af de naturlige metanemissioner.

Oceaner

En anden væsentlig naturlig kilde til metan er havene. Metanproducerende mikrober, der lever i havet, skaber disse emissioner. Dette skaber 10 % af de naturlige metanemissioner. Globalt set skaber havene 19 millioner tons metan om året.

Oceaniske metanemissioner bliver ofte produceret i dybere sedimentlag i produktive kystområder. Dette tegner sig for 75 % af havets metanemissioner. Den metan, der dannes af disse mikrober, blandes med det omgivende vand. Efter et stykke tid bliver det udledt til atmosfæren fra havets overflade.

Kompostering

En af de mest anbefalede metoder til bortskaffelse af affald er kompostering, især for organisk affald. Kompostering indebærer, at forskellige typer organisk materiale lægges i lag for at genbruge affaldet tilbage til jorden på en sikker og venlig måde.

Følgelig fører blandingen af dødt organisk materiale til produktion af metangas til atmosfæren. Kompostering frigiver dog små mængder af gassen i forhold til andre gaskilder og udgør derfor ikke en fare.

Dyreavl

Dyreavl skaber 90 millioner tons metan om året.Da mennesker opdrætter drøvtyggere som køer, får og geder som føde, skaber den enteriske gæring i disse husdyr 27 % af menneskets metanemissioner.

Under deres normale fordøjelsesproces skaber de store mængder metan. Den enteriske gæring sker på grund af mikroorganismer i disse dyrs mave. Dette skaber metan som et biprodukt, der enten udåndes af dyret eller frigives via flatus. Derfor har det kød, som vi spiser hver dag, en enorm indvirkning på de samlede metanemissioner.

Dyreaffald

I et forsøg på at spare på ikke-fornyelige energikilder har kloden tilskyndet husdyrproduktionssystemer til at begynde at producere biogas for at skaffe billig og overkommelig energi. Husdyrproduktionen har ført til væksten af denne vedvarende energikilde, da den leverer alle de materialer, der er nødvendige for at etablere anlægget. Dette har medført større frigivelse af metan til atmosfæren gennem fermentering af animalsk affald.

Anaerob nedbrydning

Metangas produceres, når der sker anaerob bakteriel nedbrydning. Det betyder, at nedbrydningsprocessen af organisk materiale ikke kræver ilt; den kræver snarere et egnet medie, hvor bakterierne kan trives. Det sker ofte under nedbrydning af organisk affald på lossepladser, nedbrydning af organisk materiale i spildevand fra husholdninger, kommuner og industri og under håndtering af store mængder gødning ved hjælp af store affaldsbehandlingssystemer og opbevaringstanke i husdyrbrug.

Affaldshåndtering

Råspildevand fra spildevand behandles, for at det kan anses for at være sikkert at slippe tilbage i vandløbene. Under behandlingen efterlades slam som restprodukt, og da slammet ofte er en blanding af forbindelser, især organisk materiale, gør egnede bakterier dette til deres hjem og hjælper med nedbrydningen, hvilket fører til produktion af metangas.

Kulminedrift

Kul er den tætteste form for fossilt brændstof, der udvindes fra jordens overflade, og på grund af dette er det fast i sin tilstand og optager meget plads, hvorved det fanger metangas under sig. Udvinding af kul fører til frigivelse af metangas til atmosfæren, da det ikke er let at fange det.

Rismarker

For at ris kan vokse, dyrkes det på polstrede marker, som oversvømmes med vand. For meget vand udtømmer den ilt, der er til stede i jorden, og fører også til nedbrydning af de tilstedeværende organiske materialer, hvilket giver et passende medie for produktion af metangas. Gassen frigives gennem diffusion til atmosfæren. Rismarker med rismarker er blandt de største kilder til metangas, der frigives til miljøet.

Afbrænding af træbrændsel

Brug af brænde og trækul er almindeligt, fordi det er en billig måde at generere madlavnings- og opvarmningsenergi på. Men når der bruges træbrændsel, frigives der metangas i atmosfæren. Skovbrande frigiver også denne gas til atmosfæren.

Biomasseafbrænding

Biomasse er materiale fra levende eller dødt organisk materiale. Afbrænding af biomasse forårsager en stor mængde metanemissioner. Store åbne brande, som mennesker foretager for at destruere afgrødeaffald og rydde jord til landbrugsformål eller andre formål, står for 11 % af menneskets metanemissioner. Naturlige skovbrande kan også bidrage hertil. Men langt størstedelen af biomasseafbrændingen er forårsaget af mennesker. Afbrænding af biomasse skaber 38 mio. tons metan om året.

Biobrændstoffer

Biobrændstoffer producerer 12 mio. tons metan om året. Enhver biomasse, der anvendes til at producere energi til husholdningsbrug eller til husholdningsformål, tæller som et biobrændsel. Det anslås, at 80 % af biobrændstofferne anvendes til madlavning, opvarmning og belysning i hjemmet ved afbrænding af træ, landbrugsaffald eller husdyrgødning. Dette er den største enkeltstående bidragsyder til de globale biobrændstofemissioner.

Omkring 2,7 milliarder mennesker, næsten halvdelen af verdens befolkning, bruger dagligt faste biobrændstoffer til madlavning og opvarmning af deres hjem. De fleste er fattige og bor i udviklingslandene. De andre kilder til biobrændstoffer er lavteknologiske virksomheder som f.eks. tegl- eller kakkelovne, restauranter, transportkøretøjer osv.

Landdeponier og affald

Landdeponier og affald producerer 55 millioner tons metan om året. Lossepladser og åbne affaldsdepoter er fulde af organisk materiale som madrester, aviser, afklippet græs og blade. Når vi bliver ved med at smide nyt affald oven på det gamle affald, bliver det organiske materiale i vores affald fanget under forhold, hvor der ikke er ilt. Dette giver fremragende betingelser for metanproducerende mikrober til at nedbryde affaldet og producere store mængder metanemissioner. Selv efter at en losseplads er blevet lukket, vil bakterier fortsætte med at nedbryde det begravede affald og blive ved med at udlede metan i årevis.

Anvendelser af metangas

Bruges til madlavning

Metan er et kulbrinte og er lettere end luft. Derfor producerer det mere energi pr. vægtenhed i forhold til olie og kul. Det foretrækkes også til madlavning, da det ikke lugter og ikke efterlader sod på madlavningsredskaberne.

Anvendelse i boliger

Andre anvendelser af metan er til opvarmning og køling af deres hjem. Nogle hjem bruger metan-naturgas til at opvarme deres vand. En anden almindelig anvendelse i hjemmet er et naturgaspejs. Der findes også naturgas-tørretumblere til tøj, men de er ikke særlig almindelige.

Udnyttes til belysning

Metangas kan udnyttes til at generere elektricitet til såvel boliger som kontorer og industrier. Gennem en proces, der kaldes distribueret produktion, kan metanen i naturgas skabe elektricitet. Mikroturbiner (varmemotorer) og naturgasbrændselsceller kan producere nok elektrisk energi.