Vad är metangas?

Metan (CH4) är en färglös, luktfri gas som vanligen används som bränsle och är huvudbeståndsdelen i naturgas. Det är ett kolväte och därför av organisk natur. Det är också en av de gaser som härstammar från kol och som spelar en viktig roll i växthuseffekten. Enligt uppgifter från den amerikanska miljöskyddsbyrån (EPA) kommer 10 procent av utsläppen av växthusgaser från användningen av metangas. Gasen är lättare än luft och kan endast finnas i gasform.

Det är en form av fossilt bränsle som förekommer naturligt under jordytan som en slutprodukt av anaerob nedbrytning av metanogener, där den finns tillsammans med andra fossila bränslen som kol och olja. Metangas kan också framställas i ett laboratorium genom att värma upp en blandning av natriumetanoat och sodakalk.

På grund av dess kolvätekvalitet och kvantitet är det en mycket brandfarlig gas. Den brinner lätt i luften med en blek icke lysande låga genom att reagera med syre och avge koldioxid, vattenånga och mycket värme. Denna artikel syftar till att belysa metangasens källor, användning och effekter.

Källor till metangas

Fossila bränslen

Fossila bränslen är den överlägset största energikällan i världen – de används för att driva motorer i bilar, turbiner och andra maskiner. Fossila bränslen utvinns ur nedbruten organisk materia som har sönderfallit under miljontals år under intensiv värme som leder till att materia sönderdelas till bränsle.

Som ett resultat av detta består det huvudsakligen av kol, en viktig källa till metangas. Metangas förekommer naturligt under jordytan, och eftersom den är i gasform är den inte lätt att fånga upp eller utvinna. Den genereras från andra kolväten i flytande och fast tillstånd som olja respektive kol.

Våtmarker

Artificiella våtmarker som dammar och dammar kan påverka förekomsten av metangas. Ungefär 30 % av metanutsläppen produceras av våtmarker, inklusive dammar, sjöar och floder. Det är vanligt att sådana områden har rensats från vegetation för att återvinnas för byggnation. Efter det fortsätter det döda organiska materialet att ruttna vid basen av dessa strukturer, vilket leder till produktion av metangas i vatten.

Närvaron av vatten och bristen på frisk utomhusluft påskyndar rötningsprocessen av det döda organiska materialet. Det är denna nedbrytningsprocess som leder till att metangas bildas på våtmarkens botten. Naturligt förekommande våtmarker har samma effekt.

Termiter

Termiter är en betydande naturlig källa till metan. Varje termit producerar dagligen små mängder metan. Men när det multipliceras med världspopulationen av termiter, summeras deras utsläpp och skapar totalt 23 miljoner ton metan per år.

Under den normala matsmältningsprocessen hos en termit produceras metan. Termiterna äter cellulosa men förlitar sig på mikroorganismer i sina tarmar för att smälta den. Dessa mikroorganismer producerar metan under processen, vilket utgör 12 % av de naturliga metanutsläppen.

Oceaner

En annan betydande naturlig källa till metan är haven. Metanproducerande mikrober som lever i havet skapar dessa utsläpp. Detta skapar 10 % av de naturliga metanutsläppen. Globalt sett skapar haven 19 miljoner ton metan per år.

Oceaniska metanutsläpp produceras ofta i djupare sedimentlager i produktiva kustområden. Detta står för 75 % av havets metanutsläpp. Den metan som skapas av dessa mikrober blandas med det omgivande vattnet. Efter en tid släpps det ut i atmosfären från havsytan.

Kompostering

En av de mest rekommenderade metoderna för avfallshantering är kompostering, särskilt för organiskt avfall. Kompostering innebär att olika typer av organiskt material läggs i lager för att återvinna avfallet till jorden på ett säkert och vänligt sätt.

Följaktligen leder blandningen av dött organiskt material till produktion av metangas till atmosfären. Kompostering släpper dock ut små mängder av gasen i jämförelse med andra gaskällor och utgör därför ingen fara.

Djuruppfödning

Djuruppfödning ger upphov till 90 miljoner ton metan per år.Eftersom människor föder upp idisslare som kor, får och getter som föda, skapar den enteriska jäsningen hos dessa husdjur 27 % av människans metanutsläpp.

Under deras normala matsmältningsprocess skapar de stora mängder metan. Enterisk jäsning uppstår på grund av mikroorganismer i magen hos dessa djur. Detta skapar metan som en biprodukt som antingen andas ut av djuret eller släpps ut via flatus. Därför har det kött som vi äter varje dag en stor inverkan på de totala metanutsläppen.

Djuravfall

I ett försök att spara på icke-förnybara energikällor har världen uppmuntrat boskapsproduktionssystem att börja producera biogas för att tillhandahålla billig och överkomlig energi. Boskapsproduktionen har lett till att denna förnybara energikälla har vuxit fram eftersom den tillhandahåller allt material som behövs för att sätta upp anläggningen. Detta har lett till att mer metan släpps ut i atmosfären genom jäsning av djuravfall.

Anaerob nedbrytning

Metangas produceras när det sker en anaerob bakteriell nedbrytning. Detta innebär att processen för nedbrytning av organiskt material inte kräver syre, utan snarare lämpliga medier för att bakterierna ska trivas. Det sker ofta vid nedbrytning av organiskt avfall på deponier, nedbrytning av organiskt material i avloppsvatten från hushåll, kommunala och industriella källor och vid hantering av stora mängder gödsel med hjälp av stora avfallshanteringssystem och lagringstankar i djuruppfödning.

Avfallshantering

Avloppsvatten i rått tillstånd behandlas för att det ska kunna anses vara säkert att släppas ut i vattendragen igen. Under behandlingen lämnas slam kvar som restprodukt, och eftersom slammet ofta är en blandning av föreningar, särskilt organiskt material, gör lämpliga bakterier detta till sitt hem och hjälper till med nedbrytningen, vilket leder till produktion av metangas.

Kolbrytning

Kol är den tyngsta formen av fossila bränslen som utvinns från jordens yta, och på grund av detta är det fast i sitt tillstånd och upptar mycket utrymme, vilket gör att metangas fångas in under ytan. Brytning av kol leder till att metangas frigörs i atmosfären eftersom den inte är lätt att fånga in.

Risfält

För att ris ska kunna växa odlas det på vadderade fält, som översvämmas med vatten. För mycket vatten tömmer det syre som finns i marken och leder också till att organiskt material som finns där bryts ner, vilket ger ett lämpligt medium för produktion av metangas. Gasen frigörs genom diffusion i atmosfären. Risfält med paddor är bland de största källorna till metangas som släpps ut i miljön.

Förbränning av träbränsle

Användningen av ved och träkol är vanlig eftersom det är ett billigt sätt att generera matlagnings- och uppvärmningsenergi. Men när träbränsle används släpps metangas ut i atmosfären. Skogsbränder släpper också ut gasen i atmosfären.

Biomassaförbränning

Biomassa är material från levande eller döda organiska ämnen. Biomassaförbränning orsakar en stor mängd metanutsläpp. Storskaliga öppna bränder som människor gör för att förstöra skördeavfall och röja mark för jordbruk eller annan användning skapar 11 % av människans metanutsläpp. Naturliga skogsbränder kan bidra till detta. Men den stora majoriteten av biomassaförbränningen orsakas av människor. Förbränning av biomassa ger upphov till 38 miljoner ton metan per år.

Biobränslen

Biobränslen ger upphov till 12 miljoner ton metan varje år. All biomassa som används för att producera energi för hushållsändamål räknas som biobränsle. Uppskattningsvis 80 % av biobränslena används för matlagning, uppvärmning och belysning i hemmet genom förbränning av trä, jordbruksavfall eller djurgödsel. Detta är den enskilt största bidragsgivaren till de globala biobränsleutsläppen.

Omkring 2,7 miljarder människor, nästan hälften av världens befolkning, använder dagligen fasta biobränslen för matlagning och uppvärmning av sina hem. De flesta är fattiga och bor i utvecklingsländer. De andra källorna till biobränslen är lågteknologiska företag som tegel- eller kakelugnar, restauranger, transportfordon etc.

Landdeponier och avfall

Landdeponier och avfall producerar 55 miljoner ton metan per år. Deponier och öppna soptippar är fulla av organiskt material som matrester, tidningar, klippt gräs och löv. Eftersom vi fortsätter att dumpa nya sopor över de gamla soporna fastnar det organiska materialet i våra sopor under förhållanden där det inte finns något syre. Detta ger utmärkta förutsättningar för metanproducerande mikrober att bryta ner avfallet och producera stora mängder metanutsläpp. Även efter att en soptipp har stängts kommer bakterier att fortsätta att bryta ner det nedgrävda avfallet och fortsätta att släppa ut metan i åratal.

Användningsområden för metangas

Används vid matlagning

Metan är ett kolväte och är lättare än luft. Därför producerar den mer energi per viktenhet i jämförelse med olja och kol. Det är också att föredra vid matlagning eftersom det inte luktar och inte lämnar sot på köksredskapen.

Användning i bostäder

Metan används också för att värma och kyla sina bostäder. Vissa hem använder metan-naturgas för att värma upp sitt vatten. En annan vanlig användning i hemmet är en naturgaskamin. Det finns också naturgas torktumlare för kläder, men de är inte särskilt vanliga.

Användning för belysning

Metangas kan utnyttjas för att generera elektricitet för såväl bostäder som kontor och industrier. Genom en process som kallas distribuerad produktion kan metanet i naturgasen skapa elektricitet. Mikroturbiner (värmemotorer) och bränsleceller för naturgas kan producera tillräckligt med elektrisk energi.

Används vid produktion av andra föreningar

Metangas är nödvändig för bildandet av metanol (metylalkohol), som är en nyckelkomponent i alkohol. Den är också viktig vid artificiell tillverkning av väte som används i olika industrier.

Hydrochlorsyra, en av de vanligaste syrorna som används i laboratorier, tillverkas med metangas som ingrediens. Triklormetan är en annan förening som kräver metangas. Det kallas även kloroform och används flitigt både som lösningsmedel och bedövningsmedel.

Används för att driva industrimaskiner

Metan, i form av naturgas, är viktigt för en rad olika industrier. Det är en vanlig ingrediens i tyg, plast, frostskyddsmedel och gödningsmedel. Metangas används för att driva eller driva motorer och turbiner i fabriker. Industrier som massa och papper, livsmedelsförädlare, oljeraffinaderier och företag som arbetar med sten, lera och glas använder den energi som frigörs. Metanbaserad förbränning hjälper företag att torka, avfukta, smälta och sanera sina produkter. Den används också för att tillhandahålla energi för belysningsändamål.

Används för att producera kimrök

Metangas kan förbrännas ofullständigt, vilket leder till ovanliga kolavlagringar. Dessa avlagringar kallas kimrök och används för att förstärka gummi som används för att tillverka fordonsdäck. Samma kimrök används för att göra färger och tryckfärg.

Det är en gödselmedelsingrediens

Med tillsats av väte används metangas för att tillverka ammoniak, som är en viktig förening vid tillverkning av gödselmedel.

Används som raketbränsle

Dets gasformiga tillstånd översätter sig till färre kolavlagringar vid förbränning, vilket gör det idealiskt för raketbränsle. Det lämnar inte heller några rester. Andra former av bränsle, t.ex. fotogen, avger mycket kol, vilket gör raketförbränningskammaren defekt.

Metangasens effekter på vår miljö

Explosioner

En blandning av metan och luft är mycket explosiv till sin natur. Ungefär 20 % av luften består av syre, och det blir mycket reaktivt när det kommer i kontakt med metan. Det har förekommit fall av explosioner, särskilt i kolgruvor, där gruvorna kollapsat enbart på grund av reaktionen mellan metangasen i gruvan och syret i luften.

Explosioner har också bevittnats i deponier där organiskt avfall har kompakterats och metangas frigörs i stora mängder. Spontan reaktion med luften runt deponin som kan leda till brandutbrott har rapporterats.

Drivhuseffekt

Som sådan är metangas inte skadlig för miljön eller livet. Men i en ökad koncentration av metangasen i kombination med koldioxid och vattenånga sker en massiv absorption och inlåsning av värme i atmosfären, vilket är skadligt för miljön. Resultatet kallas växthusgaseffekten i samband med klimatförändringar och global uppvärmning.

Brännskador

I sin extremt kalla form kan metangas orsaka brännskador när den kommer i kontakt med hud och ögon.

Sufficiens

I höga koncentrationer och i slutna utrymmen kan gasen reagera med allt syre som finns och befria området från allt syre, vilket leder till kvävning.

Sjuka

Motorer släpper ut kolväten och ångor på grund av förbränningen av metangas, som kan vara farliga när de andas in i kroppen. Å andra sidan kan exponering för höga halter av metan leda till huvudvärk, kräkningar, illamående och medvetslöshet.

Klimatförändring

Efter koldioxid står metan för cirka 23 procent av klimatförändringen under 1900-talet enligt NASA. Metan som släpps ut i atmosfären innan det förbränns är skadligt för miljön. Jämfört med andra växthusgaser är metanens livslängd i atmosfären relativt kort, men den är effektivare på att fånga in värme än dessa andra gaser. Eftersom den kan fånga in värme i atmosfären bidrar metan till klimatförändringarna.

• Författare
• Renoverade inlägg

En sann miljökämpe med hjärtat ❤️. Grundade Conserve Energy Future med det enda mottoet att tillhandahålla användbar information om vår snabbt utarmade miljö. Om du inte tror starkt på Elon Musks idé att göra Mars till en annan beboelig planet, kom ihåg att det verkligen inte finns någon ”Planet B” i hela universum.

Senaste inlägg av Rinkesh (se alla)

• Är golfbollar återvinningsbara? (Och är de biologiskt nedbrytbara?) – 2 mars 2021
• Är ätpinnar återvinningsbara? (Och är de komposterbara eller biologiskt nedbrytbara) – 2 mars 2021
• Är Sellotape återvinningsbart? (Och är det komposterbart eller biologiskt nedbrytbart?) – 2 mars 2021