Ekologické Účinky Metanu a CO2: Srovnání

Problematika emisí skleníkových plynů a možné souvislosti rostoucí koncentrace skleníkových plynů v atmosféře se změnami globálního klimatického systému Země je záležitost velmi složitá. Přestože je k dispozici již mnoho informací, řada aspektů této problematiky je nejasná a nemá zatím odborně podložené, jednoznačné a nesporné řešení - nehledě na to se k dané problematice vyjadřuje kdekdo, často bez nutné alespoň elementární znalosti věci. Abychom se vyvarovali stejné chyby, zaměříme se na to, kde, proč a jak vznikají v půdě a v zemědělském systému skleníkové plyny, dále na jejich emise do ovzduší a také na to, zda a případně jak je možné tyto emise snížit; nevyhneme se ani stručné definici a vysvětlení, co jsou tzv. skleníkové plyny a jak se v atmosféře projevují, neboť i v této oblasti stále kolují nesprávné nebo neúplné informace.

Skleníkový Efekt a Skleníkové Plyny

Jako „skleníkové plyny“ se označují plyny, které způsobují takzvaný „skleníkový efekt“. Všichni tyto termíny používají, ale často nesprávně; proto si v tom zjednáme hned na začátku pořádek. Nejde ale o triviální záležitost, a tak se bohužel nevyhneme použití několika odborných termínů.

Skleníkové plyny jsou takové plyny, jejichž molekuly jsou schopny pohlcovat záření a takto zachycenou energii posléze zpětně vyzářit. Mechanismus absorpce energie spočívá (stručně a nepřesně) ve schopnosti způsobit, respektive zintenzivnit vibrace atomů vázaných v molekulách. Tato schopnost intenzivnějších vibrací je různá u různých molekul, a proto mají molekuly různých plynů různé radiační vlastnosti (proto stejné množství různých plynů absorbuje velmi rozdílné množství záření) nebo je nemají vůbec. Z plynů obsažených v zemské atmosféře jsou to především vodní pára, oxid uhličitý, oxid dusný a metan.

Je-li těchto plynů v atmosféře více, pohlcují a poté vyzařují více tepla, a tak dochází ke zvyšování (průměrné) teploty na a při povrchu Země. Kromě vodní páry se jedná o tzv. stopové plyny, které se v atmosféře vyskytují v malých (stopových) koncentracích.

Koncentrace plynů v plynných směsích se vyjadřuje různým způsobem a s využitím různých jednotek, např. jako objemový zlomek (objem látky z celkového objemu, např. ml.l−1, objemové procento (obj. %), ppm (miliontina celku) nebo ppb (miliardtina celku) apod., kdy např. koncentrace 100 molekul CO2 obsažených v milionu molekul vzduchu se vyjádří jako 100 ppm CO2. Jednotky ppm a ppb tedy v případě plynů vyjadřují počet molekul plynu přítomného v milionu nebo miliardě molekul vzduchu. Vzhledem k tomu, že u plynů je objem proporcionální počtu molekul, platí také, že tyto relativní jednotky zároveň vyjadřují objem daného plynu v jednotce objemu vzduchu (takže koncentrace 100 ppm CO2 také udává, že v 1 litru vzduchu, tedy v 1 000 000 µl, je obsaženo 100 µl CO2; vhodný zápis je ppmv, kde písmeno v značí objem - volume).

Čtěte také: České supermarkety a bio

Hlavním zdrojem energie na Zemi je sluneční záření. Sluneční záření vstupuje do zemské atmosféry, kterou tvoří směs plynů nazývaná vzduch. Některé normální složky vzduchu způsobují svojí přítomností a svými vlastnostmi, že atmosféra omezuje únik tepelné energie do kosmického prostoru a tím významně přispívá k ohřívání zemského povrchu a udržování přijatelné teploty na Zemi.

Jak jsme již uvedli výše, zjednodušeně se vysvětluje tak, že molekuly některých plynů (= radiačně aktivních plynů) mohou dočasně pohltit dlouhovlnné infračervené záření a poté je zase uvolnit. Toto Zemí vyzařované dlouhovlnné záření samozřejmě opět prochází atmosférou a zde je dočasně zachycováno molekulami skleníkových plynů. Posléze je z nich uvolněno (vyzářeno opět jako tepelné záření), ale nyní všemi směry - část záření se proto vrací zpět k povrchu a dále jej otepluje.

Přirozený skleníkový efekt v atmosféře Země způsobují hlavně molekuly několika látek: vodní pára (H2O), oxid uhličitý (CO2), metan (CH4) a oxid dusný (N2O). Díky existenci přirozeného skleníkového efektu zemské atmosféry máme na Zemi průměrnou teplotu kolem +15 °C; odhaduje se, že kdyby atmosféra neměla skleníkový efekt, teplota by - podle různých autorů - byla o cca 33 až 35 °C nižší, a tedy pro život na Zemi v dnešní podobě velice nepříznivá až likvidační.

Pokud se hodnotí tzv. zvýšený, člověkem způsobený (antropogenní) skleníkový efekt, vodní pára se ke skleníkovým plynům neřadí, protože přítomnost vodní páry v atmosféře je téměř nezávislá na lidské činnosti v tom smyslu, že produkce vodní páry člověkem je zanedbatelná v porovnání s produkcí přírodními procesy. Dále je třeba počítat se skleníkovým efektem freonů a jiných umělých a člověkem do prostředí uvolňovaných látek. Tyto látky mají 5 - 20 000krát silnější skleníkový efekt než oxid uhličitý a navíc způsobují destrukci molekul ozonu v atmosféře.

Kromě radiačních vlastností se do účinku skleníkových plynů promítá i doba jejich existence v atmosféře. Celkový radiační účinek daného plynu se a označuje jako globální oteplovací potenciál (global warming potential, GWP) (viz tabulka 1). Pro zjednodušení úvah a výpočtů jsou radiační účinky různých plynů uváděny relativně k CO2 v hmotnostním vyjádření a jsou vztaženy na určitou dobu existence plynu v atmosféře.

Čtěte také: Jak podporovat projekty

Z tabulky 1 je vidět, že radiační účinek všech ostatních skleníkových plynů je mnohonásobně vyšší než účinek CO2. Problém se skleníkovými plyny spočívá v tom, že koncentrace všech hlavních skleníkových plynů v atmosféře se zvyšuje a zdá se, alespoň podle některých odhadů, že zvyšující se koncentrace skleníkových plynů již má nebo bude mít za následek zvyšování teploty na Zemi, které mnozí považují za nežádoucí. Odborníci se ale v dopadech kumulace skleníkových plynů v atmosféře neshodují.

Je jisté, že tzv. skleníkové plyny, tedy vodní pára, oxid uhličitý, metan, oxid dusný a další látky, mají radiační účinek, jejich molekuly dočasně absorbují a pak uvolňují dlouhovlnné záření. Je také jisté, že koncentrace většiny nebo všech skleníkových plynů v atmosféře narůstá. Tato fakta platí. Globální ekosystém Země je nicméně velmi komplikovaný a skutečně spolehlivých údajů např. o změnách teploty a změnách klimatu na Zemi v dávnější minulosti je málo.

Hlavní Skleníkové Plyny: CO2 a Metan

Hlavní příčinou této změny je tzv. skleníkový efekt. Chování některých plynů v zemské atmosféře se se dá totiž přirovnat ke skleněným tabulkám skleníku - zadržují sluneční teplo a nedovolují mu uniknout ven, což vede ke zvyšování teploty na povrchu naší země.

Nejvýznamnějším skleníkovým plynem je oxid uhličitý (CO2), který k oteplování přispívá přibližně ze 70 %. Jeho koncentrace v atmosféře rostou především kvůli spalování fosilních paliv, ale například i kácení pralesů nebo výrobě oceli a cementu. Dalším významným skleníkovým plynem je metan (CH4), který do atmosféry uniká hlavně při těžbě fosilních paliv a chovu dobytka.

Oxid Uhličitý (CO2)

Na přibližně 70 % světových emisí skleníkových plynů se podílí oxid uhličitý. Hlavním antropogenním skleníkovým plynem je oxid uhličitý (CO2), který k oteplování přispívá přibližně ze 70 %.

Čtěte také: Dávkování lignohumátu v ekologickém zemědělství

Emise CO2 pocházejí zejména ze spalování fosilních paliv, rozkladu uhličitanů při výrobě cementu, vápna, skla atd. V ČR k emisím oxidu uhličitého ze spalovacích procesů přispívají nejvíce tuhá paliva.

Metan (CH4)

Metan je dalším významným skleníkovým plynem, který přispívá k oteplování Země. Na rozdíl od F-plynů se metan přirozeně vyskytuje v atmosféře, ale jeho emise jsou výrazně zvyšovány lidskými aktivitami, jako je zemědělství, průmyslová výroba a těžba fosilních paliv.

Hojně diskutovaný metan spojený se zemědělskou produkcí je však od ostatních dvou odlišný. Oxid uhličitý a oxid dusný mají velmi dlouhou životnost a ve vzduchu zůstávají stovky až tisíce let. Jakýkoliv oxid uhličitý z automobilového provozu je stále ve vzduchu, kde se hromadí. Metan je odlišný svou krátkou životností a to pouze 10 let. Poté se procesem hydroxyoxidace rozloží.

Emise Skleníkových Plynů a Česká Republika

Česká republika patří (jak je patrné z Dashboardu D2, Grafu G1) v přepočtu na osobu mezi větší producenty skleníkových plynů. V roce 2023 činila tato hodnota 7,92 tun CO2ekv. na osobu ročně. To je 1,7x více než světový průměr a 1,4x více než průměr EU.

V porovnání s celosvětovými emisemi se mohou zdát emise Česka zanedbatelné - v roce 2022 Česká republika vypustila 118,5 milionu tun CO2eq (při zahrnutí sektoru využití půdy a lesnictví 121,8 mil. tun CO2eq). Poprvé od roku 1990 se tak celkové emise ČR dostaly pod hranici 100 miliónů tun ekvivalentu oxidu uhličitého. Oproti roku 2022 došlo k poklesu emisí o celých 15 %, což v absolutních číslech představuje snížení o 17,5 miliónů tun.

Emise Skleníkových Plynů v Zemědělství

Na rozdíl od jiných sektorů, kde většina emisí skleníkových plynů připadá na oxid uhličitý (jako například v průmyslu), vznikají v zemědělství převážně jiné skleníkové plyny. Při přepočtu na CO2eq mají největší podíl emise metanu (42 %) a emise oxidu dusného (42 %). Zemědělská činnost přispívá ke globálnímu oteplování především produkcí metanu z bachorové a střevní fermentace hospodářských zvířat a také oxidu dusného při používání hnojiv a hospodaření s půdou.

Možnosti Snížení Emisí v Zemědělství

Zemědělství hraje v kontextu boje s emisemi v podstatě dvojí roli, protože je jak producentem skleníkových plynů, tak má zároveň potenciál být součástí řešení vedoucího k dosažení uhlíkové neutrality. Udržitelné zemědělské postupy, jakými jsou ekologické zemědělství a agrolesnictví, mohou pomoci zachycovat uhlík v půdě a tím snižovat emise.

Omezovat produkci emisí v zemědělství lze různými cestami; je možné redukovat spotřebu živočišných produktů, zefektivnit výrobu, ekologicky hospodařit s půdou, omezit používání umělých hnojiv, hledat alternativní zdroje energie a paliv.

V chovech skotu se nejčastěji lze setkat se strategiemi založenými na úpravě výživy, podávání inhibitorů metanu nebo genetické selekci s cílem snížit tvorbu metanu. Mezi doporučené strategie pro snižování emisí skleníkových plynů, především metanu, patří inhibitory metanu přidávané do krmiv.

Ekvivalent Oxidu Uhličitého (CO2eq)

Ekvivalent oxidu uhličitého neboli zkráceně CO2eq, je metrická míra používaná k porovnání emisí různých skleníkových plynů na základě přepočtu na ekvivalentní množství oxidu uhličitého se stejným potenciálem globálního oteplování. Například podle standardního výpočtu je metan 28krát silnější skleníkový plyn než oxid uhličitý (při uvažovaném stoletém horizontu), tedy 1 tuna metanu představuje 28 tun CO2eq.

tags: #ekologické #účinky #metanu #a #co2 #srovnání

Oblíbené příspěvky:

• Škola v přírodě – vzorový rozpis
• Pravidla pro spaní v přírodě v Roháčích
• Likvidace odpadu Letňany
• Dotace na obnovitelné zdroje
• Výzvy a příležitosti ekologického zemědělství