Spalování metanu, emise a informace

Emise metanu, vysoce účinného skleníkového plynu, byly příliš dlouho přehlíženy. Opatření vedoucí ke snížení emisí metanu jsou důležitým krokem ke zpomalení klimatických změn.

Vlastnosti metanu

Methan (mimo chemii dle PČP metan) neboli podle systematického názvosloví karban je chemická sloučenina uhlíku a vodíku s molekulárním vzorcem CH4 a je nejjednodušším zástupcem skupiny látek alkanů. Za normálních podmínek je to bezbarvý, bez zápachu a hořlavý plyn. Metan je ve vodě málo rozpustný a vytváří výbušné směsi se vzduchem.

Molekula methanu má symetrii pravidelného čtyřstěnu (bodová grupa symetrie Td), v jehož těžišti se nachází uhlíkový atom a v jehož vrcholech se nacházejí vodíkové atomy. Bod samovznícení je sice velmi vysoký (595 °C, teplota vznícení při koncentraci 8,5 % je 537 °C), ale stačí např. elektrická jiskra nebo otevřený plamen a směs methanu se vzduchem může být přivedena k výbuchu (minimální iniciační energie je 0,28 mJ). Přitom meze výbušnosti jsou značně velké, od 4,4 do 15 objemových procent.

Výskyt metanu

V přírodě se vyskytuje především jako hlavní složka zemního plynu. Protože se vyskytuje ve velkém množství v ložiscích, je atraktivním zdrojem energie. Přeprava probíhá potrubím nebo jako hluboko zmrazená kapalina (LNG) tankery. Dále se vyskytuje jako methanový hydrát vázaný na mořské dno a v oblastech s věčným ledem, i když přesné množství není známo. Metan slouží jako topný plyn a má velký význam v chemickém průmyslu jako výchozí materiál pro technické syntézy, jako je výroba metanolu nebo výroba halogenovaných derivátů methanu.

Plyn je produkován ve značném množství biotickými procesy, buď anaerobně mikroorganismy, nebo aerobně fytoplanktonem, rostlinami a houbami. Antropogenní nepřímé zdroje zahrnují pěstování rýže a chov ovcí a skotu. Metan je nejhojnějším uhlovodíkem v atmosféře Země, jehož koncentrace kolísá mezi severní a jižní polokoulí i sezónně.

Čtěte také: Propan-butan a jeho vliv na ovzduší

Dále je obsažen v atmosférách velkých planet (Jupiter, Saturn, Uran a Neptun) sluneční soustavy. V pevném stavu je součástí tzv. ledových měsíců velkých planet a tvoří zřejmě nezanedbatelnou část hmoty transneptunických těles, případně je vysrážen ve formě ledu nebo jinovatky na jejich povrchu (např. Pluto).

Vliv metanu na klima

Jako skleníkový plyn má methan vysoký potenciál globálního oteplování. Přispěl ke globálnímu oteplování v dějinách klimatu a ovlivňuje současné globální oteplování. V atmosféře Země se oxiduje na methanol, formaldehyd, kyselinu mravenčí a nakonec na oxid uhličitý, kde vzniká i voda.

V roce 2021 dosáhla koncentrace v atmosféře 262 % úrovně před industrializací. Podle odhadů WMO vzrostla v roce 2021 globální průměrná koncentrace methanu o 18 na 1908 ppb. Potenciál methanu pro globální oteplování, založený na období 100 let, je 28krát vyšší než potenciál stejného množství oxidu uhličitého podle hmotnosti. Během 20 let tento faktor stoupá na 84. Metan přispívá přibližně 20 až 30 % k antropogennímu skleníkovému efektu.

Podle Programu OSN pro životní prostředí (UNEP) by opatření proti emisím methanu mohla způsobit, že průměrná globální teplota vzroste do roku 2045 téměř o 0,3 °C pomaleji, než se očekávalo. Ve srovnání s oxidem uhličitým má methan kratší dobu setrvání v zemské atmosféře (12 let oproti 5-200 letům).

Zdroje emisí metanu

Hlavním zdrojem methanu je přírodní surovina zemní plyn. Přímá příprava sloučením uhlíku s vodíkem je prakticky nemožná, vzhledem k tomu, že by uhlík musel být nejprve převeden do plynného stavu.

Čtěte také: Energie z biomasy: dopady na ekologii

Každý rok se na Zemi vypustí asi 600 milionů tun methanu. V Česku roční emise methanu pohybují přibližně 300-350 tisíc tun (0,3-0,35 Mt CH4). Hlavními zdroji jsou zemědělství (především chov skotu) - okolo 50-55 % emisí, odpadové hospodářství (skládky, čistírny odpadních vod) - asi 20-25 %, energetika a fosilní infrastruktura (těžba ropy, plynárenská zařízení) - přibližně 20 %, ostatní zdroje - zbytek tvoří menší podíly z průmyslu a dalších činností.

Přibližně 70 % emisí methanu produkovaného mikroorganismy na Zemi je způsobeno lidskou činností. Emise methanu ze zemědělství a chovu zvířat přispívají k tomu asi z 40 až 46 %. Domácí dobytek vypouští přibližně 150 až 250 litrů methanu denně, protože metanogeny se podílejí na rozkladu celulózy v žaludku skotu.

Emise metanu v plynárenském průmyslu

Emise metanu v plynárenském průmyslu vznikají ve všech článcích dodavatelského řetězce. A to jak kvůli úmyslným, tak nechtěným únikům metanu do ovzduší. Úmyslné vypouštění tohoto skleníkového plynu může nastat například v důsledku opravy plynovodu, kvůli níž je nutné danou část potrubí vždy vyprázdnit.

K únikům metanu dochází v předvýrobní fázi (např. při hydraulickém štěpení a dokončování vrtů), během těžby (tady jde např. o fugitivní emise, úniky při odvětrávání či údržbových pracích na zařízení), ve fázi shromažďování a zpracování (např. z odvětrávání a netěsností zařízení), během přenosu a skladování (např. z odvětrávání a netěsností kompresorů, netěsností v potrubních rozvodech a z odvětrávání a netěsností skladovacích prostor), ve fázi distribuce (např. z netěsností v potrubí či měřicích a regulačních stanicích nebo také při měřících zařízeních konečných spotřebitelů) i ve fázi spotřeby (např.

Mezinárodní agentura pro energii (IEA) odhaduje, že zhruba 40 % emisí metanu z ropného a plynového průmyslu lze předejít s nulovými čistými náklady. Další opatření se týkají například zákazu rutinního flérování a řízeného uvolňování (BRVF), s výjimkou použití v mimořádných situacích.

Čtěte také: Ochrana Ovzduší a Spalování Odpadu

Metan a tání permafrostu

Existuje totiž významné riziko pro planetu v podobě metanu a tím je tání permafrostu, který se nachází hlavně v severských oblastech. Tento věčně zmrzlý povrch země může jít až do hloubky 1,5 kilometru pod povrch, který dosud fungoval jako jímka na metan a uhlík. Vědci odhadují, že v permafrostu je zakonzervováno až dvojnásobné množství uhlíku, než se nachází v atmosféře - cca 1300 gigatun. Roztávání permafrostu aktivuje v něm obsažené mikroorganismy, které následně začnou rozkládat uhlík a produkovat metan.

Možnosti snížení emisí metanu

Kromě toho může ke snížení emisí metanu z těchto zdrojů přispět také účinné utěsnění plynových vrtů a uhelných dolů, které byly vyřazeny z provozu. A v neposlední řadě je třeba zdůraznit, že nejúčinnějším způsobem, jak emise metanu snížit, je ponechání fosilních paliv pod zemí, zastavení těžby a ukončení dalšího průzkumu.

Intenzivně se zkoumá snižování emisí methanu z krav pomocí přísad do krmiv. Jedním z přísad do krmiva, které jsou nyní na trhu dostupné, je Bovaer. Je možné, že emise methanu přežvýkavců lze snížit speciálními očkováními.

V říjnu 2021 oznámil Program OSN pro životní prostředí (UNEP) založení Mezinárodní observatoře emisí methanu (IMEO), která má doplnit „Globální závazek k methanu“ zahájený USA a EU. IMEO používá k identifikaci úniků methanu satelitní snímky.

Legislativa a mezinárodní iniciativy

V říjnu 2020 představila Evropská komise unijní strategii pro snížení emisí metanu. V Evropském parlamentu se 21. října hlasovalo o omezení emisí z metanu. Co se týče mezinárodní úrovně, Program OSN pro životní prostředí spustil na summitu zemí G20 Mezinárodní observatoř emisí metanu (IMEO). Ta má za úkol zpracovávat, agregovat a zveřejňovat data o emisích metanu.

Není pochyb o tom, že by Komise měla posílit návrhy Evropského parlamentu, které se týkají detekcí a oprav netěsností, zákazu flérování a řízeného uvolňování, systému MRV a opuštěných ropných i plynových vrtů a uhelných dolů. Zároveň by měla na základě návrhu Parlamentu o útlumu fosilních paliv zajistit, aby se EU vydala cestou k cíli dosáhnout útlumu těžby uhlí do roku 2030 a zemního plynu do roku 2035.

tags: #spalování #metanu #emise #informace

Oblíbené příspěvky:

• Odpad v České republice: Písemné informace
• Jak zasklít balkon v paneláku
• Skladka Mety a odpadové hospodářství
• Ochrana Arktidy
• Co znamenají stupně ohrožení?