Care sunt mecanismele de absorbţie a metanului din atmosferă?

Mulţi oameni asociază metanul atmosferic cu forarea şi fracking-ul pentru petrol şi gaze naturale, dar estimările arată că aceste surse reprezintă doar aproximativ 7% din emisiile globale de metan. Marea majoritate a metanului emis provine din surse naturale sau antropice precum agricultura prin tăiere şi ardere vegetaţiei, zootehnie, exploatarea cărbunelui şi minereurilor, zonele umede şi topirea permafrostului.

La fel ca emisiile altor GES, emisiile de metan datorate activităţilor umane (emisii antropice) au crescut considerabil încă din perioada preindustrială. Conform Enciclopediei Britanice concentraţia atmosferică globală de metan a crescut de la o valoare preindustrială de aproximativ 715 părţi per miliard (ppb) la 1.867 ppb în 2018 - o creştere de aproape 160 la sută şi cu mult peste intervalul natural din ultimii 650.000 de ani.

Principalul mecanism natural de îndepărtare a metanului din atmosfera pământului este oxidarea în troposferă de către radicalul hidroxil (OH). Un radical hidroxil este un atom de oxigen încărcat negativ legat de un atom de hidrogen (OH). Radicalii hidroxil sunt o formă de "chiuvetă", deoarece "curăţă" atmosfera de moleculele poluante şi le descompun. Din acest motiv, OH este cunoscut drept "curatorul atmosferei". După reacţia cu OH, metanul atmosferic este transformat în CO2 printr-o serie lungă de reacţii chimice.) O parte din metanul prezent în troposferă trece în stratosferă, unde acelaşi proces curăţează atmosfera de metanul de acolo.

Într-o lume ideală, sursele de metan ar fi echilibrate cu chiuvetele de metan, ca şi în cazul CO2, totuşi, concentraţiile globale de metan din atmosferă cresc ca urmare a activităţilor umane sau a schimbărilor climatice. Oamenii de ştiinţă sunt îngrijoraţi pentru că, pe măsură ce planeta se încălzeşte, şi mai mult metan va fi eliberat din sol sau din alte locuri, adăugând problema încălzirii globale.

Cristalele de metan numite hidraţi de metan şi clatraţii, care se formează în sedimentele submarine reci şi sărace în oxigen. Clatraţii sunt, de asemenea, prinşi în permafrost, solul permanent îngheţat din latitudinile arctice şi subarctice. Gheaţa clatrată, numită şi hidrat de metan, este solidă şi albă, asemănătoare cu gheaţa de apă. Cu toate acestea, această gheaţă constă din molecule de apă care sunt îngheţate în jurul moleculelor de metan. Depozitele de clatraţi au fost cândva chiuvete în care era izolat metanul. Cu toate acestea, pe măsură ce planeta se încălzeşte, unele dintre aceste sedimente adânci şi reci se topesc, trimiţând metanul la suprafaţă. Deoarece CH4 este un gaz cu efect de seră, captează căldura în atmosferă şi încălzeşte mai mult planeta.

Profesorul Peter Thorne, unul dintre Oamenii de ştiinţă IPCC spunea "Dacă ai emite o tonă de metan astăzi, peste un deceniu, m-aş aştepta să rămână jumătate de tonă în atmosferă. În două decenii, timp, ar fi un sfert de tonă. Aşa că, în principiu, dacă am reuşi să încetăm să emitem metan astăzi până la sfârşitul acestui secol, emisiile ar scădea la niveluri naturale care erau în aproximativ 1750".

Potrivit ONU: "reducerea metanului este mijlocul nostru cel mai eficient de a reduce schimbările climatice. Ca să nu mai vorbim de faptul că ar preveni 260.000 de decese premature, 775.000 de vizite la spital legate de astm, 73.000 de milioane de ore de muncă pierdute din cauza căldurii extreme şi 25 de milioane de tone de pierderi de recolte pe an. Reduceţi metanul pentru a reduce temperatura globală cu 0,3ºC"

O evaluare globală a metanului ca gaz cu efect de seră publicată de Climate and Clean Air Coalition (CCAC) şi Programul Naţiunilor Unite pentru Mediu (UNEP) arată că emisiile de metan cauzate de om ar putea fi reduse cu 45 % în următorul deceniu. Astfel de reduceri ar preveni încălzirea globală cu aproape 0,3°C până în 2045 şi ar contribui la îndeplinirea obiectivului Acordului de la Paris de a limita creşterea temperaturii globale la 1,5°C.

Astfel, la nivelul UE se doreşte impunerea unor obligaţii de reducere a emisiilor de metan în industria de gaze printr-un Regulament European, care prin impunerea unor obligaţii neancorate în realitate (mai ales în ceea ce priveşte ţări cu industrie extractivă veche de peste 160 de ani), riscă să impună orientări către activităţi care vor reduce cantităţile de gaze produse (vor creşte importurile de energie) şi vor aduce creşteri mari de preţ.

Acţiunile care se doresc a fi întreprinse de prin implementarea acestui Regulament UE, de a reduce emisiile de metan cu 30% faţăe de cele existente în prezent, reprezintă o diminuare cu mai puţin de 0,4% a emisiilor globale de metan, adică sub nivelul erorii de calcul al bilanţului emisiilor de metan. Acest adevăr este susţinut şi de alţi specialişti: "O mare parte din metanul care intră în atmosferă provine din surse distribuite şi difuze, aşa că am început să ne gândim cum l-aţi putea scoate din atmosferă".

Un tip special de argilă, tratată cu o cantitate mică de cupru, permite absorbţia metanului din aer, chiar şi la concentraţii extrem de scăzute. Metoda transformă metanul în dioxid de carbon. Dioxidul de carbon are mult mai puţin impact în atmosferă decât metanul, care este de aproximativ 80 de ori mai puternic ca gaz cu efect de seră în primii 20 de ani şi de aproximativ 25 de ori mai puternic în primul secol. Locaţia ideală pentru astfel de sisteme, a concluzionat echipa, ar fi în locurile în care există o sursă relativ concentrată de metan, cum ar fi hambarele de lactate şi minele de cărbune.

Un potenţial avantaj major al noului sistem este că procesul chimic implicat eliberează căldură. Prin oxidarea catalitică a metanului, procesul este, de fapt, o formă de ardere fără flacără. Dacă concentraţia de metan este peste 0,5 la sută, căldura eliberată este mai mare decât căldura utilizată pentru a începe procesul, iar această căldură ar putea fi folosită pentru a genera electricitate.

Pe lângă atenuarea încălzirii globale, reducerea emisiilor de metan poate oferi o serie de alte beneficii legate de energie, siguranţă şi calitatea aerului şi apei locale. Metanul contribuie la nivelul de fundal al ozonului troposferic atât ca precursor al ozonului, cât şi prin contribuţia la încălzirea globală, care creşte temperaturile în timpul zilei. Studiile au arătat că reducerea emisiilor globale de metan poate reduce formarea de ozon troposferic şi poate reduce mortalitatea asociată, în special în regiunile ecuatoriale.

Producerea de energie din metanul recuperat poate ajuta, de asemenea, la evitarea utilizării resurselor energetice cu o cantitate mai mare de CO2 şi poluanţi, cum ar fi lemnul, cărbunele şi petrolul. De asemenea, oferă surse locale de energie alternativă care pot stimula dezvoltarea economică locală.