Methanschlupf Reduzierung

Von Schiffen oder Transportschiffen; aus langen Pipelines und Leitungen; und wo Lagertanks stehen, kann Methan (CH₄) entweichen und in die Atmosphäre gelangen. Dies ist aus ökologischer Sicht problematisch: Obwohl CH₄ viel weniger häufig vorkommt als Kohlendioxid (CO₂) und andere Treibhausgase (THG), die zur Erwärmung des Planeten beitragen, hat Methan eine umweltschädigende Wirkung, die sich als schädlich erweist. Selbst geringe Mengen dieses Gases wirken sich nachteilig auf den Klimawandel aus, was die Reduzierung des Methanschlupfs unerlässlich macht. Im Vergleich zu Öl oder Kohle ist Erdgas aufgrund seiner geringeren Auswirkungen auf die globale Temperaturstörung akzeptabler. Dennoch verursacht es in Form von Methan immer noch genügend Schaden, um einen Platz unter den schädlichsten THG einzunehmen, die von Industrie, Transportfahrzeugen und landwirtschaftlichen Betrieben emittiert werden. Tatsächlich erklärt das Umweltorgan der Vereinten Nationen, dass Methanemissionen 80-mal wirksamer bei der Erwärmung sind als Kohlendioxid.

Wie entsteht Methanschlupf?

Der Weltklimarat (IPCC) stellte 2021 fest, dass CH₄-Schlupf auf drei Faktoren zurückzuführen ist. • Spülgasleckage — Dies geschieht, wenn eine Mischung aus Luft und Methan direkt in den Auspuff gelangt, weil das Auslassventil während der Gaseinspritzung zu spät schließt. Das CH₄ wird somit vor der Verbrennung ausgestoßen. • Unvollständige Verbrennung — Manchmal führen ungünstige Bedingungen wie niedriger Druck und niedrige Temperatur dazu, dass die Verbrennungsflamme erlischt. Das verbleibende Methan unterliegt dem Schlupf, da das Erlöschen im kältesten Bereich der Brennkammer stattfindet. • Spalten in der Brennkammer — In den Spalten der Brennkammer kann sich stehendes Gas bilden. Das Volumen dieses Methans wird eingeschlossen und von der Flamme nicht erreicht. Diese Spalten sind für bis zu die Hälfte der Fälle von Methanschlupf verantwortlich.

Auswirkungen von entwichenem Methan auf die Umwelt

Während CO₂ oft als der größte Übeltäter in Bezug auf die Wärmespeicherung angesehen wird, ist Methan Molekül für Molekül effektiver darin, Wärme in der Atmosphäre einzuschließen. Ja, Kohlendioxid verbleibt viel länger und ist viel häufiger, aber CH₄ ist dennoch klimaschädlicher. Dies macht die Reduzierung des Methanschlupfs umso notwendiger. Die U.S. National Aeronautics and Space Administration (NASA) ist in der Lage, das Vorkommen von Methan mittels verschiedener Technologien zu verfolgen, darunter Airborne Visible InfraRed Imaging Spectrometer – Next Generation (AVIRIS-NG), Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT) an der Internationalen Raumstation, und Arctic Boreal and Vulnerability Experiment (ABoVE), das Methanfreisetzungen mit primär natürlicher Entstehung verfolgt.

Welche Maßnahmen tragen zur Reduzierung des Methanschlupfs bei?

Ein solches Projekt entwickelt ein neues Verbrennungsmodell, das die „magerer Verbrennung“ erhöht, d.h. ein höheres Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Erdgasmotoren. Bei den heutigen Motoren werden Ansaugluft und Kraftstoff vorgemischt, um eine effektive Verbrennung zu erreichen. Gleichzeitig ist diese Vormischung jedoch ein Faktor für den CH₄-Schlupf. Das neue Modell würde das Erdgas in einer separaten Kammer bis zum Zeitpunkt der Verbrennung isolieren. Das gewünschte Ergebnis: eine 90-prozentige Reduzierung des Methanschlupfs. Eine weitere Idee zielt darauf ab, das Abfackeln von Methan zu verbessern. Ein vorgeschlagenes System, das chemisches Plasma nutzt, soll Zündung und Flammensicherheit verbessern. Das Plasma wird von einer Solarbatterie mit Strom versorgt, wodurch die Energiekosten niedrig gehalten werden. Das erwartete Ergebnis ist die Eliminierung von bis zu 72 Prozent der CH₄-Emissionen aus Fackeln.