Redukcja emisji metanu

Z pokładów statków lub jednostek transportowych; z długich rurociągów i przewodów; a także tam, gdzie znajdują się zbiorniki magazynowe, metan (CH₄) może wydostawać się ze swoich ograniczeń i przenikać do atmosfery. Jest to problematyczne z ekologicznego punktu widzenia: chociaż CH₄ jest znacznie mniej obfity niż dwutlenek węgla (CO₂) i inne gazy cieplarniane (GHG), które przyczyniają się do ocieplenia planety, metan ma niszczycielski wpływ na środowisko. Dlatego nawet niewielkie ilości tego gazu mają niekorzystny wpływ na zmiany klimatyczne, co sprawia, że redukcja emisji metanu jest koniecznością. W porównaniu z ropą naftową czy węglem, gaz ziemny jest bardziej akceptowalny ze względu na jego mniejszy wpływ na zaburzenia globalnej temperatury. Niemniej jednak, nadal przyczynia się do wystarczających szkód w postaci metanu, aby znaleźć się wśród najbardziej szkodliwych GHG emitowanych przez przemysł, pojazdy transportowe i gospodarstwa rolne. W rzeczywistości, organ środowiskowy Organizacji Narodów Zjednoczonych twierdzi, że emisje metanu są 80 razy silniejsze pod względem ocieplenia niż dwutlenek węgla.

Jak dochodzi do emisji metanu (methane slip)?

Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu ustalił w 2021 roku, że emisja CH₄ (methane slip) wynika z trzech czynników. • Wyciek ze "zbieracza" – dzieje się tak, gdy mieszanina powietrza i metanu wpływa bezpośrednio do wydechu, ponieważ zawór wydechowy zamyka się zbyt późno podczas wtrysku gazu. W rezultacie CH₄ jest wydalany przed spalaniem. • Niepełne spalanie – czasami, połączenie niskiego ciśnienia i niskiej temperatury prowadzi do zduszenia płomienia spalania. Pozostały metan podlega emisji, ponieważ wygaszenie następuje w najzimniejszej części komory spalania. • Szczeliny w komorze spalania – w szczelinach komory spalania może tworzyć się stojący gaz. Objętość tego metanu zostaje uwięziona i nietknięta przez płomień. Te szczeliny są odpowiedzialne za nawet połowę przypadków emisji metanu.

Skutki uwalnianego metanu dla środowiska

Podczas gdy CO₂ jest często przedstawiany jako główny winowajca w kontekście zatrzymywania ciepła, cząsteczka po cząsteczce, metan jest bardziej skuteczny w zatrzymywaniu ciepła w atmosferze. Tak, dwutlenek węgla pozostaje znacznie dłużej i jest znacznie bardziej obfity, ale CH₄ mimo wszystko bardziej zakłóca klimat. To sprawia, że redukcja emisji metanu jest tym bardziej konieczna. Amerykańska Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (NASA) jest w stanie śledzić obecność metanu za pomocą różnych technologii, w tym Airborne Visible InfraRed Imaging Spectrometer – Next Generation (AVIRIS-NG), Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT) podłączonego do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej oraz Arctic Boreal and Vulnerability Experiment (ABoVE), który śledzi emisje metanu o głównie naturalnym pochodzeniu.

Jakie środki pomagają w redukcji emisji metanu?

Jednym z takich projektów jest opracowanie nowego modelu spalania, który zwiększa "spalanie ubogie" (lean burn), czyli wyższy stosunek powietrza do paliwa w silnikach gazu ziemnego. Obecnie, w silnikach, powietrze wlotowe i paliwo są wstępnie mieszane w celu osiągnięcia efektywnego spalania. Jednocześnie jednak, ta wstępna mieszanka jest czynnikiem przyczyniającym się do emisji CH₄. Nowy model izolowałby gaz ziemny w oddzielnej komorze aż do momentu spalania. Pożądany rezultat: 90-procentowa redukcja emisji metanu. Inny pomysł dotyczy poprawy spalania metanu (flaring). Wykorzystując plazmę chemiczną, proponowany system będzie celował w zapłon i stabilność płomienia. Plazma będzie zasilana z baterii słonecznej, utrzymując niskie koszty energii. Oczekiwany wynik to eliminacja do 72 procent emisji CH₄ z pochodni.