Metan (CH4) — egenskaber, forekomst og rolle som drivhusgas

Metan (CH4): egenskaber, forekomst i naturgas og betydning som kraftig drivhusgas — 23× mere effektiv end CO2. Læs om emissioner, oxidation og påvirkning af klimaet.

Metan er en organisk forbindelse med den kemiske formel CH
₄. Det er en alkan med ét kulstofatom og findes ofte som hovedbestanddel i naturgas. Metan er en vigtig drivhusgas og bidrager væsentligt til global opvarmning, selvom det er kortlivede i atmosfæren sammenlignet med kuldioxid. I atmosfæren oxideres metan langsomt af ilt via reaktioner med hydroxylradikaler (OH) til vand og kuldioxid, men også gennem andre kemiske veje der påvirker luftkvalitet og ozon.

Fysiske og kemiske egenskaber

Metan er farveløst og lugtfrit under standardforhold. Nogle af de vigtigste egenskaber:

• Molekylmasse: ≈ 16 g/mol.
• Stofegenskaber: ikke-polar, relativt kemisk inert ved stuetemperatur, men brændbar.
• Kogepunkt: omkring −161,5 °C; smeltepunkt: omkring −182,5 °C.
• Explosionsgrænser i luft: cirka 5–15 % (vol%), hvilket gør metan farligt ved lækager i lukkede rum.
• Anvendelser: brændstof (naturgas), råstof til kemisk industri (fx methanol, hydrogen via reformering), og i energiproduktion.

Forekomst og kilder

Metan dannes både naturligt og gennem menneskelig aktivitet:

• Naturlige kilder: vådområder (anaerob nedbrydning), termogene processer i undergrunden, hydrater i oceanbunden, ruminante dyrs fordøjelse og vildt dyreliv.
• Menneskeskabte kilder: udvinding og transport af fossile brændstoffer (olie og gas), miner og gasudslip, lossepladser, spildevandsbehandling, rismarker og husdyrbrug (især kvæg).

Atmosfærisk rolle og drivhuseffekt

Metan er mere effektivt end kuldioxid til at fange udgående infrarød stråling pr. masse-enhed, men det opholder sig kortere tid i atmosfæren. Derfor vurderes metans klimaeffekt ofte med to tidshorisonter:

• På 20-års tidsskala har metan en langt højere opvarmningseffekt end på 100 år (værdierne varierer lidt afhængig af beregningsmetode, men typisk er GWP20 betydeligt højere end GWP100).
• På 100-års tidsskala rapporteres metans globale opvarmningspotentiale (GWP) normalt til omkring 28–34 gange det af kuldioxid (afhængigt af inkluderede klimasystem-feedbacks).

Metan påvirker også dannelsen af troposfærisk ozon (en luftforurenende gas) og forringer luftkvalitet, hvilket har sundhedsmæssige og økologiske konsekvenser.

Fjernelse og nedbrydning

Den primære atmosfæriske sink for metan er reaktionen med hydroxylradikaler (OH) i troposfæren, som fører til dannelse af kuldioxid og vand. Den effektive atmosfæriske levetid for metan er på størrelsesordenen et årti (typisk omkring 9–12 år, afhængigt af forhold i atmosfæren og niveauet af OH). Derudover kan metan optages i jord eller oxideres i jordprofilet i visse økosystemer.

Overvågning og måling

Måling af metankoncentrationer sker via:

• Jordbaserede stationer og ballon-/flymålinger der giver præcis lokal og vertikal information.
• Satellitovervågning (infrarøde instrumenter og hyperspektral sensorer) som forbedrer evnen til at opdage og kvantificere punktkilder og regionale emissioner.
• Industrielle målinger ved produktions- og transmissionsanlæg til lækagedetektion.

Reduktionstiltag og politik

Fordi metan har stor kortsigtet indflydelse på opvarmning, kan reduktion af metanemissioner give relativt hurtige klimaeffekter. Centrale tiltag omfatter:

• Forebyggelse og reparation af lækager i gasinfrastruktur (detektion og reparation).
• Indfangning og udnyttelse af metan fra lossepladser og spildevand som biogas til energi.
• Bedre management i landbrug: ændringer i fodring, gødskningspraksis, håndtering af husdyrgødning og rismarkstiltag.
• Reduceret venting og flare-praksis i olie- og gasindustrien samt teknologier til at fange og salg af gas fremfor at slippe det ud.

Sikkerhed og miljø

Metan i høje koncentrationer fortrænger ilt og kan være en kvælningsfare i lukkede rum. Det er desuden stærkt brandfarligt og kan danne eksplosive blandinger med luft. Miljømæssigt er reduktion af metan en vigtig strategi for at begrænse kortsigtet global opvarmning og forbedre luftkvalitet.

Samlet set er metan både en nyttig energikilde og en betydelig drivhusgas. Forståelse af dets kilder, atmosfæriske kemi og mulighederne for at reducere emissioner er afgørende for effektiv klimahandling.

Søg efter bogstav