Was ist Methan und warum sollte es Sie interessieren?

Jedes Mal, wenn Sie atmen, atmen Sie wahrscheinlich ein paar Spuren Methan ein, eines der stärksten und wichtigsten Gase auf dem Planeten.

Methan ist im Kern ziemlich einfach: Es ist nur ein Kohlenstoffmolekül, das von vier Wasserstoffmolekülen umgeben ist. Obwohl es nicht eines der Hauptgase in unserer Atmosphäre ist - das wären Stickstoff, Sauerstoff und Argon -, ist es eine der reichlichsten organischen Verbindungen auf der Erde. Aber obwohl es überall ist, würde man nie wissen, dass es dort ist, da Methan farblos, geruchlos und geschmacklos ist.

Lassen Sie sich jedoch nicht von seiner Unsichtbarkeit täuschen. Methan könnte in der Zukunft des Lebens auf der Erde eine wichtige Rolle spielen - sowohl eine gute als auch eine schlechte.

Ein paar Grundlagen

Methan ist eine natürliche Substanz, die im Laufe der Zeit auf biologischen Wegen hergestellt werden kann - das ist es, was Erdgas erzeugt, dessen Hauptbestandteil Methan ist - sowie technologische Prozesse oder andere synthetische Mittel. Wenn es unter Tage hergestellt wird, kann es Jahrtausende dauern. In der Atmosphäre zerfällt es in neun bis 15 Jahren, wenn es Sauerstoff und Wasserdampf ausgesetzt wird.

Aber während es in der Atmosphäre ist, ist es ziemlich starkes Zeug. Methan ist nicht nur ein Treibhausgas wie Kohlendioxid, der Haupttreiber des vom Menschen verursachten Klimawandels, sondern seine Wärmefangeffekte sind sogar noch stärker als die von CO2.

Wissenschaftler verwenden eine Metrik namens Global Warming Potential (GWP), um zu vergleichen, wie 1 Tonne eines bestimmten Gases Wärme auf der Erde einfängt, verglichen mit 1 Tonne CO2. Und laut dem Zwischenstaatlichen Gremium für Klimawandel (IPCC) hat Methan auf einer 100-Jahres-Skala einen GWP von 34, was bedeutet, dass es über ein Jahrhundert 34-mal so stark wie CO2 ist. Da Methan in der Luft so kurzlebig ist, ist sein GWP auf einer kürzeren Zeitskala sogar noch höher: Über 20 Jahre hat es beispielsweise ein riesiges GWP von 86.

Und obwohl Methan selbst nicht so lange in der Atmosphäre bleibt wie CO2, können die langfristigen Auswirkungen seiner kurzfristigen Temperaturanstiege irreversibel sein. Das Schmelzen von Meereis in der Arktis beispielsweise erzeugt eine heimtückische Rückkopplungsschleife.

Nach Angaben der US Environmental Protection Agency (EPA) macht Methan etwa 10 Prozent der Treibhausgasemissionen aus menschlichen Aktivitäten wie Erdgassystemen, Deponien, Kohlebergbau und Mistmanagementsystemen aus. Gleichzeitig ist Methan - insbesondere in Erdgas - eine wichtige Brennstoffquelle, die beim Verbrennen weniger Treibhausgase erzeugt als Kohle oder Öl.

Methans Potenzial als Energie

Methan wird 2014 von einem Bohrloch in Bakken Field in North Dakota abgebrannt. (Foto: Jeff Peischl / NOAA)

Methan hat sich in den letzten Jahren schnell zu einer Anlaufstelle für Strom entwickelt, insbesondere in den USA. Nach Angaben der US Energy Information Administration bezogen die Amerikaner 2015 29 Prozent ihrer Energie aus Erdgas, während die Kohle nur 16 Prozent ausmachte - ein deutlicher Rückgang gegenüber dem Anteil der Kohle von 2008 von 50 Prozent. 2011 produzierten die USA erstmals seit 1981 mehr Erdgas als Kohle.

Erdgas ist zwar immer noch eine nicht erneuerbare (und klimawandelnde) Ressource, verursacht jedoch weniger gefährliche Emissionen als Kohle. Erdgas produziert laut EPA "halb so viel Kohlendioxid, weniger als ein Drittel so viel Stickoxide und 1 Prozent so viel Schwefeloxide im Kraftwerk".

Erdgas hat auch über Kraftwerke hinaus Potenzial. Es kann komprimiert werden, um Fahrzeuge zu tanken, und ein wachsendes Forschungsfeld zielt darauf ab, Batterien mit Methan zu betreiben. Das Methan aus Deponien kann ebenso zur Energieerzeugung genutzt werden wie das Methan, das von Gülle auf Schweinefarmen emittiert wird. In letzteren Fällen, in denen Methan auf biologischem Wege hergestellt wird, ist es tatsächlich nachhaltiger als Erdgas und verwendet Materialien zur Erzeugung von Strom, der sonst verschwendet würde.

Methans Risiko für das Klima

Zusätzlich zu den Lichtern der Stadt zeigt dieses NASA-Satellitenbild von 2012 eine Reihe von Gasfackeln in North Dakota. (Foto: NASA)

Durch die Verbrennung von Erdgas wird nicht nur CO2 in die Atmosphäre freigesetzt, sondern die Erzeugung von Erdgas ist auch ein Klimarisiko, da Methan bei der Gewinnung und beim Transport häufig entweicht. Dies war möglicherweise eine Weile unter Kontrolle, und eine Studie der NASA aus dem Jahr 2012 ergab, dass die Treibhausgase der 1980er bis 2005 nachließen, weil während des Explorationsprozesses weniger Methan austrat.

Leider ist der Gehalt an atmosphärischem Methan seit 2007 gestiegen, und einige Wissenschaftler sagen, dass das Wachstum des hydraulischen Frackings, auch als Fracking bekannt, eine Schlüsselrolle bei diesem Anstieg spielt. (Eine kürzlich durchgeführte NOAA-Studie fand wenig Zusammenhang zwischen US-Bohrungen und steigenden Methanemissionen, stellte jedoch fest, dass "Methanleckagen begrenzt werden müssen, damit der Wechsel von Kohle zu Erdgas einen Klimavorteil bringt.")

Um die Bedrohung durch atmosphärisches Methan zu verringern, hat die Obama-Regierung 2016 ihre Gasreduktionsregel verabschiedet, mit der das Entlüften, Abfackeln und Austreten von Erdgas aus Öl- und Gasbetrieben auf öffentlichen Flächen begrenzt werden soll. Diese Regel wird voraussichtlich diese Formen von Gasabfällen um 40 Prozent reduzieren und jährlich fast 170.000 Tonnen Methanemissionen vermeiden - ungefähr so ​​viel wie die jährlichen Treibhausgasemissionen von 860.000 auf 890.000 Fahrzeuge.

Nach den US-Wahlen 2016 schien die Regel jedoch von einem von Republikanern geführten Kongress und Präsident Trump aufgehoben zu werden. Obwohl Methanabfälle eine parteiübergreifende Angelegenheit waren, wurde allgemein erwartet, dass der Senat im Mai 2017 für die Aufhebung der Regel stimmen würde, wie es das Haus bereits in parteipolitischer Hinsicht getan hatte. In einer überraschenden Wendung der Ereignisse lehnten jedoch genügend Republikaner des Senats die Aufhebung ab, damit die Abstimmung fehlschlug (49-51).

Da das Gesetz zur Überprüfung des Kongresses dem Kongress 60 Tage Zeit gibt, um nach seiner Verabschiedung keine Vorschriften für die Exekutive zu erlassen, kam die Abstimmung im Senat gegen Ende des Fensters, um die Gasreduktionsregel aufzuheben. Aber selbst wenn diese Regelung Bestand hat, stehen die USA und Länder auf der ganzen Welt immer noch vor einem gewaltigen Kampf, um die Gefahren von atmosphärischem Methan zu bewältigen.

Wie Kohlendioxid ist Methan an und für sich kein schlechtes Gas - aber die Menschheit drückt mehr davon in die Atmosphäre als jemals zuvor. Zu verstehen, woher es kommt, und Wege zu seiner Minderung zu entwickeln, wird eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Erdklimas für die Zukunft spielen.

Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte wurde aktualisiert, seit sie im September 2012 erstmals veröffentlicht wurde.

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