Naukowcy opracowali urządzenie, które rozwiązuje problem "krowich emisji"

Duńskim naukowcom udało się opracować urządzenie, które eliminuje z powietrza metan wydzielany przez zwierzęta gospodarskie. Zdaniem ekspertów to przełom – narzędzie może być niezwykle pomocne w redukcji emisji związanych z hodowlą zwierząt.

Publikacja: 29.12.2023 08:21

Naukowcy opracowali urządzenie, które rozwiązuje problem "krowich emisji"

Foto: AdobeStock

Metan jest wyjątkowo silnym gazem cieplarnianym, który w ciągu pierwszych 20 lat obecności w atmosferze oddziałuje na klimat ponad 80 razy bardziej niż dwutlenek węgla. I choć w atmosferze metanu jest znacznie mniej, niż CO2, to eksperci zwracają uwagę, że znaczne ograniczenie jego emisji bardzo pomogłoby spowolnić proces globalnego ocieplenia. Połowa metanu w atmosferze trafiła do niej wskutek działalności człowieka. Chodzi przede wszystkim o emisje związane z hodowlą bydła oraz z produkcją paliw kopalnych. 

Według danych Organizacji Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa (FAO) hodowla zwierząt odpowiadać może nawet za około 37 proc. globalnej produkcji metanu, przyczyniając się do globalnego ocieplenia. Gaz powstaje podczas procesów fermentacji – jest emitowany między innymi przez roślinożerne zwierzęta gospodarskie, takie jak krowy. Tymczasem wzrost liczby ludności, rozwój gospodarczy oraz migracja miejska pobudziły popyt na białko zwierzęce. A przewidywania nie są zbyt optymistyczne – według szacunków, do 2050 roku zapotrzebowanie na mięso wzrosnąć ma aż o 70 proc. 

Ze względu na to, że ograniczenie emisji metanu z rolnictwa wciąż jest poważnym problemem, duńscy naukowcy postanowili znaleźć sposób, dzięki któremu będą mogli wyeliminować z powietrza metan wydzielany przez zwierzęta gospodarskie. Jak czytamy, rozwiązanie, które znaleźli, może być przełomowe. 

Czytaj więcej

Kluczowa walka o klimat rozegra się o metan

Powstało urządzenie, które ma wyeliminować metan z obór

Jak czytamy, naukowcy postanowili zająć się krowami mlecznymi. Według wcześniejszych szacunków FAO, zwierzęta te dziennie produkować mogą nawet 280-400 litrów metanu, co rocznie może dać wartości rzędu 120-150 kg. Eksperci wyliczyli, że przeżuwacze, zarówno zwierzęta domowe jak i dziko żyjące, produkują ponad 80 mln ton metanu rocznie. Stanowi to ok. 22 proc. całej emisji tego gazu na świecie.

Nad sprawą pochylili się naukowcy z wydziału Chemii Uniwersytetu w Kopenhadze i założonej przez nich firmy Ambient Carbon. W efekcie prac udało im się zbudować urządzenie, które eliminuje z powietrza metan wydzielany przez zwierzęta gospodarskie. Nowa metoda pozwala usunąć metan znajdujący się w budynkach gospodarskich zanim trafi do atmosfery. Do usunięcia niskich stężeń metanu eksperci użyli światła ultrafioletowego oraz chloru. 

Jak mówi prof. Matthew Stanley Johnson, chemik atmosferyczny z Uniwersytetu Kopenhaskiego, "duża część naszych emisji metanu pochodzi z milionów źródeł o niskim stężeniu – takich jak obory dla bydła i trzody chlewnej”. Co to oznacza w praktyce? - Metanu z tych źródeł nie da się dziś skoncentrować do wyższych poziomów ani usunąć - stwierdził. - Nasze nowa osiągnięcie dowodzi jednak, że usunięcie go jest możliwe przy wykorzystaniu opracowanej przez nas komory reakcyjnej - dodał. 

Wyniki badań dotyczące nowej metody zaprezentowane zostały podczas szczytu klimatycznego COP28, który odbył się w Dubaju. Przedstawiono je także w Waszyngtonie w Narodowej Akademii Nauk – organie, który doradza rządowi Stanów Zjednoczonych w zakresie nauki i technologii.

Jak zaznaczają badacze, metan znajdujący się w powietrzu da się wypalić, o ile jego stężenie przekracza 4 proc. Większość emisji powodowanych przez człowieka nie przekracza jednak stężenia 0,1 proc., a to uniemożliwia pozbycia się metanu w taki właśnie sposób. Chcąc rozwiązać ten problem, naukowcy zbudowali komorę reakcyjną, wewnątrz której zachodzi reakcja łańcuchowa związków chemicznych. Kończy się ona rozkładem metanu i usunięciem dużej części gazu z powietrza. Początkowo naukowcom udało się dowieść, że stworzona przez nich komora jest w stanie wyeliminować z powietrza 58 proc. metanu. Wraz z rozwojem badań ekspertom udało się poprawić jednak efektywność procesu – obecnie komora reakcyjna redukuje nawet 88 proc. metanu.

Nowe narzędzie pomocne w redukcji emisji związanych z produkcją rolną

Jak działa nowa metoda? Kluczową rolę odgrywa tu chlor. Naukowcy, wykorzystując go, w połączeniu z energią ze światła UV, są w stanie szybko rozbijać cząsteczki metanu. W naturalnych warunkach metan pozostaje w atmosferze przez 10-12 lat po wyemitowaniu. Ze względu na to, że metan nie lubi reagować z innymi substancjami w atmosferze, rozkłada się on niezwykle powoli. Naukowcy odkryli jednak, że właśnie za pomocą światła i chloru można przyspieszyć ten proces – wywołać reakcję i rozbić metan około 100 milionów razy szybciej niż normalnie dzieje się to w naturze. 

Przyspieszenie naturalnego procesu degradacji metanu polega na wprowadzeniu cząsteczek chloru do komory reakcyjnej z metanem. Badacze kierują następnie światło UV na cząsteczki chloru. Energia światła powoduje rozszczepienie cząsteczek i utworzenie dwóch atomów chloru, które wyłapują następnie atom wodoru z metanu, a ten rozpada się. Produkt reakcji – kwas solny – wychwytywany jest, a następnie zawracany do komory. Dzięki temu metan zamienia się w dwutlenek węgla (CO2), tlenek węgla (CO) i wodór (H2) – w taki sam sposób, jak dzieje się to w naturalnym procesie zachodzącym w atmosferze.

Choć już teraz mówić można o przełomie, to nie jest to koniec badań. Naukowcy będą próbowali teraz zbudować o wiele większy reaktor. Według planu, ma on zostać umieszczony w 12-metrowym kontenerze. Jeśli wszystko pójdzie po myśli badaczy, narzędzie będzie można podpiąć bezpośrednio do instalacji wentylacyjnej w oborze. Dzięki temu współczesne gospodarstwa hodowlane, wykorzystując także istniejące już zaawansowane technologicznie systemy, będą mogły z powietrza usuwać także metan. Dziś tego typu obiekty wyposażone są już między innymi w technologie, które usuwają z powietrza między innymi amoniak. Eksperci zaznaczają, że ich rozwiązanie może sprawdzić się nie tylko w oborach, ale i między innymi w biogazowniach oraz oczyszczalniach ścieków. To niezwykle istotne, gdyż są one jednymi z największych sztucznych źródeł emisji metanu.  

Czytaj więcej

Bobry szkodzą klimatowi? Mają powodować większe emisje metanu

Metan w cieniu CO2

Według Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) działalność człowieka spowodowała globalne ocieplenie. Temperatura w latach 2011–2020 wzrosła o 1,1 st. C powyżej średniej sprzed rewolucji przemysłowej (1850–1900). Aby nie dopuścić do katastrofalnych dla naszej cywilizacji zmian na planecie, musimy radykalnie ograniczyć wzrost średniej globalnej temperatury. Porozumienie paryskie z 2015 r. zakłada zatrzymanie jej wzrostu na poziomie poniżej 2 st. C i dążenie do tego, by było to nie więcej niż 1,5 st. C. Margines na zatrzymanie zmian pozostał więc już bardzo niewielki.

Wybór odpowiednich technologii jest kluczem zarówno do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, jak i zachowania przy tym stabilności rynków i gospodarek – zaznaczają od dłuższego czasu naukowcy. 

Podczas gdy największą odpowiedzialność za efekt cieplarniany ponosi emisja dwutlenku węgla – i stąd działania na całym świecie skupiają się właśnie na redukcji emisji tego gazu – dotychczas nieco w cieniu pozostawał metan. Tymczasem jest on drugim co do wielkości gazem cieplarnianym w atmosferze, emitowanym m.in. na każdym etapie wydobycia, przetwarzania i dostaw ropy i gazu. Jest on także głównym składnikiem gazu ziemnego. To właśnie z tego powodu metanowi poświęca się coraz więcej uwagi.

Metan odpowiadać ma za aż 25 proc. globalnego ocieplenia na Ziemi. Ponadto w ciągu 20 lat po uwolnieniu do atmosfery – ze względu na swoje właściwości – jest aż o 80 proc. bardziej szkodliwy niż CO2. Dlatego zmniejszanie jego emisji ma fundamentalne znaczenie dla uniknięcia najgorszych skutków zmian klimatycznych. Tymczasem stężenie metanu w atmosferze rośnie znacznie szybciej niż CO2. Dziś ma być ono dwa i pół razy wyższe niż przed industrializacją, gdy stężenie COwzrosło „jedynie” o 50 proc.        

Metan jest wyjątkowo silnym gazem cieplarnianym, który w ciągu pierwszych 20 lat obecności w atmosferze oddziałuje na klimat ponad 80 razy bardziej niż dwutlenek węgla. I choć w atmosferze metanu jest znacznie mniej, niż CO2, to eksperci zwracają uwagę, że znaczne ograniczenie jego emisji bardzo pomogłoby spowolnić proces globalnego ocieplenia. Połowa metanu w atmosferze trafiła do niej wskutek działalności człowieka. Chodzi przede wszystkim o emisje związane z hodowlą bydła oraz z produkcją paliw kopalnych. 

Pozostało 94% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Zwierzęta
Bocianie gniazdo usunięto ze słupa energetycznego. PGE wyjaśnia sprawę
Materiał Promocyjny
Wykup samochodu z leasingu – co warto wiedzieć?
Zwierzęta
Kiedyś były wszędzie, dziś grozi im wyginięcie. Polska wydała wojnę tym ptakom
Zwierzęta
W Kampinoskim Parku Narodowym odkryto nowe gatunki nietoperzy
Zwierzęta
Wilczaki opanowały Europę. Czy „wilki hybrydowe” staną się zagrożeniem?
Materiał Promocyjny
Jak kupić oszczędnościowe obligacje skarbowe? Sposobów jest kilka
Zwierzęta
Na Warmii zabito łosia. W polowaniu brał udział kandydat na prezydenta Olsztyna