Methan verbrennt mit blauer Flamme.
Methan (CH4)
Methan ist ein farb- und geruchloses, brennbares Gas. Es entsteht hauptsächlich, wenn Biomasse ohne Sauerstoff verrottet. Wenn es unverbrannt in die Luft gelangt, wirkt es dort als Treibhausgas. Der Methananteil in der (trockenen) Luft ist von 0,7 ml/m3 (= 700 Milliardstel = 700 ppb = 700 µl/m3) in vorindustrieller Zeit (1750) auf heute 1,9 ml/m3 gestiegen und steigt weiter.
Daten
| Dichte: | 0,718 kg/m3 | bei 0°C und
1013 mbar | |||
| Brennwert: | 11,1 kWh/m3 | ||||
CO2-| 178 g/kWh
| 1 t CH4 enthält
| 748 kg Kohlenstoff
| | ||
Energiequelle
Methan ist der Hauptbestandteil (75–
Mit Bohrungen wird auf der Mülldeponie Wien-
Ebenso versteckt sich Methan hinter den Bezeichnungen:
- Biogas – aus der Vergärung von Biomasse
- Klärgas – in Kläranlagen
- Deponiegas – auf Mülldeponien
- Grubengas – in Steinkohlebergwerken
Aus diesen Gasgemischen wird ebenfalls nutzbare Energie gewonnen, aber nur in vergleichsweise geringem Umfang.
Emissionen
Es wird geschätzt, dass weltweit jährlich 580 Mt Methan in die Atmosphäre gelangen. 40% davon entstehen natürlich, der Rest ist menschengemacht. Die Zahlen sind jedoch mit großen Unsicherheiten behaftet.
Ebenso ist wissenschaftlich ungeklärt, wieso die Methankonzentration in der Luft seit 2007 stark steigt (um mehr als 10 µl/m3 pro Jahr).
Natürliche Methanquellen
| Menge (Schätzung)
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177– |
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8– |
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?
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16 Mt/Jahr[1]
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4– |
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18– | |
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Die Erderhitzung durch den Klimawandel wird die natürlichen Methanemissionen – vor allem aus Feuchtgebieten und Permafrostböden – dramatisch erhöhen. Ich vermute, dass der starke Anstieg der Methankonzentration in der Atmosphäre bereits überwiegend darauf zurückgeht.
Methan-Emissionen durch menschliche Aktivitäten
Eine Kuh produziert über 100 kg Methan pro Jahr.
| Menge (Schätzung)
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87– |
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33– |
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120 Mt/Jahr[2]
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70 Mt/Jahr[2]
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Die Messung des Gehalts von Kohlenstoff-
Senken
| Menge (Schätzung)
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550 Mt/Jahr
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30 Mt/Jahr
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| ?
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Durch diese Senken bleibt ein Methan-
Treibhauseffekt
Methan ist ein starkes Treibhausgas. Gerade weil es nur in so geringen Spuren in der Erdatmosphäre vorhanden ist, braucht es nicht so viel, damit sich "der Nebel verdichtet" (siehe Treibhauseffekt).
Die Emission von 1 t Methan hat in den folgenden 100 Jahren die gleiche Klimawirkung wie die Emission von rund 30 t Kohlendioxid.[6]
Hierbei ist berücksichtigt:
- die Verweilzeit in der Atmosphäre
- Wechselwirkung mit Schwebstoffen (Aerosolen) in der Luft
- Klimawirkung des CO2, in das das Methan zerfällt[7] (Beachte: Da ein CO2-
Molekül schwerer als ein CH4- Molekül ist, werden aus 1 t Methan 2,75 t CO2. Somit ist die langfristige Klimawirkung von Methan min. 2,75 Mal so groß wie die von der gleichen Menge CO2. – Wenn das Methan aus frischer, immer wieder neu wachsender Biomasse stammt, muss das CO2 jedoch nicht mitgerechnet werden, weil es die Pflanzen beim Wachsen aufgenommen hatten und wieder aufnehmen.) - bodennahes Ozon, das durch chemische Reaktionen mit Methan entsteht und als Treibhausgas wirkt[8]
- Wasserdampf, der in der Stratosphäre aus Methan entsteht[7]
Insgesamt gehen rund 30% des menschengemachten Treibhauseffekts auf das Konto von Methan[9] (inkl. indirekte Effekte).
Aufgrund der relativen Kurzlebigkeit von Methan ergibt sich:
Eine dauerhafte Erhöhung oder Senkung einer Methan-
Zur Erreichung der Klimaziele müssen die Methan-
Auswirkungen auf die Gesundheit
Methan selbst ist zwar gesundheitlich unbedenklich. In der Atmosphäre trägt es aber zur Bildung bodennahen Ozons bei. Dieses Reizgas ist ein Luftschadstoff von wesentlicher Bedeutung; es ist schädlich für die menschliche Gesundheit und schädigt außerdem Pflanzen mit land- und forstwirtschaftlicher Bedeutung.
Nach einer ... Studie ... entsteht etwa ein Drittel des jährlichen bodennahen Ozons in Deutschland (etwa 20 Mikrogramm je Kubikmeter ...) durch die Oxidation von Methan[12]
Weiter
Quellen
| [1] | Global fire emissions estimates during 1997– | ||||||||||||||||||||
| [2] | Deutsches Umweltbundesamt: Unterschätztes Treibhausgas Methan (PDF), S. 16 – "die Landwirtschaft ... verursacht etwa 40 Prozent der weltweiten, vom Menschen verursachten Methanemissionen. Etwa 35 Prozent der globalen anthropogenen CH4-| [3]
| Bildungsserver- | [4]
| Deutsches Umweltbundesamt: Unterschätztes Treibhausgas Methan (PDF), S. 6
| [5]
| The indirect global warming potential and global temperature change potential due to methane oxidation (PDF), S. 2 (im PDF S. 4) – "Oxidation of CH4 in the atmosphere is largely dominated by its reaction with OH, with carbon dioxide as the end product and methanol, formaldehyde and carbon monoxide as intermediate products. Because these intermediate products are deposited at the surface, or washed out, not every molecule of methane oxidized in the atmosphere results in a molecule of CO2. ... It is likely that a fraction of the intermediate products that are deposited at the surface are re- | [6]
| Deutsches Umweltbundesamt: Unterschätztes Treibhausgas Methan (PDF), S. 9 – "Nach neuerer Forschung ist Methan in der Metrik des GWP- | [7]
|
|
[8]
| IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007, Abschnitt 2.10.2 Direct Global Warming Potentials, Tabelle 2.14 – "The GWP for methane includes indirect effects from enhancements of ozone and stratospheric water vapour"
| [9]
| Deutsches Umweltbundesamt: Unterschätztes Treibhausgas Methan (PDF), S. 9 – "Insgesamt leistet das anthropogene Methan in der Atmosphäre einen Gesamtbeitrag zur anthropogenen Erwärmung von derzeit knapp 30 Prozent (brutto). Dies entspricht bis heute einer Brutto- | [10]
| Klimawirkung und CO2- | [11]
| Klimawirkung und CO2- | [12]
| Deutsches Umweltbundesamt: Unterschätztes Treibhausgas Methan (PDF), S. 9
| |