Metangas, både farligt och fantastiskt

ESSÄ | Sedan 1990 har världens elproduktion mer än fördubblats. Drygt 60 procent av världens elproduktion sker idag med fossila bränslen, främst kol och naturgas, mestadels metan. Användningen av alla energislag för elproduktion har ökat, förutom användningen av olja som har minskat. För elproduktionen i Sverige används i i kontrast till världens elproduktion en mycket liten andel fossila bränslen. 

Av alla bränsle har förbränning av metangas fördelen att den ger en ren förbränning med låga utsläpp av miljö- och hälsoskadliga ämnen. Förbränning av kol, olja, ved, mm ger däremot utsläpp av bland annat svaveldioxid, kväveoxider, partiklar, polyaromatiska kolväten och skadliga flyktiga organiska ämnen (VOC). I dag står metan för nästan en tredjedel av den globala användningen av fossila bränslen, dvs lika mycket som för kol, medan olja fortfarande utgör den största andelen, med drygt 40 procent. Samtidigt svarar olja och naturgas för bara drygt 10 procent vardera av de kända fossila energireserverna, medan den allra största delen utgörs av kol.

Skiffergasens genombrott på världsscenen innebär att det finns tillräckligt med fossilgas världen över för de kommande 200 åren. De kända gasreserverna uppgår för närvarande till cirka 1,885 biljoner kubikmeter världen över. Ryssland, USA, Kanada, Iran och Algeriet svarar tillsammans för nästan hälften av världens utvinning.

Att elda med olja eller kol eller ved för att producera el tillför cirka dubbelt så mycket koldioxid till atmosfären som att elda med metan. Därför förespråkar många energi- och klimatstrateger att vi ska öka vår användning av metangas på olja och kolets bekostnad. Då kan koldioxidutsläppen minskas i väntan på kommersiella genombrott för sol- och vindenergi och andra koldioxidsnåla energiformer.

Men metan som kommer upp i atmosfären har en klimatpåverkan som är 28 gånger större än koldioxid. I dag svarar metan för ungefär 20 procent av den växthuseffekten som alla gaser utom vattenånga står för. Koldioxid bidrar med hela 70 procent. 

Under de senaste 650 000 åren har koncentrationen av metan i atmosfären pendlat mellan 400 och 700 ppb (ppb, från amerikansk engelska parts per billion, ”antal per miljard”), för att under 1900-talet ha stigit upp till dagens nivå på över 1700 ppb. Metanets uppehållstid i luften är cirka 8 år och omvandlas till koldioxid och vatten högre upp i atmosfären. Så metangasen har, till skillnad från koldioxiden, inte ansamlats ända sedan industrialismens början. Den måste ha släppts ut under det senaste knappa decenniet. De största utsläppskällorna till metan i Sverige är boskapsskötsel och deponier. Globalt är de största utsläppen risodling, utsläpp från kolgruvor och naturgas, avfallsförbränning, avloppshantering och boskapsskötsel. Mer och mer metangas sipprar ut i atmosfären. En stor del kommer också från läckage vid utvinning av olja och kol.

I oktober får professor Ilse Aben, seniorforskare vid SRON (Netherlands Institute for Space Research), den högsta utmärkelsen inom nederländsk vetenskap, Spinoza- och Stevinprisen priset eftersom hon är en av initiativtagarna till Tropomi. Hon är fortfarande med sitt team helt engagerad i att använda mätningar för att bekämpa klimatförändringar. Holländarna har designat och byggt satellitbaserade atmosfärssensorer, såsom de som finns på ERS och Envisat, sedan 1990-talet. Med utgångspunkt i detta tekniska arv utvecklades Tropomi – den hittills mest avancerade multispektrala avbildningsspektrometern – gemensamt av ESA och Nederländernas rymdkontor.

Varje dag mäter Tropomi, TROPOspheric Monitoring Instrumen, hela jordens atmosfär med en upplösning på 5 gånger 7 kilometer, 20 miljoner mätningar per dag.

Tropomi observerar solljus som sprids tillbaka till rymden av jordens yta och atmosfär och detekterar unika fingeravtryck av gaser i olika delar av spektrumet. Det som utmärker den är att den mäter i det ultravioletta och synliga (270–500 nm), nära-infraröda (675–775 nm) och kortvågigt infrarött (2305–2385 nm) spektralbandet. Detta innebär att ett brett spektrum av föroreningar som kvävedioxid, ozon, formaldehyd, svaveldioxid, metan och kolmonoxid kan avbildas mer exakt än någonsin tidigare. Med en upplösning på så hög som 7 km × 3,5 km har den potential att detektera luftföroreningar över enskilda städer.

Tropomi visualiserar superutsläppare av metan, punktkällor som läckor i olje- och gasinfrastruktur eller utsläpp från kolgruvor eller deponier. Om mycket metan mäts någonstans med Tropomi zoomar andra satellitinstrument in på det för att få det i sikte upp till 25 meter. Baserat på denna tvåstegsraket vidtar FN-institutet IMEO åtgärder mot utsläppare.

Uppdraget är ett viktigt bidrag till att övervaka luftkvaliteten och tillhandahålla viktig information till tjänster och beslutsfattare för att förbättra de europeiska medborgarnas liv. Med sin globala täckning och policy för öppna data stöder uppdraget globala insatser för att övervaka föroreningar och förbättra vår förståelse av kemiska och fysikaliska atmosfäriska processer.

Aben använder smarta algoritmer för att omvandla de insamlade data till information om metanläckor, samt utsläpp av skadliga ämnen som kolmonoxid. Abens arbete spelar en central roll i olika FN-program som syftar till att minska metanutsläppen världen över. Hennes team har lokaliserat ett flertal metanläckor inom olje- och gasindustrin, kolgruvor och deponier. De har hjälpt till att täta ett antal av dessa läckor, till exempel i oljefält i Centralasien och Nordafrika. Deras insikter har varit avgörande för att utforma internationella klimatavtal som Global Methane Pledge. Detta internationella initiativ har nu undertecknats av 158 länder och syftar till att minska metanutsläppen med minst 30 procent till 2030.

***
Johanna Deinum, docent biofysikalisk kemi