-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Metan to od setek lat jedno z najpoważniejszych zagrożeń w górnictwie. Dzięki postępowi technologicznemu potrafimy go wykrywać i odprowadzać z kopalń. To jednak rodzi kolejny problem – emisję metanu, niezwykle silnego gazu cieplarnianego, do atmosfery. Tymczasem w UE trwają prace nad rozporządzeniem zakazującym takiej emisji. Czy to oznacza konieczność zamknięcia kopalń metanowych? Niekoniecznie. Potrzeba okazała się matką wynalazku i polscy naukowcy opracowali VAMPIRE, przełomową instalację, która przekształca metan w tak przydatny w kopalni... chłód.
Technologia VAMPIRE została stworzona przez Centrum Promocji i Transferu Technologii dzięki funduszom z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (NCBR). Działa ona w oparciu o modułowy reaktor katalityczny przekształcający metan z powietrza wentylacyjnego kopalni w energię, wykorzystywaną do klimatyzowania regionów, w których prowadzone jest wydobycie. Reaktor jest dziełem naukowców z Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego, którzy pracowali pod kierunkiem prof. Joanny Profic-Paczkowskiej i dr. inż. Romana Jędrzejczaka. Drugim z niezbędnych elementów jest absorber zbudowany przez firmę DPMTech, który przekształca gorące powietrze z reaktora w tzw. wodę lodową zasilającą urządzenia klimatyzacyjne.
Niezwykle ważnym elementem jest tutaj modułowa budowa całej instalacji, która musi zmieścić się w korytarzach kopalni, być łatwa w transporcie i montażu. Modułowy jest też sam reaktor, umożliwiający bezpieczne spalanie metanu w niskiej temperaturze. Dzięki takiej budowie można go składać jak z klocków, by osiągnąć wymaganą wydajność przetwarzania powietrza wentylacyjnego.
Prototypową instalację VAMPIRE przetestował Główny Instytut Górnictwa – Państwowy Instytut Badawczy Kopalnia Doświadczalna „Barbara”. Testy wykazały, że pozwala ona na ograniczenie emisji metanu i wykorzystanie go do poprawienia mikroklimatu w wyrobiskach.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside (UC Riverside) dokonali niespodziewanego odkrycia. Silny gaz cieplarniany, metan, nie tylko ogrzewa Ziemię, ale i... ją ochładza. Nowo odkrytego zjawiska nie uwzględniono jeszcze w modelach klimatycznych.
Gazy cieplarniane tworzą w atmosferze Ziemi warstwę przypominającą koc, która blokuje promieniowanie długofalowe, przez co utrudnia wypromieniowywanie ciepła przez planetę ogrzewaną przez Słońce. To prowadzi do wzrostu temperatury na powierzchni. Naukowcy z UC Riverside zauważyli niedawno, że znajdujący się w atmosferze metan absorbuje krótkofalowe promieniowanie ze Słońca. To powinno ogrzewać planetę. Jednak – wbrew intuicji – absorpcja promieniowania krótkofalowego prowadzi do takich zmian w chmurach, które mają niewielki efekt chłodzący, mówi profesor Robert Allen. Na podstawie przygotowanego modelu komputerowego naukowcy obliczyli, że dzięki temu efektowi chłodzącemu metan kompensuje ok. 30% swojego wpływu ocieplającego.
Z tym zjawiskiem wiąże się też drugi, niespodziewany, mechanizm. Metan zwiększa ilość opadów, ale jeśli weźmiemy pod uwagę jego efekt chłodzący, to ten wzrost opadów powodowany przez metan jest o 60% mniejszy, niż bez efektu chłodzącego.
Oba rodzaje energii, długofalowa z Ziemi i krótkofalowa ze Słońca, uciekają z atmosfery w większej ilości niż są do niej dostarczane. Atmosfera potrzebuje więc mechanizmu kompensującego ten niedobór. A kompensuje go ciepłem uzyskiwanym z kondensującej się pary wodny. Ta kondensacja objawia się w opadach. Opady to źródło ciepła, dzięki któremu atmosfera utrzymuje równowagę energetyczną, mówi Ryan Kramer z NASA. Jednak metan zmienia to równanie. Zatrzymuje on w atmosferze energię ze Słońca, przez co atmosfera nie musi pozyskiwać jej z opadów. Ponadto absorbując część energii metan zmniejsza jej ilość, jaka dociera do powierzchni Ziemi. To zaś zmniejsza parowanie. A zmniejszenie parowania prowadzi do zmniejszenia opadów.
Odkrycie to ma znaczenie dla lepszego zrozumienia wpływu metanu i być może innych gazów cieplarnianych na klimat. Absorpcja promieniowania krótkofalowego łagodzi ocieplenie i zmniejsza opady, ale ich nie eliminuje, dodaje Allen.
W ostatnich latach naukowcy zaczęli bardziej interesować się wpływem metanu na klimat. Emisja tego gazu rośnie, a głównymi jego antropogenicznymi źródłami są rolnictwo, przemysł i wysypiska odpadów. Istnieje obawa, że w miarę roztapiania się wiecznej zmarzliny, uwolnią się z niej olbrzymie ilości metanu. Potrafimy dokładnie mierzyć stężenie gazów cieplarnianych w atmosferze. Musimy jak najlepiej rozumieć, co te wartości oznaczają. Badania takie jak te prowadzą nas do tego celu, mówi Ryan Kramer.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W wiecznej zmarzlinie i hydratach w głębi oceanów, uwięzione są olbrzymie ilości węgla. Od dawna słyszymy, że, w miarę wzrostu temperatury na Ziemi, węgiel ten może zostać uwolniony w postaci metanu – bardzo silnego gazu cieplarnianego – gwałtowanie przyspieszy globalne ocieplenie. Jednak ostatnie badania wskazują, że ten czarny scenariusz może się nie ziścić.
Gdy rośliny się rozkładają, w glebie pojawia się węgiel. Jednak gdy jest bardzo zimno, materia organiczna zamarza, a węgiel zostaje w niej uwięziony i nie trafia do atmosfery. Z taką sytuacją mamy do czynienia na Syberii, Alasce i północy Kanady, tam, gdzie występuje wieczna zmarzlina. Jednak w wiecznej zmarzlinie uwięzione jest też bardzo dużo zamrożonej wody. Gdy wieczna zmarzlina zaczyna się roztapiać, gleba zostaje zalana wodą i powstaje środowisko o niskiej zawartości tlenu. W połączeniu z zawartym w glebie węglem tworzą się idealne warunki dla mikroorganizmów, które żywią się węglem i uwalniają metan do atmosfery.
Drugie wielkie źródło metanu, hydraty metanu, znajduje się w głębi oceanów. Do ich uformowania się potrzebna jest bowiem niska temperatura i wysokie ciśnienie. Jeśli temperatura wody wzrośnie, hydraty zostaną zdestabilizowane, rozpadną się i uwolnią metan.
Naukowcy od dawna obawiają się roztapiania wiecznej zmarzliny i destabilizacji hydratów metanu. Dlatego też postanowili sprawdzić, jak sytuacja wyglądała w przeszłości. Grupa z laboratorium profesora Wasilija Petrenko, na czele której stał Michael Dyonisius, zbadała rdzenie z lodowca Taylor na Antarktydzie. Uwięzione tam powietrze sprzed 8–15 tysięcy lat pozwalało na zbadanie składu ziemskiej atmosfery z przeszłości. To okres, który jest częściowo podobny do obecnego. Ziemia przechodziła wówczas z epoki chłodniejszej do cieplejszej. Jednak wówczas zmiana była naturalna. Teraz jest ona napędzana przez działalność człowieka i przechodzimy z epoki cieplejszej do jeszcze cieplejszej, mówi Dyonisius.
Jak dowiadujemy się ze Science, uczeni, badając węgiel-14 w swoich próbkach stwierdzili, że uwalnianie metanu do atmosfery było wówczas małe. Prawdopodobieństwo destabilizacji starych rezerwuarów węgla i pojawienia się silnego ociepleniowego sprzężenia zwrotnego również i dzisiaj jest małe, mówi Dyonisius. Zdaniem badaczy, podczas ocieplenia związanego z końcem epoki lodowej emisja metanu do atmosfery była niewielka, gdyż na Ziemi istnieją naturalne bufory zabezpieczające.
W przypadku hydratów (klatratów) metanu, takim buforem jest sam ocean. Jeśli doszłoby do ich rozpadu, większość uwolnionego metanu zostanie rozpuszczone i utlenione w wodzie przez mikroorganizmy. Tylko niewielka jego część trafi do atmosfery. Jeśli zaś chodzi o metan z wiecznej zmarzliny, to jeśli uformuje się on wystarczająco głęboko w glebie, to może on zostać utleniony przez bakterie, zanim z gleby się wydostanie. Może też nigdy nie powstać i węgiel z wiecznej zmarzliny uwolni się w postaci dwutlenku węgla.
Naukowcy zauważyli jednocześnie, że w przeszłości ocieplający się klimat spowodował uwalnianie się większej ilości metanu z mokradeł. I takiego scenariusza możemy się spodziewać. Jednak, jak mówi profesor Petrenko, antropogeniczna emisja metanu jest obecnie 2-krotnie większa niż emisja z mokradeł. Nasze dane wskazują, że nie powinniśmy się martwić olbrzymią ilością metanu, która może uwolnić się w wyniku globalnego ocieplenia. Powinniśmy martwić się metanem emitowanym przez człowieka.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W ubiegłym roku ponownie wzrósł poziom metanu w atmosferze. Naukowcy nie potrafią wyjaśnić, dlaczego tego potężnego gazu cieplarnianego jest od lat coraz więcej. W roku 2018 jego koncentracja wzrosła o 10,77 części na miliard (ppb). To drugi największy wzrost od dwóch dekad.
Metan żyje w atmosferze znacznie krócej niż dwutlenek węgla, jednak wywołuje znacznie silniejszy efekt cieplarniany. Od 2007 roku obserwowany jest wzrost stężenia tego gazu, a w ciągu ostatnich 4 lat zjawisko to przyspieszyło.
Euan Nisbet z Royal Holloway University w Londynie mówi, że wzrost ten bardzo martwi naukowców. A jeszcze bardziej niepokojący jest fakt, że nikt nie potrafi powiedzieć, co napędza rosnącą koncentrację metanu.
Nie wiemy, jaki proces jest odpowiedzialny za to, że ilość metanu rośnie tak szybko, mówi Ed Dlugokencky z amerykańskiej Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej (NOAA). Z opinią tą zgadza się Keith Shine z Reading University. Bardzo niepokojący jest fakt, że tempo wzrostu koncentracji metanu – po okresie dość powolnego wzrostu – zbliża się do tego z lat 80. A jeszcze bardziej martwi to, że nie rozumiemy przyczyn tego wzrostu.
Jedną z możliwych przyczyn jest globalne ocieplenie, powodujące, że więcej metanu uwalnia się z tropikalnych mokradeł, co dodatkowo przyspiesza ocieplenie. Nie jestem pewien, ale wygląda na to, że ocieplenie zaczęło napędzać samo siebie, dodaje Nisbet. Na razie jednak brak dowodów, na potwierdzenie tej hipotezy.
Inni specjaliści zwracają uwagę, że nie wiadomo nawet, czy ten dodatkowy metan pochodzi z naturalnych źródeł, jak na przykład z cieplejszych i bardziej wilgotnych mokradeł, czy też ze źródeł antropogenicznych, jak bardziej intensywna uprawa ryżu czy spalanie paliw kopalnych. Niewykluczone też, że to połączenie tych wszystkich czynników.
Jakby jeszcze tego było mało, im więcej wiemy o metanie, tym bardziej groźny się on okazuje. Jeszcze w 1990 roku podczas prezentacji raportu klimatycznego dla ONZ oceniano, że 1 tona metanu ma taki wpływ na ocieplenie klimatu jak 21 ton CO2. Niedawno naukowcy stwierdzili, że metan jest 28-krotnie silniejszym gazem cieplarnianym niż dwutlenek węgla, a dowody, którymi obecnie dysponujemy sugerują, że 1 tona metanu może odpowiadać nawet 35 tonom CO2.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Stany Zjednoczone, Bangladesz, Kanada, Meksyk, Ghana i Szwecja utworzyły koalicję, która pod kierunkiem Programu Środowiskowego ONZ będzie prowadziła działania mające na celu zmniejszenie emisji innych niż dwutlenek węgla zanieczyszczeń, przyczyniających się do powstawania efektu cieplarnianego.
Przed miesiącem informowaliśmy, że naukowcy z Goddard Institute for Space Studies opublikowali wyniki badań, z których wynika, że można niemal natychmiastowo spowolnić globalne ocieplenie redukując emisję metanu i sadzy. Wprowadzenie tego pomysłu w życie jest o tyle proste, że wystarczy wyeliminować zaledwie 14 źródeł metanu i sadzy, by uzyskać znaczącą poprawę. Ponadto, w przeciwieństwie do propozycji eliminacji dwutlenku węgla, ograniczenie emisji metanu i sadzy nie pociągnie ze sobą tak wysokich kosztów i nie zagrozi rozwojowi gospodarczemu szczególnie słabiej rozwiniętych państw.
Sześć wspomnianych krajów chce walczyć z emisją metanu, sadzy oraz fluorowanych węglowodorów (HFC). Te zanieczyszczenia wywierają silny efekt cieplarniany, jednak pozostają w atmosferze zaledwie przez kilka dni lub tygodni. Zatrzymanie ich emisji będzie oznaczało natychmiastowe spowolnienie ocieplenia. Uczeni szacują, że jeśli plan się powiedzie, to do roku 2050 średnie globalne temperatury wzrosną o 0,5 stopnia Celsjusza mniej niż się obecnie przewiduje. Dodatkowe korzyści z ich wyeliminowania z powietrza to większe zbiory roślin uprawnych oraz uratowanie życia setek tysięcy osób, które umierają z powodu chorób układu oddechowego i sercowo-naczyniowego.
Jeśli koalicja będzie prężnie działała i dołączą do niej inne kraje, niewykluczone, że uda się zintensyfikować międzynarodowe wysiłki na rzecz walki z globalnym ociepleniem.
Co ciekawe, badania nad zanieczyszczeniami, które krótko są obecne w atmosferze, a wywierają wpływ na klimat, prowadzone są co najmniej od dekady. Jednak dopiero teraz politycy zainteresowali się tym zagadnieniem.
Sporów politycznych nie da się jednak całkowicie uniknąć. Z jednej strony sporo metanu emituje przemysł wydobywczy, szczególnie gazowy. Można się więc spodziewać opozycji z jego strony. Z kolei Indie już wcześniej wyrażały sprzeciw wobec skupiania się na sadzy w obawie, że zmniejszy to nacisk na kraje wysoko uprzemysłowione, które są największymi emitentami CO2. Indie i Chiny sprzeciwiają się też ograniczeniom emisji HFC, mimo, że związki te wywołują tysiące razy silniejszy efekt cieplarniany niż dwutlenek węgla.
Finansowanie prac wspomnianej na wstępie grupy wzięły na siebie na razie Stany Zjednoczone i Kanada, które zadeklarowały, odpowiednio, 10 i 3 miliony dolarów. Wiadomo też, że Norwegia rozważa przyłączenie się do nowej inicjatywy.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.