Za emise metanu jsou zodpovědné skládky, těžba ropy a plynu. Co říkají čísla?

Skupina těžebních vrtů v Turkmenistánu produkuje tolik emisí metanu jako všechny skládky v šesti evropských zemích.

Dnešní digitální společnost nám umožňuje být připojeni online k internetu, takže máme neustálý přísun nových a nových informací prakticky z celého světa a ze všech oblastí.

Vzhledem k tomu, že široká laická veřejnost často nemá podrobné znalosti pro tak širokou škálu informací, někdy se novináři přiklánějí k určitým zjednodušením nebo popisným charakteristikám. Například, když letní vedra způsobí požáry, čteme, že oblast "třiceti fotbalových hřišť vyhořela". Nebo pokud nějaké znečištění unikne do řek, jeho množství "by naplnilo 100 olympijských bazénů".

V podobném duchu jsme se nedávno mohli dočíst, že ve Španělsku nedaleko Madridu satelitní sondy detekovaly úniky metanu ze dvou skládek v množství, které by mohlo poskytnout energii pro 350 000 domácností. Podle zpráv z médií bychom se mohli dozvědět, že v místě nejintenzivnějšího úniku byl metan uvolněn v objemu téměř 5 000 kg za hodinu.

Jak dát tato data do širšího kontextu? Uvedu několik tzv. tvrdých dat a několik srovnání, aby se i běžný čtenář lépe seznámil s problematikou měření a kvantifikace emisí do ovzduší v odpadovém hospodářství.

Skládkový plyn není zdaleka jen metan

Na úvod jedna metodická poznámka: objem plynu, např. metanu, je uveden v objemových jednotkách, obvykle v metrech krychlových (m3), a nikoli v jednotkách hmotnosti, jako jsou kilogramy (kg). Převod z objemu na hmotnost však v tomto případě není zcela snadný, protože musíme definovat podmínky – při jaké teplotě a při jakém tlaku chceme vypočítat hmotnost plynu v kilogramech?

Můžeme použít konverzi na tzv. "2000s". Normální metr krychlový (Nm3) za podmínek STP, tj. při 273 Kelvinech, což je 0 °C a 1 atm., které se používají jako standard. Skutečné podmínky na skládkách jsou však téměř vždy odlišné a často vzdálené od ideálního.

Klasický skládkový plyn má zřídka teplotu pod 15 - 20 °C a běžné jsou i případy s teplotami kolem 40 °C. Při těchto teplotních poměrech jsou výpočty hmotnosti rozhodně odlišné od podmínek STP. Aby to bylo ještě komplikovanější, je třeba mít na paměti, že na skládkách často měříme objem skládkového plynu (LFG) a ne přímo metanu. Hmotnost LFG závisí nejen na teplotě a tlaku, ale také na proporcích jeho jednotlivých složek.

Skládkový plyn se skládá z celé směsi plynů, například pouze NMVOC obsahuje až 100 různých složek, zatímco klasická definice se týká pouze metanu (50 %) a oxidu uhličitého (50 %). Opět se však jedná o výrazné zjednodušení, které téměř nikdy neplatí.

Následující diagram znázorňuje grafické znázornění anaerobní methanolézy na skládkách. Svislá osa ukazuje procento hlavních složek skládkového plynu: metan (CH4), oxid uhličitý (CO)2), dusík (N2) a kyslík (O2) v té době, tj. různé fáze biologicky rozložitelného rozkladu uhlíku ve skládkovaném odpadu. Horizontální (časová) osa není na stupnici, takže například fáze I a II mohou trvat týdny, fáze III může trvat měsíce a fáze IV pak několik let až desetiletí.

S výjimkou první a závěrečné fáze, kdy N2 a O2 (jako v klasickém vzduchu) pak v dalších fázích převládají metan a oxid uhličitý. Ale téměř nikdy nejsou v přesné rovnováze.

Stabilní methanolová fáze má průměrný obsah metanu 57 % a 43 % oxidu uhličitého, ale databáze 53 000 analýz skládkového plynu používaného ve Velké Británii ukázala, že přečerpávaný skládkový plyn obsahuje v průměru až 22 % balastních plynů (N2 + O2). Tato data pak logicky ukazují, že v čerpaném skládkovém plynu pak může být celkem až 78 % metanu a oxidu uhličitého.

Pro jednoduchost však všechny výpočetní moduly a software předpokládají tzv. ideální poměr 50:50, jehož interval správnosti je časově omezen na minimum na začátku stabilní fáze (IV).

A konečně přichází do hry ještě jedna komplikace: skládky, kde probíhají procesy biologického rozkladu, jsou považovány za "difúzní zdroj emisí s významnou časovou a zejména prostorovou anizotropií". To v podstatě znamená, že emise ze skládek nejsou konstantní po celou dobu: mění se v měsících, dnech, dokonce i v hodinách a mění se hlavně prostorově. Také ve vzdálenosti 10 metrů byly zaznamenány rozdíly v úniku skládkového plynu řádově 100 až 100krát.

Bez ověřitelného a dlouhodobého monitorování konkrétního zdroje jsou přesné předpovědi poměrně komplikované a velmi, velmi nejisté, jak je rovněž uvedeno v nejnovějším dokumentu Evropské komise (EK) o snižování emisí metanu.

Složka Copernicus poskytuje data