Метанът е газ без цвят и мирис, който е често срещан в природата и е продукт от определени човешки дейности. Метанът е най-простият член на парафиновата серия на хидроводородите и е сред най-силните парникови газове. Химичната му формула е CH4.
Метанът е по-лек от въздуха, слабо-разтворим във вода. Изгаря лесно във въздуха, в резултат на което се образуват въглероден диоксид и водна пара; пламъкът е блед и много горещ. Температурата на кипене на метана е -162°C, а температурата на топене е -182,5°C. Метанът е стабилно съединение, но смес от въздух и метан, със концентрация между 5% и 14% е взривоопасна.
Метанът е вторият по значение парников газ. По оценка на Американската агенция за опазване на околната среда (EPA), CH4 има 25 пъти по-голям потенциал за глобално затопляне (англ.: Global warming potential) от този на CO2 за период от 100 години. С други думи, при едно и също количество метанът ще улови 25 повече енергия от въглеродния диоксид. Според IPCC, CH4 притежава над 80 пъти по-голям потенциал за глобално затопляне от CO2 за период от 20 години. Но концентрация на CH4 в атмосферата е много по-малко от тази на CO2 – обемните концентрации на метана обикновено се измерват в части на милиард (ppb), вместо части на милион (ppm). CH4 също така се задържа за значително по-кратко време в атмосферата, приблизително 10-12 години, спрямо стотици години за CO2.
Естествени източници на метан включват тропични и северни влажни зони; оксидиращи метан бактерии, хранещи се с органичен материал, консумиран от термити; вулкани; просмукващи отвори на морското дъно в региони; богати на органични седименти и метанови хидрати, уловени по протежението на континенталните шелфове в океаните и в полярната вечна замръзнала земя (пермафрост). Основният естествен поглътител на метан е самата атмосфера, където CH4 лесно реагира с хидроксилни радикали (OH–) в тропосферата в резултат на което се образуват CO2 и водна пара (H2O). Когато CH4 достигне стратосферата, той бива унищожен. Друг естествен поглътител е почвата, където метанът се окислява от бактерии.
Заедно с CO2, човешката дейност води до значително повишение на атмосферната концентрация на CH4, което е по-бързо, отколкото може да бъде компенсирано от природните поглътители. Понастоящем антропогенните източници представляват приблизително 70 процента от общите годишни емисии на CH4. Основните антропогенни източници на атмосферен метан се дължат на животновъдство и други селскостопански практики (катo отглеждане на ориз); производство, транспорт и изгаряне на въглища, изкопаем (природен) газ и нефт; изгаряне на биомаса и разлагане на органични отпадъци в депа за твърди отпадъци. Поради все още непълното разбиране на обратните връзки в климата и трудно предвидимите промени в отглеждането на добитък и ориз и производство на енергия, бъдещите тенденции на емисиите на метан са особено трудни за оценяване.
Фигура 1: Глобални източници на емисии на метан в милиони тонове (Mt). Източник.
На фигура 1 е представена разбивка на количеството емисии на метан според техния източник. Третият най-съществен източник на метан е енергийнияt сектор или 134 милиона тона (Mt) през 2020 г. В сектора най-голям дял има газа – 45 Mt, следван от нефта и въглищата с 39 Mt и биоенергията – 11 Mt.
Смята се, че внезапно повишение в концентрацията на метан в атмосферата е довело до затопляне, при което средните глобални температури са се повишили с 4-8 °C за период от няколко хиляди години – т. нар. палеоцен-еоценски топлинен максимум (PETM). Това се е случило преди около 55 милиона години, най-вероятно в следствие от масивно вулканично изригване, довело до взаимодействие с резервоари на метан. Трудно е да се определи точно колко са били концентрациите на метан и за колко дълго са се задържали на такова високо равнище. При много високи концентрации времето на задържане на CH4 в атмосферата може да стане много по-голямо от 10-12 годишния период, което се прилага днес. Вероятно е тези концентрации да са достигнали до няколко ppm по време на PETM.
Прединдустриалната концентрация на CH4 в атмосферата е била приблизително 700 ppb, докато през 2019, по оценка на Шестия оценъчен доклад на IPCC, тя възлиза на 1866 ppb. Това е много над нивата за последните поне 650 000 години. Нетният радиационен натиск, в резултат на антропогенните емисии на CH4 е приблизително 0,5 вата на квадратен метър – или приблизително една трета от радиационното въздействие на CO2. Това на практика означава, че CH4 е допринесъл с приблизително 0,5°C за повишаването на световната температура в съвремието.
Изкопаем газ и метан
Изкопаемият (природен) газ, наричан накратко газ, е изкопаем енергиен източник, който се е образувал дълбоко под земната повърхност. Изкопаемият газ представлява смес от хидроводородни газове. Възможно е да има значителни вариации в състава на газа, но обикновено непреработеният газ се състои от 70-90% метан и 0-20% етан, пропан и бутан. Газът съдържа също по-малки количества течности от изкопаем газ (NGLs, които също са течни въглеводородни газове и се отделят от газообразните съставки при добив) и невъглеводородни газове, като въглероден диоксид, азот и др.
Таблица 1: Типичен състав на изкопем газ преди добив.
