منابع تولید گاز متان چیست؟

منابع تولید گاز متان چیست؟ گاز متان یکی از گازهای گلخانه‌ای است که به طور طبیعی در محیط زندگی ما وجود دارد. اما در سال‌های اخیر، سطح متان در جو زمین به طور قابل توجه‌ای افزایش یافته است و این امر باعث نگرانی درباره تأثیرات فراوان آن بر تغییرات آب و هوا و تغییرات اقلیمی شده است. منابع تولید گاز متان می‌توانند از منابع طبیعی یا انسانی باشند و در این مقاله از بازار نفت و گاز، به بررسی منابع تولید گاز متان و تأثیرات آنها بر محیط زیست می‌پردازیم.

منابع تولید گاز متان

متان، که با فرمول شیمیایی CH4 شناخته می‌شود، ساده‌ترین آلکان است و یک گاز گلخانه‌ای قدرتمند است. منابع تولید متان به دو دسته عمده تقسیم می‌شوند:

منابع طبیعی: این منابع شامل فرآیندهای بیولوژیکی مانند تجزیه مواد آلی در تالاب‌ها، باتلاق‌ها و خاک، همچنین فعالیت‌های آتشفشانی و فوران‌های هیدرات گاز طبیعی است.

منابع انسانی: این منابع شامل فعالیت‌های کشاورزی مانند دامداری و کشت برنج، استخراج و فرآوری سوخت‌های فسیلی، دفع زباله در محل دفن زباله و فاضلاب تصفیه‌خانه‌ها.

منابع طبیعی تولید گاز متان

گاز متان از طریق فرایندهای طبیعی در محیط زیست تولید می‌شود. این فرایندها شامل تخریب آلی در باتلاق‌ها، جوامع میکروبی در رودخانه‌ها و اقیانوس‌ها، فرایندهای دیگر مرتبط با جوامع میکروبی در خاک و تخریب آلی در جنگل‌ها و منابع طبیعی دیگر است. همچنین، متان معدنی از طریق فعالیت‌های طبیعی مانند فعالیت‌های زمین‌لرزه و فعالیت‌های آتشفشانی نیز آزاد می‌شود.

منابع انسانی تولید گاز متان

علاوه بر منابع طبیعی، فعالیت‌های انسانی نیز نقش قابل توجهی در افزایش سطح گاز متان دارند. برخی از منابع انسانی شامل فعالیت‌های صنعتی، کشاورزی، دفع پسماندها، استخراج و استفاده از سوخت‌های فسیلی و فرایندهای زباله‌زدایی است. به عنوان مثال، فعالیت‌های کشاورزی مانند پرورش دام و برخی فرایندهای زراعی منجر به تولید متان می‌شود. همچنین، فرایندهای زباله‌زدایی مانند تخلیه زباله‌ها در مکان‌های فاضلابی و تجزیه آلی زباله‌های آلی نیز باعث تولید گاز متان می‌شود.

استخراج سوخت فسیلی

استخراج و فرآوری نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ می تواند منجر به نشت متان شود. این نشت می تواند از چاه ها، خطوط لوله، مخازن ذخیره سازی و سایر تجهیزات رخ دهد.

فعالیت های آتشفشانی

فوران های آتشفشانی و هیدرات گاز طبیعی می توانند مقادیر قابل توجهی متان را به جو آزاد کنند. هیدرات های گاز طبیعی مولکول های متان هستند که در درون ساختارهای قفس مانند یخ به دام افتاده اند.

فعالیت کشاورزی و دامداری

دامداری، به ویژه پرورش گاو، یکی از بزرگترین منابع تولید متان از فعالیت های انسانی است. دستگاه گوارش گاوها در حین هضم غذا، متان تولید و دفع می کند. کاشت برنج نیز به دلیل پوسیده شدن مواد آلی در خاک غرقابی، متان قابل توجهی تولید می کند.

دفن زباله و فاضلاب

زمانی که مواد آلی در محل های دفن زباله تجزیه می شوند، متان تولید می شود. لندفیل ها همچنین می توانند حاوی گاز طبیعی باشند که از مواد تجزیه شده در محل دفن زباله تولید می شود. در تصفیه خانه های فاضلاب، مواد آلی موجود در فاضلاب توسط میکروب ها تجزیه می شود که در این فرآیند متان تولید می شود.

سایر روش های تولید متان

گاز سنتز: گاز سنتز مخلوطی از هیدروژن و مونوکسید کربن است که می توان از آن برای تولید متان در فرآیندی به نام متان سازی استفاده کرد. گاز سنتز را می توان از منابع مختلفی از جمله گاز طبیعی، زغال سنگ و زیست توده تولید کرد.

هیدروژنزازی زیستی: هیدروژنزازی زیستی فرآیندی است که در آن میکروب ها از هیدروژن و دی اکسید کربن برای تولید متان استفاده می کنند. این فرآیند می تواند از منابع مختلفی از جمله فاضلاب، ضایعات کشاورزی و زیست توده جنگلی برای تولید متان استفاده کند.

گزارش منابع تولید متان

بر اساس گزارش آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده، کشاورزی بزرگترین منبع انتشار متان انسانی در ایالات متحده است که حدود 27 درصد از کل انتشار را به خود اختصاص می‌دهد. استخراج و فرآوری سوخت‌های فسیلی (25 درصد)، محل‌های دفن زباله (15 درصد) و تصفیه‌خانه‌های فاضلاب (5 درصد) قرار دارند.

متان یک نگرانی آب و هوایی است زیرا 25 برابر قوی‌تر از دی‌اکسید کربن در گرم کردن کره زمین در طول یک دوره 100 ساله است. هم اکنون متان حدود 16 درصد از کل گرمایش ناشی از فعالیت‌های انسانی را تشکیل می‌دهد.

حجم تولید گاز متان

میزان تولید سالانه جهانی متان به طور دقیق مشخص نیست، اما تخمین‌ها نشان می‌دهد که بین 500 تا 700 میلیون تن است. منابع مختلفی در این تولید دخیل هستند که شامل موارد زیر می‌شود:

منابع طبیعی:حدود 35 درصد از انتشار متان جهانی از منابع طبیعی مانند تالاب‌ها، باتلاق‌ها و فعالیت‌های آتشفشانی ناشی می‌شود.

فعالیت‌های کشاورزی:حدود 30 درصد از انتشار متان جهانی از فعالیت‌های کشاورزی، به ویژه دامداری و کشت برنج ناشی می‌شود.

استخراج و فرآوری سوخت‌های فسیلی:حدود 20 درصد از انتشار متان جهانی از استخراج و فرآوری نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ ناشی می‌شود.

محل‌های دفن زباله:حدود 15 درصد از انتشار متان جهانی از محل‌های دفن زباله ناشی می‌شود.

تصفیه‌خانه‌های فاضلاب:حدود 5 درصد از انتشار متان جهانی از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب ناشی می‌شود.

تأثیرات گاز متان بر محیط زیست

تمرکز بالای متان در جو زمین باعث افزایش اثر گلخانه‌ای و گرمایش جهانی می‌شود. گاز متان حدود 25 درصد از تأثیر گلخانه‌ای کل بر گرمایش جهانی را تشکیل می‌دهد. از طرف دیگر، متان همچنین باعث تشکیل ازدیاد کننده‌های هوایی می‌شود که به کاهش کیفیت هوا، ازدیاد آلاينده‌های هوا و تشدید مشکلات سلامتی انسان‌ها منجر می‌شود.

علاوه بر آثار گلخانه‌ای، منابع تولید گاز متان نیز تأثیرات بسیاری در محیط زیست دیگر دارند. به عنوان مثال، گاز متان باعث ایجاد انفجارهای زیرزمینی در معادن ذغال سنگ شده و خطرات ایمنی را افزایش می‌دهد.

همچنین، انتشار متان در باتلاق‌ها می‌تواند به آتش‌سوزی‌های طبیعی و ناحیه‌های زیستی آسیب بزند. علاوه بر این، متان باعث کاهش اکسیژن در آب‌های زیرزمینی و رودخانه‌ها می‌شود، که میزان اکسیژن موجود برای حیات آبزیان را کاهش می‌دهد و محیط زیست آبی را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

رویکردهای کاهش تولید گاز متان

برای کاهش تولید گاز متان و کنترل انتشار آن، می‌توان از رویکردهای مختلف استفاده کرد. برخی راهکارهای موثر عبارتند از:

1. مدیریت و دفع پسماندها: اصلاح روش‌های دفع پسماندها مانند استفاده از فرآوری بیولوژیکی، کمپوستاژ و تولید انرژی از زباله‌ها می‌تواند به کاهش تولید گاز متان از زباله‌های جامد و فاضلاب کمک کند.

2. مدیریت زراعت: استفاده از روش‌های بهینه زراعت، کاشت مستقیم، کار در مراحل خاک و استفاده از سیستم‌های آبیاری کم مصرف می‌تواند تخمین متان تولید شده در فرایندهای زراعی را کاهش دهد.

3. مدیریت باتلاق: استفاده از روش‌های مانند جذب متان توسط گیاهان آبزی و استفاده از تکنولوژی‌های بیوگاز می‌تواند متان تولید شده در باتلاق‌ها را کاهش دهد.

بازیافت گاز متان

بازیافت گاز متان از محل‌های دفن زباله و تصفیه‌خانه‌های فاضلاب یک راه حل بسیار خوب است. گاز متان را می‌توان از محل‌های دفن زباله و تصفیه‌خانه‌های فاضلاب جمع‌آوری و برای تولید برق یا گرما استفاده کرد.

کشاورزی با انتشار کم متان

با استفاده از روش‌های کشاورزی مانند چرا چرخشی و کشاورزی مستقیم می‌توان انتشار متان از فعالیت‌های کشاورزی را کاهش داد. کاهش انتشار متان یک تلاش جهانی است که به همکاری همه کشورها، صنایع و افراد نیاز دارد. با انجام اقداماتی برای کاهش انتشار متان، می‌توانیم به کاهش تأثیر خود بر آب و هوا و ایجاد آینده‌ای پایدارتر کمک کنیم.