Metan - emisja ze składowiska odpadów

Metan – jak ograniczyć emisję?

EDIT: 8 czerwca 2021 r. Dotyczy planów Stanów Zjednoczonych Ameryki w kierunku ograniczenia emisji metanu, odnotowanego wzrostu emisji mimo pandemii koronawirusa oraz indywidualnych planów firm europejskich.

Metan (CH4) jest drugim po dwutlenku węgla (CO2) najpowszechniejszym gazem cieplarnianym, który niekorzystnie wpływa na klimat Ziemi. Cząsteczki tego gazu charakteryzują się możliwościami zatrzymywania w atmosferze aż 28 razy więcej ilości ciepła niż dwutlenek węgla (CO2), który przez wysokie stężenie w atmosferze jest źródłem największych zmian klimatycznych. Różnica między tymi gazami polega na tym, że po wyemitowaniu do atmosfery, CH4 utrzymuje się w niej 12 lat, w przeciwieństwie do CO2, który pozostaje w niej 100 lat. Mimo to nie można bagatelizować rosnących emisji metanu i dokładać wszelkich starań by je minimalizować.

Źródła emisji metanu

Emisje metanu można podzielić ogólnie na dwa niezależne źródła, które nakładają się na siebie. Jest to emisja ze źródeł naturalnych oraz ta związana z działaniami człowieka w różnych branżach przemysłu.  Aż 30 proc. metanu wytwarzanego przez człowieka jest skutkiem nieodpowiedniego żywienia zwierząt  podczas prowadzonego chowu i hodowli, gospodarowania obornikiem oraz niepoprawnego składowania odpadów. Produkcja i konsumpcja gazu i ropy powoduje wytwarzanie 22 proc., gospodarowanie odpadami i ściekami 18 proc., wydobywanie węgla 11 proc., uprawa ryżu 7,5 proc., tak samo jak spalanie biomasy i paliw. Pozostałe 4 proc. jest wynikiem odbywającego się transportu i emisji z różnych gałęzi przemysłu. Tego typu emisje kwalifikowane są jako gazy pochodzenia antropogenicznego, które są 60 procentową częścią światowej emisji metanu.

Źródła metanu

Pozostała część powstałego CH4, jest skutkiem między innymi rozkładu i procesów beztlenowych, nazywanych źródłami naturalnymi. Zaliczają się do nich między innymi bagna czy jeziora słodkowodne, które są jednym z największych naturalnych źródeł emisji CH4. W kontekście emisji metanu ważne są również tak zwane klatraty, czyli substancje krystaliczne, których składnikami jest woda i CH4. Znajdują się one w oceanach, lądolodach, lodowcach oraz wiecznych zmarzlinach, czyli miejscach o niskiej temperaturze oraz wysokim ciśnieniu. Gazy cieplarniane znajdujące się w atmosferze sprawiają, że Ziemia ogrzewa się. Ma to niekorzystny wpływ na klatraty – w efekcie zwiększającej się temperatury metan w formie gazowej zaczyna się uwalniać. Prowadzi to do występowania sprzężenia zwrotnego, czyli niekontrolowanego efektu cieplarnianego. Na skutek emisji gazu do atmosfery temperatura Ziemi podnosi się ocieplając klatraty. Przez to zaczynają one emitować jeszcze większe ilości gazu, które ze wzmożoną siłą podnoszą temperaturę atmosfery. Masa tego typu złóż metanu jest nieznana, jednak uznaje się, że mogą być one kolejnym istotnym ogniwem w procesie zmian klimatycznych.

Rosnące emisje

Mimo coraz większej świadomości społeczeństwa w tematach związanych ze zmianami klimatycznymi, emisje metanu stale rosną. Jedynie w latach 1998-2007 zarejestrowano ich zmniejszenie się. Obniżenie poziomu emisji wystąpiło po rozpoznaniu problemu jakim są wycieki CH4 w procesach wydobycia gazu i ropy. Był to czas inwestycji w infrastrukturę, który zaowocował ograniczeniem wycieków z 8 proc. do 2 proc. podczas wydobycia tych surowców. W późniejszych latach okazało się jednak, że nie jest to wystarczające rozwiązanie. Od roku 2008 stężenie metanu w atmosferze zaczęło gwałtownie rosnąć. W wyniku przeprowadzonych analiz, specjaliści założyli, że wzrost spowodowany był emisjami ze źródeł mikrobiologicznych pochodzenia naturalnego i antropogenicznego, takich jak rolnictwo, składowiska odpadów nieposiadające instalacji od odgazowania, bagna, zbiorniki słodkowodne czy chów i hodowla krów.

EDIT: 8 czerwca 2021 r. Dotyczy odnotowanego wzrostu emisji mimo pandemii koronawirusa.

W 2020 roku, mimo panującej pandemii koronawirusa i spowolnienia gospodarki, dane satelitarne wykazały dalszy wzrost emisji metanu. Największe wycieki tego gazu zanotowane były w takich krajach jak Algieria, Rosja i Turkmenistan, gdzie wartości emisji wzrosły o ponad 40 proc. względem roku poprzedniego. Taki rozwój zdarzeń najprawdopodobniej związany jest ze zmianami praktyk operacyjnych, które zostały wprowadzone w przemyśle naftowym i gazowym ze względu na pandemię.

Strategia Komisji Europejskiej

Mimo, że Unia Europejska odpowiada za jedyne 5 proc. światowej emisji metanu, Komisja Europejska w październiku 2020 roku zdecydowała się na przedstawienie strategii na rzecz ograniczenia emisji metanu [1]. Podjęcie takich kroków jest istotne z punktu widzenia osiągnięcia przez UE neutralności klimatycznej do 2050 roku, co zostało ogłoszone przez Komisję Europejską w komunikacie “Czysta planeta dla wszystkich Europejska długoterminowa wizja strategiczna dobrze prosperującej, nowoczesnej, konkurencyjnej i neutralnej dla klimatu gospodarki” [2]. W celu spełnienia tego założenia, Unia Europejska do 2030 roku musiałaby ograniczyć emisje metanu o 35-37 proc. w porównaniu z 2005 rokiem. Sektory, w których musiałaby zostać wprowadzona największa ilość zmian to rolnictwo, gospodarowanie odpadami, a także wydobycie oraz zużycie paliw kopalnych. Kolejną ważną częścią strategii jest poprawa sposobu wykonywania i mierzenia emisji metanu. Unia Europejska ma zamiar wspierać pomysł stworzenia międzynarodowego obserwatorium emisji metanu, który wykorzystywałby satelity Copernicus do wykrywania niekontrolowanych wycieków tego gazu. Strategia uwzględnia również dalsze ulepszanie infrastruktury gazowej, a także ograniczenie do minimum spalania niezagospodarowanego lub niemożliwego do zagospodarowania gazu w pochodniach, w procesie którym oprócz metanu uwalnia się dwutlenek węgla. Kolejnym ważnym krokiem są zmiany w sposobie żywienia zwierząt podczas prowadzonego chowu i hodowli oraz odpowiednie gospodarowanie odpadami poprzez selektywne zbieranie odpadów organicznych oraz pozostałości komunalnych i rolniczych, które nie są zdatne do recyklingu, ale mogłyby być wykorzystane do produkcji biogazu, biomateriałów oraz biochemikaliów.

EDIT: 8 czerwca 2021 r. Dotyczy planów Stanów Zjednoczonych Ameryki w kierunku ograniczenia emisji metanu.

Wpływem metanu na zmiany środowiska przyrodniczego aktywnie zainteresował się również Senat Stanów Zjednoczonych. Działania mające na celu zmniejszenie wycieków metanu w przemyśle naftowym i gazowym zostały podjęte już w 2016 roku. Przedsiębiorstwa miały obowiązek monitorowania rurociągów, a w przypadku znalezienia jakichkolwiek nieszczelności były zobowiązane zabezpieczyć je w przeciągu 30 dni. Zasady te zostały poluzowane w 2020 roku. Od roku 2021 problemy środowiska przyrodniczego są znów traktowane jako jeden z priorytetów. 28 kwietnia 2021 roku Senat zadecydował o ponownym przyjęciu bardziej surowych zasad z 2016 roku. Oprócz tego planowane jest wprowadzenie opłat pokrywanych przez przedsiębiorstwa przemysłu naftowego i gazowego, których wysokość miałaby się różnić w zależności od wyemitowanej ilości metanu. Rozpoczęcie projektu planowane jest na 2023 rok, a każda wyemitowana tona tego gazu będzie warta 1800 dolarów. Cena w miarę upływu lat miałaby wzrastać, tak by zachęcać przedsiębiorstwa do wprowadzania ekologicznych zmian. Pomiary wskazujące ilość wyemitowanego metanu, byłyby prowadzone z poziomu ziemi, powietrza oraz z satelit. Środki wpłacane przez podmioty emitujące gazy, byłyby przeznaczane na walkę ze zmianami klimatycznymi. Dodatkowo, pieniądze, które zostałyby przeznaczone przez przedsiębiorstwa na ulepszanie i uszczelnianie infrastruktury, mogłyby zwrócić się w kosztach zaoszczędzonego paliwa.

Niechlubne pierwsze miejsce Polski

Różne branże przemysłowe mają różny udział w emisji metanu. Szacuje się, że za 23 proc. emisji odpowiada gospodarka odpadami, natomiast 29 proc. pochodzi z sektora rolniczego. Raport „Drugi Bełchatów. Metan Kopalniany w Polsce” [3] sporządzony w 2020 roku przez Ember, organizację non-profit zajmującą się analizą danych dotyczących sektora energetycznego, wskazał, że aż 70 proc. spośród wszystkich wycieków CH4, jakie miały miejsce w czynnych europejskich kopalniach, stanowiły wycieki na terenie Polski. W 2018 roku Polska zajęła pierwsze miejsce w Europie pod względem ilości emisji metanu z kopalni. Największe wycieki w kraju, bo aż 89 proc., miały miejsce w czynnych głębinowych kopalniach węgla. Jednak najwięcej metanu w Polsce powstaje w procesach związanych z energią. CH4, który w 2017 roku został wyemitowany do atmosfery pochodził właśnie z tego sektora. Pozostały niecały jeden procent emisji pochodził z innych procesów przemysłowych.

Przyszłość metanu w Polsce

Patrząc na powyższe dane widać jakie elementy polskiej gospodarki muszą zostać zrestrukturyzowane w celu osiągnięcia poprawy klimatu w dążeniu do jego neutralności. Ograniczeniu emisji metanu w Polsce mają służyć obowiązujące od 1993 roku obowiązkowe opłaty za emisję CH4, jednak ceny są zbyt niskie by skłoniły emitentów gazów do jakichkolwiek zmian. W 2008 zaproponowane zostało zwiększenie stawek, jednak po protestach Górniczej Izby Przemysłowo-Handlowej, plany wycofano. We wcześniej wspomnianym raporcie organizacji Ember, autorzy proponują sześć rozwiązań, które miałyby pomóc w zmniejszeniu emisji metanu. Cztery z nich odnoszą się bezpośrednio do działań jakie miałaby podjąć Polska, dwa dotyczą działań Unii Europejskiej. Wskazane działania są możliwe do realizacji, jednakże wymagają zaangażowania wielu podmiotów znajdujących się na różnych poziomach w strukturze państwa i UE.

Pierwsze z wskazanych rozwiązań nakłania do przyśpieszania planów ograniczenia emisji metanu. Polega ono na tworzeniu przez spółki węglowe strategii przedstawiające plany związane z minimalizacją emisji. Dokumenty strategiczne dla przedsiębiorstw powinny zawierać konkretne daty dotyczące zwiększenia wychwytywania metanu, które miałyby mobilizować spółki do podejmowania konkretnych kroków. W celu minimalizacji negatywnego wpływu kopalń na środowisko przyrodnicze, terminy te powinny być możliwie jak najwcześniejsze.

Drugie rozwiązanie dotyczy zamykania kopalń emitujących największe ilości metanu. W ocenie twórców raportu te działania  powinny być traktowane jako priorytetowe. We wrześniu 2020 roku zostało podpisane porozumienie [4] między rządem oraz związkami zawodowymi górników. Przedmiotem dokumentu są ustalenia dotyczące dat zamykania się kopalni w Polsce. Są to jednak terminy odległe, na przykład planowane zamknięcie kopalni Sośnica będzie miało miejsce w 2029 roku, a Mysłowice-Wesoła w 2041 roku. Biorąc pod uwagę dążenie Unii Europejskiej do ograniczenia emisji metanu, jej wysokie wartości związane z działaniem kopalń, w przyszłych latach nie będą akceptowane, dlatego teoretycznie bardziej opłacalne byłoby ich wcześniejsze zamknięcie niż wskazano w porozumieniu. Takie podejście jest związane z szacowanymi kosztami, które poniosą spółki, a będą związane z wszystkimi inwestycjami w nową infrastrukturę zapewniającą mniejsze emisje. Jednakże, wszystkie decyzje związane z zamykaniem kopalń są niezwykle trudne i należy rozpatrywać je z uwzględnieniem nie tylko aspektów środowiskowych, lecz także społecznych, ekonomicznych oraz bezpieczeństwa energetycznego kraju.

Kolejne wskazane rozwiązanie sugeruje natychmiastowy zakaz uwalniania ujętego metanu do atmosfery. Wzywa ono polski rząd do podjęcia kroków mających spełniać to założenie przy użyciu środków, które obligowałyby zakłady odmetanowania do wykorzystywania całego wychwyconego metanu lub ewentualne spalanie go w pochodni.

Ostatnim rozwiązaniem dotyczącym Polski jest wykorzystanie funduszu Sprawiedliwej Transformacji do ograniczenia wycieków z zamkniętych kopalń. Fundusz na rzecz Sprawiedliwej Transformacji to europejski mechanizm, którego zadaniem jest przeprowadzenie koniecznych dla dobra klimatu zmian w gospodarce, pamiętając jednocześnie o osobach, które na skutek tej transformacji ucierpią na przykład poprzez stratę pracy. Autorzy raportu sugerują, aby stworzyć nowe miejsca pracy dla osób poszkodowanych w procesie zamknięcia kopalni, która miałaby polegać na ograniczaniu wycieków z nieaktywnych już obiektów emitujących metan.

Przyszłość metanu w Europie

Pozostałe dwa rozwiązania zamieszczone w raporcie odnoszą się do Unii Europejskiej. Pierwsze z nich wspomina o omawianej już strategii na rzecz ograniczenia emisji metanu opublikowanej przez Komisję Europejską. Autorzy raportu wskazują jakie elementy powinny być zamieszczone w strategii, by wpłynąć na gospodarkę węglową.

Ostatnim, szóstym proponowanym rozwiązaniem problemu emisji metanu, jest jego uwzględnienie w Europejskim Systemie Handlu Emisjami. Powstał on w 2003 roku na podstawie dyrektywy ustanawiającej system handlu przydziałami emisji gazów cieplarnianych [5]. Celem handlu emisjami jest minimalizacja emisji dwutlenku węgla poprzez nadawanie spółkom określonej ilości uprawnień. W przypadku niewystarczającej ilości kredytów, firmy w celu uniknięcia kar muszą odkupić niewykorzystane uprawnienia od spółek, które nie przekroczyły rocznego limitu. Sprawia to, że Unia Europejska rozdająca kredyty, ustala ile emisji dwutlenku węgla zostanie wypuszczone do atmosfery każdego roku. Więcej na  temat kredytów węglowych można przeczytać w artykule Kredyty węglowe – jak Unia Europejska ogranicza emisję gazów cieplarnianych. Wprowadzenie do systemu metanu sprawiłoby, że zachęcone ekonomicznie spółki chętniej ograniczałyby jego emisje.

EDIT: 8 czerwca 2021 r. Dotyczy indywidualnych planów firm europejskich.

Niektóre z europejskich spółek gazowych i naftowych informują, że opracowują już własne plany zmniejszania ich wpływu na środowisko przyrodnicze. Skupiają się one na pomiarach wycieków metanu, wychwytywaniu emisji i odejściu od spalania gazu. Indywidualne programy firm nie są jednak jak na razie doprecyzowane. Wiadomo jednak, że spółki muszą wprowadzać zmiany, aby dopasować się do wymagań stawianych przez Unię Europejską. W przeciwnym razie energetyka gazowa może podzielić los sektora węglowego i być stopniowo wygaszana.

Od wielu lat głównym „bohaterem” rozważań w kwestiach klimatycznych był dwutlenek węgla, który spośród wszystkich gazów cieplarnianych, w ilości w jakiej występuje, ma największy wpływ na zachodzące zmiany klimatyczne. Skuteczna ograniczenie tych zmian nie będzie jednak możliwe jeśli pominięte zostaną pozostałe gazy niekorzystnie oddziaływujące na klimat, takie jak chociażby emisja metanu. Szczególną uwagę warto skierować ku emisjom metanu pochodzącym z kopalni znajdujących się w Polsce, na terenie Unii Europejskiej czy na świecie i dążyć do ich znacznego ograniczania. Nie mniej uwagi wymagać będą w przyszłości również emisje pochodzące z rolnictwa, gospodarki odpadami, produkcji gazu i ropy czy ze źródeł naturalnych.


[1] Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów dotyczący strategii UE na rzecz ograniczenia emisji metanu https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=CELEX:52020DC0663&from=EN [dostęp 2021-04-20]

[2] Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady Europejskiej, Rady, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego, Komitetu Regionów i Europejskiego Banku Inwestycyjnego Czysta planeta dla wszystkich Europejska długoterminowa wizja strategiczna dobrze prosperującej, nowoczesnej, konkurencyjnej i neutralnej dla klimatu gospodarki https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=CELEX:52018DC0773&from=EN [dostęp 2021-04-20]

[3] Raport „Drugi Bełchatów. Metan Kopalniany w Polsce.” https://ember-climate.org/wp-content/uploads/2020/11/2020-Coal-mine-methane_PL.pdf [dostęp 2021-04-20]

[4] Porozumienie między przedstawicielami Rządu a Międzyzwiązkowym Komitetem Protestacyjno-Strajkowym Regionu Śląsko-Dąbrowskiego https://pgg.pl/strefa_korporacyjna/aktualnosci_s/1162/Podpisano_porozumienie_w_sprawie_zasad_i_tempa_transformacji_górnictwa [dostęp 2021-04-20]

[5] Dyrektywa 2003/87/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 13 października 2003 r. ustanawiająca system handlu przydziałami emisji gazów cieplarnianych we Wspólnocie oraz zmieniająca dyrektywę Rady 96/61/WE https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=CELEX:32003L0087&from=pl [dostęp 2021-04-20]

Podziel się:

Napisz komentarz

Your email address will not be published. Required fields are marked *