Metan: kromě lidské činnosti jej produkuje i sama příroda. V čem je potenciál metanu při zmírňování změn klimatu? Pro Ecoistu se nad “druhým” skleníkovým plynem zamýšlí Adam Bednařík z Ústavu výzkumu globální změny AV ČR (Czechglobe).

Metan, druhý nejvýznamnější skleníkový plyn, má spoustu zásadních vlastností pro zmírňování změn klimatu. V porovnání s CO₂ asi třicetkrát intenzivněji zachycuje teplo v atmosféře, zato z ní mizí rychle – už zhruba po deseti letech. I proto omezení jeho emisí přináší rychlé snížení růstu teploty. Asi 40 % emisí metanu vytváří sama příroda. A právě takový metan zkoumají vědci z Czechglobe.

Metan z řek

Většina z nás si metan spojuje s lidskou činností: se zemědělskou produkcí, s kravami, pěstováním rýže, výrobou fosilních paliv nebo skládkami. Jaký podíl na jeho vzniku ale mají přírodní zdroje jako třeba vodní toky nebo rašeliniště? 

Metan vzniká činností mikroorganismů při rozkladu organické hmoty v prostředí bez přítomnosti kyslíku. To je společné pro drtivou většinu jak antropogenních, tak přírodních zdrojů metanu. Podle současných dat emise metanu ze zdrojů spojených s lidskou činností převažují a tvoří zhruba 60 %. Zbylých 40 % vytváří příroda, zejména mokřady a vnitrozemské vody jako jezera, vodní nádrže a řeky. 

Znalost poměru “přírodního” metanu a metanu z lidské činnosti dává vědcům možnost odhadnout, jaký bude další vývoj emisí metanu v souvislosti se změnou klimatu a účinnost případných opatření. Proto se vědci z Ústavu výzkumu globální změny AV ČR (Czechglobe) dali do měření koncentrací metanu v českých vodách.

S rostoucí teplotou více bublin

V rámci výzkumu se vědci zaměřují především na měření emisí metanu z přírodních ekosystémů, zejména vodních toků, které jsou obecně považovány za na kyslík bohaté prostředí a z pohledu produkce metanu zdánlivě nezajímavé. Přibývající studie však dokazují, že řeky patří mezi významné zdroje metanu, který zde vzniká v hlubších vrstvách sedimentu, kde dochází k vyčerpání kyslíku a nastartování jeho produkce. Podle současných odhadů tak vodní toky tvoří 7 % veškerých přírodních emisí metanu.

Povrchové vody jsou metanem většinou silně přesyceny, proto se z nich metan uvolňuje do ovzduší. Metan se však z vodního prostředí může uvolňovat také ve formě bublin (tzv. ebulicí). Na význam ebulice v současnosti cílí právě výzkum Czechglobe. Dat o podílu ebulice na celkových emisích metanu z vodních toků je dosud totiž tak málo, že ani není zahrnuta v aktuálních odhadech globálních emisí metanu. Důvodem je mimo jiné vysoká časová a prostorová náhodnost uvolňování bublin, což komplikuje měření. 

Studium významu ebulice přitom zpřesňuje současné odhady přírodních emisí metanu a jejich vývoj v budoucnosti. Ukazuje se totiž, že s rostoucí teplotou se nejen zvyšují emise metanu z vod, ale roste také podíl ebulice na jeho celkových emisích. 

A zvýšená ebulice není z hlediska množství emisí výhodná: metan v bublinách totiž není v místě vzniku dostupný bakteriím, které jej jinak mohou přirozeně odbourávat. Tudíž se do atmosféry z vodních toků může dostávat s rostoucí teplotou a ebulicí čím tím víc metanu.

Více živin = více metanu

Kromě dobře zdokumentovaného vlivu rostoucích teplot se na zvyšování emisí metanu z přírodního prostředí podílí také obohacování vod živinami, zejména dusíkem a fosforem, které se do vody dostávají důsledkem hospodaření v krajině či nedostatečného čištění odpadních vod. Proto vodní ekosystémy v urbánní a zemědělské krajině vykazují zpravidla největší koncentrace i emise metanu.

Živiny navíc umocňují růst řas a vodních rostlin, v důsledku čehož je v daném prostředí k dispozici více organické hmoty k rozkladu, při němž je využíván kyslík. Po jeho vyčerpání může přijít na řadu zase metanogeneze. Vliv teploty a živin na produkci a následné emise metanu se tudíž vzájemně posilují. S dalším oteplováním tak lze očekávat vyšší emise metanu zesilující skleníkový efekt. 

Jak na omezení 

Přes nemalý podíl přírodních ekosystémů na celkových emisích metanu je mnohem zásadnější snižovat emise metanu ze zdrojů spojených s lidskou činností. To ilustruje například americká studie, která ukazuje že likvidace emisí z jedné větší skládky odpadu by měla větší efekt než téměř neproveditelná eliminace veškerých emisí metanu z vodních toků na území zhruba o velikosti Libereckého kraje. Co má však smysl upravit je zmíněné snížení zanášení vodního prostředí hnojivy a živinami. Takové opatření může mít trojí benefit – zlepšení kvality vody, zlepšení podmínek pro vodní organismy i snížení emisí metanu. 

Obecně jsou však často zmiňovaná opatření ke snížení emisí metanu spojena s jeho hlavními antropogenními zdroji, jako je chov dobytka, těžba a zpracování fosilních paliv a skládkování. V těchto oblastech je možné s vynaložením menších nákladů docílit efektivního snížení emisí metanu v krátkém čase. 

Třeba zachycení a využití metanu spojeného s těžbou uhlí by mohlo snížit emise metanu z tohoto sektoru o více než polovinu. Totéž platí o těžbě a transportu ropy a zemního plynu – zde by mohlo být snížení emisí dosaženo detekcí a následným zachycením unikajícího metanu. To vše by bylo možné za současného dosažení zisku, protože tržní cena zachyceného metanu by převyšovala náklady na provedená opatření. 

Potenciál ke snížení emisí metanu až o desítky procent v rámci odvětví existuje také v oblasti pěstování rýže a chovu dobytka. V případě rýže pomůže občasné vysoušení stále zaplavených rýžových polí nebo vrácení rýžové slámy zpět na pole v období mimo zaplavení. V případě dobytka jde o kombinaci změny složení potravy, potravních aditiv k potlačení produkce metanu a šlechtění. 

Lidské zdroje emisí metanu jsou sice různorodé, ale kombinací již dobře známých a proveditelných opatření napříč sektory lze dosáhnout jejich snížení o desítky procent a zpomalit tak oteplování planety. U metanu, který vzniká v přírodě, něčeho takového docílíme jen těžko.

Co jste možná nevěděli o metanu (CH₄)  

• Růst teplot znamená více metanu, více metanu zase vyšší teplotu. Metan je navíc mnohem účinnější v absorpci tepleného záření než oxid uhličitý (otepluje planetu intenzivněji).
• CO₂ může historicky asi za polovinu oteplení, které nastalo od průmyslové revoluce a bude taky hlavním důvodem budoucího oteplení. Metan je zodpovědný jen asi za čtvrtinu dosavadního oteplení, zbytek pak mají na svědomí N₂O a další plyny.
• Metan přispívá kvůli svým vlastnostem k rychlému oteplování. Zase však relativně rychle z atmosféry mizí. Až 90 % je odbouráno chemickými reakcemi v atmosféře, reaguje zejména s hydroxylovými radikály.
• Zatímco asi pětina CO₂, co vypustíme dnes, v atmosféře zůstane i za 10 000 let koncentrace metanu reflektují aktuální emise metanu, rozloží se cca za deset let.
• Pokud tedy metan přestaneme vypouštět, dojde skutečně brzy i k poklesu oteplování. U CO₂ však jen zpomalujeme růst: i když zastavíme jeho produkci, předchozí emise jsou v atmosféře po staletí a dál ji oteplují).
• Pokud se blížíme k některému z tzv bodů obratu (tzv. tipping points), má smysl se zaměřit na metan, pokud hovoříme o stavu v roce 2050 a dalších scénářích, hraje CO₂  samozřejmě hlavní roli, omezovat se musí obojí.
• Nemá barvu ani zápach, to, co “smrdí” bývá sirovodík (vyskytuje se také při hnilobných procesech)

Foto: Autor