Methaanverwijderingstechnologie moet worden heroverwogen, omdat nadelen de voordelen kunnen overtreffen

Methaan blijft wereldwijd milieugerelateerde risico’s veroorzaken. Helaas draagt dit schadelijke broeikasgas bij aan ozonverlies en is het een belangrijke oorzaak van longaandoeningen. Daarom is er veel inspanning geleverd om te achterhalen hoe de effecten van methaan op het milieu kunnen worden verminderd of geëlimineerd. Helaas is er evenveel moeite gestoken in het bepalen van de langetermijneffecten of onbedoelde consequenties van methaanverwijdering. Dit is wat u moet weten.

Methaan (CH4)

Methaan ontstaat wanneer één koolstof- en één waterstofmolecuul binden. Het komt veel voor in de natuur en bevindt zich vaak onder de grond. De grootste concentraties bevinden zich onder zeeniveau en in het Ártische gebied. Methaan is kleurloos, reukloos en zeer brandbaar.

Het is een van de meest corrosieve broeikasgassen, waarbij studies aantonen dat het globale opwarmingspotentieel (GWP) 27,9 keer zo hoog is als dat van koolstofdioxide (CO2) over een periode van 100 jaar. Het VN Milieuprogramma heeft vastgesteld dat methaan ongeveer 30 % van de klimaatverandering sinds pre‑industriële tijden heeft veroorzaakt.

Methaan is een bijproduct van vele industriële processen, waaronder de winning van olie en kolen, gasraffinage en zelfs het exploiteren van stortplaatsen. Verrassend genoeg produceren alleen deze sectoren 60 % van het methaan dat in de atmosfeer wordt uitgestoten. Deze vervuiling leidt er nog steeds toe dat meer mensen lijden aan astma, hart‑ en vaatziekten en beroertes als gevolg van het resulterende grondniveau‑ozon.

Natuurlijke methaanverwijdering

Moeder natuur heeft enkele ingebouwde methaanverwijderingstechnieken die uitstekend werken wanneer het milieu in balans is. Oxidatie vindt plaats in de atmosfeer, waarbij methaan veilig uit het milieu wordt verwijderd door een extra molecuul toe te voegen en O2 te vormen. Deze systemen zijn echter overbelast door de toegenomen emissies. Gelukkig hebben wetenschappers unieke manieren gevonden om deze aanpak te dupliceren.

Bron – Universiteit van Utah

Huidige methode voor methaanverwijdering

Er zijn verschillende methoden ontwikkeld door wetenschappers om de schadelijke effecten van methaan te verminderen of het te hergebruiken. Deze strategieën richten zich erop te voorkomen dat het in de atmosfeer blijft hangen en de ozonlaag vernietigt. De methoden variëren van het nabootsen van de natuur tot het creëren van nieuwe productieprocessen die methaan gebruiken in plaats van het te verwerpen of vrij te laten.

Oxidatie

Het meest voorkomende methaanverwijderingsproces is het dupliceren van de natuur en het toevoegen van meer zuurstof aan de atmosfeer. Deze methode toont potentie, waardoor velen pleiten voor een onmiddellijke grootschalige inzet van oxidatietorens. Hieronder staan enkele andere unieke methoden die onderzoekers hebben bedacht.

Preventie

De beste manier om methaanniveaus te verlagen is door te voorkomen dat het de atmosfeer binnenkomt of daar blijft. Preventiemethoden variëren van het integreren van groene energie voor fabrieken, nieuwe boormethoden voor mijnwerkers, en het voeren van vee met verschillende voedingsmiddelen om gasvorming te voorkomen.

Gesloten kringloopsystemen

Een interessante benadering die wetenschappers hebben ontdekt, is het creëren van een gesloten kringloopproductieproces waarbij het kooldioxide dat als afvalbijproduct ontstaat, wordt gecombineerd met extra moleculen om methaan te vormen. Het methaan wordt vervolgens gebruikt in het productieproces en het CO2‑afval wordt opnieuw gerecycled. Deze aanpak kan schonere en efficiëntere productiefaciliteiten opleveren.

Risico’s van methaanverwijdering

Er kunnen verschillende milieu- en volksgezondheidsrisico’s optreden bij het gebruik van methaanverwijderingssystemen. Ten eerste hebben de meeste benaderingen de bijwerkingen van het verwijderen van methaan niet onderzocht en of het verwijderen ervan nieuwe chemische bindingen kan creëren die schadelijker zijn of de effectiviteit van het proces na verloop van tijd kan verminderen.

Sommige wetenschappers vrezen dat het veranderen van het niveau van troposferische oxidanten secundaire verontreinigende stoffen kan veroorzaken, waaronder schadelijk ozon en fijnstof. Bovendien is er geen internationale toezichthoudende of regelgevende naleving waaraan deze ingenieurs zich moeten houden tijdens hun experimentele fasen. Gelukkig heeft een team van ingenieurs van de afdeling Atmosferische Wetenschappen van de Universiteit van Utah de tijd genomen om de sluier op te tillen en de langetermijneffecten van de huidige methaanverwijderingsprocessen te onthullen.

Studie naar risico’s van methaanverwijdering

De studie “Potential Air Quality Side-Effects of Emitting H2O2 to Enhance Methane Oxidation as a Climate Solution“¹ is het eerste artikel dat de mogelijke bijwerkingen van enkele van deze verwijderingstechnologieën onderzoekt. Het artikel introduceert een experiment waarbij torens geaëerde waterstofperoxide (H₂O₂) in de atmosfeer sproeien. De H₂O₂ bindt zich aan het methaan, waardoor het uit de lucht wordt verwijderd als een natuurlijke scrubber.

Computer-simulaties van risico’s bij methaanverwijdering

De onderzoeker verzamelde gegevens van 50 torens verspreid over Noord‑Amerika gedurende een jaar. De torens stootten O2 uit en hun effecten werden bestudeerd. De gegevens werden vervolgens gebruikt om geneste raster‑simulaties van het proces te maken. De simulatie omvatte verschillende emissiesnelheden en hield rekening met diverse omgevingsfactoren die de binding kunnen beïnvloeden, zoals het zonlichtniveau.

Het wereldwijde chemisch‑transportmodel van de ingenieur, GEOS-Chem, kan de vier seizoenen, verschillende weerspatronen en nog veel meer simuleren. Opmerkelijk is dat het team besloot drie verschillende emissiescenario’s te gebruiken. Deze aanpak stelt de ingenieurs in staat om specifieke problemen sneller te vinden.

Test van risico’s bij methaanverwijdering

De ingenieurs begonnen hun simulaties te testen met de verschillende patronen. Elk sproei‑patroon had vooraf ingestelde hoeveelheden. Bijvoorbeeld, het middelpuntpatroon gaf 1,35 pond H₂O₂ per seconde vrij. Deze stap werd in de simulatie herhaald gedurende tien uur per dag voor een heel jaar. Vervolgens had het team sensoren die de hoeveelheid die fotolyse onderging en O₂ creëerde, konden bepalen.

Testresultaten van risico’s bij methaanverwijdering

De test toonde enkele interessante en onverwachte resultaten. Ten eerste lieten de resultaten zien dat ingenieurs veel meer H₂O₂ moeten toevoegen voordat deze methode van methaanreductie een verwaarloosbaar effect heeft. Zelfs met 50 torens die verspreiden, zou het slechts 0,01 % van de jaarlijkse antropogene methaanemissies verminderen.

Om effectief te worden, zou deze methode opgeschaald moeten worden tot een gevaarlijk niveau. Het team stelde vast dat er tot 352.000 emissies nodig zouden zijn om een verschil te maken. In deze opstelling verwijderden ze 50 % van het antropogene methaan. Zelfs als de torens opgeschaald zouden worden, zou je nog steeds +40.000 nodig hebben om een reëel effect te hebben.

Opmerkelijk is dat de tests aantoonden dat oxidatie kan worden gebruikt om de luchtkwaliteit te verbeteren. De verbeteringen hielden echter slechts ongeveer 50 jaar aan voordat onbedoelde bijwerkingen in het model verschenen. Ten eerste bepaalden de ingenieurs dat een hoog niveau van fijnstof uit de atmosfeer zou worden vrijgegeven.

Fijnstof

Fijnstof is wereldwijd een groot gezondheidsprobleem. Verhoogde niveaus van fijnstof zijn volgens recente studies van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) gerelateerd aan depressie, suïcide en longaandoeningen. De studie toont aan dat het verlagen van PM‑niveaus tot 10 microgram per kubieke meter de depressieratio in de bevolking aanzienlijk verminderde.

De bijwerkingen van het H₂O₂‑proces hadden een klein effect op de oppervlakte‑O₃‑vervuiling. Bovendien steeg het sulfaat‑aerosol met 3 % in alle grondniveau‑rastercellen. Deze stijging kan leiden tot de vorming van sulfaat‑ en nitraatconcentraties, wat langdurige milieueffecten op de biosfeer en hydrosfeer veroorzaakt. De resultaten bewijzen dat op de lange termijn de luchtkwaliteit aanzienlijk zou afnemen door deze vorm van methaanverwijderingsproces.

Onderzoekers van risico’s bij methaanverwijdering

De studie werd geleid door ingenieurs van de Universiteit van Utah. Concreet zijn de atmosferische wetenschappers Alfred Mayhew en Jessica Haskins de hoofdautoren. Het team wil nu hun gegevens gebruiken om andere methaanreductieprocessen te testen. Het doel is ervoor te zorgen dat het delicate evenwicht van de natuur niet per ongeluk wordt verstoord bij pogingen om klimaatverandering op te lossen.

Vooroplopen in duurzame innovatie

Er zijn veel bedrijven betrokken bij koolstofafvang‑ en methaanreductiestrategieën. Deze bedrijven hebben recent een impuls gekregen doordat de VN en andere wereldwijde organisaties gunstige schema’s hebben opgesteld om de wereldwijde emissies te verminderen. Hier is een voorbeeld van een bedrijf dat de gegevens uit deze studie kan gebruiken en succesvol in zijn huidige bedrijfsmodel kan integreren.

Occidental Petroleum (OXY)

Occidental Petroleum (OXY ) betrad de markt in 1920 als een milieugerichte petroleumleverancier. Het bedrijf verwierf een reputatie voor innovatie en heeft verschillende unieke campagnes opgezet die gericht zijn op het behalen van haar doel van nul emissies tegen 2050.

Vandaag de dag is Occidental Petroleum een toonaangevende leverancier van koolstofafvangtechnologie. Het heeft momenteel activiteiten zowel in de VS als in het Midden‑Oosten. Het bedrijf blijft een pionierende kracht en heeft onlangs een memorandum of understanding ondertekend met TAE Technologies. Het doel van de samenwerking is om onderzoeks‑kansen voor het gebruik van de nucleaire fusietechnologie van TAE verder te verkennen.

Deze nieuwste ontwikkelingen, samen met aanvullende technologieën, zullen de vraag naar OXY‑aandelen doen stijgen. Er kunnen aanzienlijke voordelen zijn als het bedrijf deze gegevens integreert om haar bedrijfsmodel aan te passen en de efficiëntie te verbeteren. Voorlopig wordt OXY door veel analisten beschouwd als een sterke “hold”.

Methaanverwijdering – Het is ingewikkelder dan u denkt.

Ingenieurs moeten de langetermijneffecten van hun methaanreductietechnologieën onderzoeken. Bij het beoordelen van milieuproblemen wordt deze eis tien keer groter. Het fragiele evenwicht van het ecosysteem merkt alle veranderingen op en past zich dienovereenkomstig aan. Daarom is een zeer delicate aanpak, gecombineerd met sterke preventie, nodig om dit probleem op te lossen zonder onderweg meer problemen te veroorzaken.

Lees meer over andere coole milieuprojecten hier.

Studieverwijzing:

^{1. Mayhew, A. W., & Haskins, J. D. (2025). Potential air quality side-effects of emitting H₂O₂ to enhance methane oxidation as a climate solution. Environmental Science & Technology, 59(1), 679–688. https://doi.org/10.1021/acs.est.4c11697}