Drivhusgasser – Identifisering og gjenbruk av metan

Drivhusgasser er ekstremt viktige for å gjøre planeten vår beboelig. Imidlertid øker den høye konsentrasjonen av disse varmelukkende gassene nå jordens overflatetemperatur betydelig, noe som fører til global oppvarming og klimaendringer.

Mens karbondioksid er den viktigste antropogene drivhusgassen, er metan (CH4) er langt mer potent. Denne relativt kortlivede gassen fanger 80 ganger mer varme enn CO2 over en periode på to tiår. Ifølge FNs miljøprogram har metan siden førindustriell tid stått for omtrent 30 % av klimaendringene.

Dette er den nest mest forekommende drivhusgassen og er hovedkomponenten i naturgass og biogass.

Metan er fargeløs, luktfri og svært brannfarlig. Naturlig metan finnes under bakken, med våtmarker som den største kilden. Den finnes også under havbunnen, under den antarktiske isen og i havene. Gassen produseres også av vulkaner samt nedbrytning av plante- og dyremateriale.

En viktig bidragsyter til metans utslipp i miljøet er menneskelige aktiviteter som inkluderer søppelfyllinger, landbruksvirksomhet, husdyr, gjødsel, kullgruvedrift og olje- og gassproduksjon.

Når den slippes ut i luften, reagerer metan på farlige måter. Den frigjør ikke bare karbondioksid gjennom oksidasjon, men bidrar også til dannelse av ozon. På denne måten reduserer den luftkvaliteten, noe som fører til for tidlig dødelighet hos mennesker, reduserte avlingstall og helseproblemer hos dyr.

Hos mennesker kan denne potente drivhusgassen også forårsake problemer som astma, hjerte- og karsykdommer og økt risiko for slag. Metangassforgiftning kan derimot føre til kvelning.

Høye nivåer av metan kan også forårsake problemer som hukommelsestap, sløret tale, kvalme, rødming, hodepine, oppkast, humørsvingninger og synsproblemer. Samtidig kan kontakt med flytende metan som slippes ut under trykk forårsake frostskader.

Gitt de skadelige effektene av metan, har det vært økt fokus på bedre kvantifisering og drastisk redusere metanforurensning for å forhindre de verste klimaeffektene.

Metanutslipp fra gjødsel er langt større

Gårdsdyr er en fremtredende kilde til metanutslipp fra landbruket. Ifølge den nåværende estimaten fra FNs klimapanel (IPCC) står de for 12 % til 14,5 % av alle menneskeskapte drivhusgassutslipp.

De nasjonale inventarene for drivhusgassutslipp rapporterer samtidig at utslipp som kommer direkte fra dyrenes fordøyelsessystemer (enterisk fermentering) er tre til ni ganger større enn de fra gjødselhåndtering, inkludert lagring og spredning av slam og gjødsel. Imidlertid kan utslippene fra disse to tilfellene være mye nærmere 50:50.

Ifølge ny forskning kan de faktiske metanutslippene fra slamlagring på melkeproduksjonsgårder opptil fem ganger mer enn hva de offisielle statistikkene antyder.

Studien, utført av University of East Anglia (UEA) og en ideell forening, International Fugitive Emissions Abatement Association (IFEAA), er basert på beregninger fra to melkeproduksjonsgårder i England.

Forskningen antyder at ‘Tier 2’-beregningene som for tiden brukes av land for å rapportere sine utslipp årlig til IPCC, kanskje ikke er robuste, og dermed fører til undervurdering.

Målingene av utslipp fra slamlaguner ble analysert av forskere i perioden 2022–23. For å fange metan ble lufttette lokk brukt til å omslutte slamlagunene, noe som viste at de genererer langt mer CH4 enn tidligere antatt.

Ifølge funnene var den faktiske utslippingen 145 kg per ku per år på den ene gården og 198 kg per ku per år på den andre gården. Dette er 3,8–5,2 ganger høyere enn den eksisterende offisielle tallverdien på 38 kg per ku rapportert i Storbritannias nasjonale inventar.

Selv om den standard internasjonale metodikken ser ut til å undervurdere metanutslipp fra slamlagring, sier forskningen at vi i dag har teknologien som kan hjelpe med å «gjøre dette problemet til en forretningsmulighet». Metan kan faktisk lett fanges opp og deretter brukes som et alternativ til fossilt brensel, noe som også skaper «en ekstra inntektsstrøm for gårder».

Ved å fremheve det enorme potensialet for å omdanne denne metanen til en fornybar energikilde, bemerket professor Neil Ward ved Tyndall Centre for Climate Change Research ved UEA at bruk av metan som drivstoff kan hjelpe bønder med å redusere energikostnadene og bli energiuavhengige.

Å fange opp og omdanne utslippet metan til biogass kan spare en gjennomsnittlig melkeproduksjonsgård omtrent £52 500 i drivstoffkostnader. Totalt kan denne kostnadsbesparelsen overstige £400 millioner for melkeindustrien.

Eksisterende teknologi kan fange opp gassen, og ved å bruke den på EU’s melkehyrder kan utslippene reduseres med anslått 5,8 % av budsjettet for å begrense global oppvarming til 1,5 °C, ifølge forskningen.

Den betydelige undervurderingen av utslipp fra gjødselhåndtering betyr at ikke bare estimatene er unøyaktige, men også prioriteringer knyttet til reduksjonsalternativer kan bli forvrengt.

“Denne forskningen representerer derfor en presserende oppfordring til handling og videre arbeid for bedre å forstå metanutslipp fra gjødselhåndtering.”

– Prof Ward

Dermed anbefaler forskningen at myndighetene øker tilskuddene til lokk for slamlaguner samt tilhørende gassbehandlingsutstyr, i tillegg til å innføre skattefordeler for investeringer i forsyningskjeden for gjenvinning og bruk av metan, og gjør prosessen for planlegging og tillatelser enklere.

“Teknologien finnes for å fange, behandle og utnytte metanen som for tiden går tapt til atmosfæren og bidrar til opphopning av drivhusgasser, og ser økonomisk lovende ut, spesielt dersom et insentivrammeverk for kapitalinvesteringer på gårder, kombinert med regulatorisk støtte, kan implementeres.”

– Prof Penny Atkins, CEO of IFEAA

Å redusere metanutslipp er, ifølge George Eustice, styreleder i IFEAA og tidligere statssekretær for miljø, mat og landbruk, «kritisk for veien mot netto null». Siden metan er en potent, men kortvarig drivhusgass, kan reduksjon av utslipp også bidra til å begrense den globale temperaturøkningen til 1,5 grader.

Med dette konkluderte studien med at den samlede CH4‑bidraget fra gjødselhåndtering på melkeproduksjonsgårder er bemerkelsesverdig, og at det er betydelige fordeler ved å handle tidligere enn senere for å begrense utslippene.

Karbonavtrykket til LNG er også mye høyere

En ny studie fra Cornell sier imidlertid at karbonavtrykket til flytende naturgass (LNG) er langt verre, 33 % mer enn kull når prosessering og frakt også tas med i beregningen.

Under utvinning, prosessering, transport og lagring av LNG, slippes CH4 og CO2 ut, og disse utslippene utgjør omtrent halvparten av det totale drivhusgassavtrykket.

Når man analyserer sammenligningen av den atmosfæriske påvirkningen av ulike drivhusgasser, viser det at karbonavtrykket til LNG er en tredjedel større enn kull over en periode på to tiår. Selv på en århundrelang tidsskala er LNGs karbonavtrykk enten likt eller fortsatt høyere enn kull.

Både skifer‑gass og naturgass er dårlige for klimaet, ifølge studiens forfatter Robert Howarth, men LNG er «verre». Mens LNG er laget av skifer‑gass, krever prosessen superkjøling (minus 260 grader Fahrenheit) til flytende form og deretter bruk av store tankskip for å transportere den til markedet, og alt dette krever energi.

Denne transportformen har en miljøkostnad. Moderne tankskip med to‑ eller firetaktsmotorer har lavere CO2‑utslipp enn dampskip, og de brenner LNG under lagring og transport, noe som fører til at CH4 slipper ut i eksosen.

Når det gjelder dampskip, slipper de nesten ingen metan i eksosgassene. Dette kan delvis oppveie deres høyere CO2‑utslipp.

Ifølge studien varierer tankskipenes metanutslipp mellom 3,9 % og 8,1 %, avhengig av skipet. Under prosessen med å flytende naturgass, nærmer dette seg 8,8 % av totalen når man bruker global oppvarmingspotensial.

Ifølge studien har type tankskip relativt liten innvirkning på LNGs drivhusgassavtrykk siden de er mer drivstoffeffektive og dermed har lavere CO2‑utslipp, men større metanlekkasje i eksosen.

Når man snakker om effekten av et tankskip sin hastighet på utslipp, bemerker forfatteren at lavere hastigheter gir betydelig større effektivitet, noe som reduserer både CO2‑ og CH4‑utslipp. Papiret uttalte:

“Likevel er utslipp fra tankskip en liten del av totalen for LNG.”

Det er oppstrøms‑ og mellomstrømsutslipp fra skifer‑gass som er mest ansvarlige for karbonavtrykket til flytende naturgass som USA eksporterer.

CO2 fra sluttbruk av forbrenning av flytende naturgass bidrar faktisk med kun 34 % av det totale drivhusgassavtrykket (GHG) for flytende naturgass, mens oppstrøms‑ og mellomstrømsmetanutslipp er ansvarlige for 38 % av totale LNG‑utslipp. Når man legger til CO2‑utslipp fra energien som brukes til å produsere LNG, utgjør totale oppstrøms‑ og mellomstrømsutslipp i gjennomsnitt 47 % av det totale GHG‑avtrykket for LNG. Ifølge Howarth:

“Nesten alle metanutslippene skjer oppstrøms når du utvinner skifer‑gass og flytendegjør den. Dette forsterkes ytterligere bare for å få flytende naturgass til markedet.”

Dette betyr at flytende naturgass «alltid» har et større klimaavtrykk enn naturgass, og med det «ende opp til å være betydelig verre enn kull».

Ifølge forskningen har disse funnene implikasjoner for produksjon av flytende naturgass i USA, som for tiden er verdens største eksportør. Mens nasjonen forbød eksport av LNG, ble forbudet opphevet i 2016, og siden da har eksporten steget dramatisk. I 2023 utgjorde USA 21 % av all global LNG‑transport, og president Biden innførte kun en midlertidig stans på denne økende eksporten tidligere i år.

I tillegg har nesten all økningen i naturgassproduksjon i USA det siste tiåret kommet fra skifer‑gass. Produksjonen av skifer‑gass sammen med flytendegjøring for å lage LNG og påfølgende LNG‑transport er energikrevende, og bidrar betydelig til dens drivhusgassavtrykk.

Så, mens regjeringer over hele verden oppfordrer til en rask overgang fra fossilt brensel, inkludert naturgass, som en del av deres globale klimapolitikk, har flytende naturgass et mye høyere karbonavtrykk enn naturgass. Howarth sa: «Å avslutte bruken av LNG bør være en global prioritet».

Dermed er overgang fra kull til LNG ikke veien å gå, ifølge Howarth, på grunn av behovet for massive infrastrukturutgifter. Han anbefaler å bruke finansielle ressurser til å bygge en fossilfri fremtid så raskt som mulig som en langt bedre tilnærming.

Et kraftig alternativ: Bruke metangass til å mine BTC

Med Bitcoin‑mining som får kritikk for sin energikrevende natur, representerer konvertering av metangass fra dyreavfall til energi en innovativ og proaktiv tilnærming for å dempe utslipp av drivhusgasser.

Denne kombinasjonen av BTC‑mining med metanfangst gjør at disse utslippene kan omdannes til en verdifull kilde for banebrytende teknologi i stedet for å bidra til global oppvarming.

Siden Bitcoin‑minere kan operere fra praktisk talt hvor som helst i verden, åpner dette opp muligheter også for de mest isolerte, avsidesliggende og oversette søppelfyllingsområdene. Søppelfyllinger er en stor kilde til metan. I USA er de den tredje største kilden til menneskeskapt metanutslipp.

Bitcoin‑miningselskaper kan fange metanen fra søppelfyllingsavfall og deretter konvertere den til elektrisitet for å drive sine mining‑rig, og effektivt gjøre alt dette avfallet til en verdifull ressurs.

En annen måte Bitcoin‑minere kan utnytte denne energien på er ved å etablere mining‑operasjoner i nærheten av oljefelt, hvor metan ofte brennes av på grunn av mangel på infrastruktur for bruk. Ved å fange denne gassen kan avfall og forurensning reduseres ytterligere.

Et slikt prosjekt gir andre fordeler, inkludert muligheten til å tjene penger på metan direkte på stedet uten dyre investeringer, noe som betyr rask utrulling og inntektsgenerering. Med minimale investeringer kan Bitcoin‑minere få tilgang til rimelige kilder til fornybar energi og redusere avhengigheten av lokale strømnett, samtidig som de konverterer skadelig gass til energi.

Slik kan Bitcoin bidra til å fremme en overgang til renere og mer bærekraftige energikilder. Samtidig kan Bitcoin‑minere operere bærekraftig, og posisjonere nettverket som en potensiell miljøgevinst.

Chainergy er et selskap som aktivt har arbeidet med å konvertere metangass til energi for å mine Bitcoin. Dette trekket ga også selskapet tilgang til elektrisitet til konkurransedyktige priser og styrket deres posisjon i energimarkedet.

Crusoe Energy Systems er enda et selskap som fanger opp avfallsmetanutslipp fra olje- og gassoperasjoner og bruker den til å drive Bitcoin‑mining datasentre. I 2021 inngikk ExxonMobil (XOM ) et partnerskap med Crusoe for å bruke overskuddsgass fra ett av deres oljefelt til å mine Bitcoin.

#1. Mara Digital Holdings

Dette Bitcoin‑miningselskapet har utforsket bærekraftige og off‑grid energiløsninger, og har i den forbindelse samarbeidet med ulike energileverandører. En slik satsning inkluderer eksperimentering med å bruke metangass fra søppelfyllinger til å drive sine operasjoner.

I november 2023 kunngjorde selskapet et partnerskap med Nodal Power, som utvikler og driver fornybare energianlegg, for å starte sitt BTC‑miningsprosjekt i Utah. Dette 280 kW pilotprosjektet drives fullt ut av metangass fra søppelfylling og er allerede i full drift. Marathon‑administrerende direktør Fred Thiel uttalte da:

“I Marathon søker vi kontinuerlig etter innovative måter å diversifisere vår virksomhet, senke energikostnadene og utnytte de unike aspektene ved Bitcoin‑mining for å forbedre miljøene vi opererer i.”

Ved å fange CH4 som slippes ut fra søppelfyllinger og deretter konvertere den til elektrisitet for å drive selskapets Bitcoin‑minere, bemerket Thiel, gjør dette Marathon «unikt posisjonert til å hjelpe med å omdanne denne skadelige gassen til en produktiv kilde for ren, fornybar energi».

Selskapets aksjer (MARA: NASDAQ) handles for tiden til $16, ned 31,93 % år‑til‑dato (YTD) sammenlignet med Bitcoins 61,4 % verdiøkning i samme periode, og handles rundt $62 300. Med en markedsverdi på $4,70 milliarder har Mara en EPS (TTM) på 1,73, en P/E på 9,22 og en ROE (TTM) på 26,26 %.

Forrige uke rapporterte en av verdens største børsnoterte Bitcoin‑minere utestimerte oppdateringer for september, der de økte sin energiserte hash‑rate til 36,9 EH/s, en økning på 5 % fra forrige måned. Selskapet forventer å nå 50 EH/s innen årsskiftet. Samtidig økte BTC‑produksjonen med 5 % til 705 BTC.

“Vi er stolte av å ha overgått et maraton verdt av bitcoin HODL i september og har nå nesten 27 000 BTC på balansen vår.”

– CEO Fred Thiel

Mara leverte også en opplysning til Climate Disclosure Project (CDP), som støtter deres «forpliktelse til miljømessig åpenhet og bedriftsansvar».

Konklusjon

Klimaendringer fortsetter å være en presserende utfordring ettersom den globale gjennomsnittstemperaturen stiger med 0,175 °C per tiår. En betydelig bidragsyter til denne nåværende oppvarmingen er metan (CH4), som forårsaker langt mer oppvarming enn CO2.

Selv om reduksjon av metanutslipp fra husdyrproduksjon har blitt sett på som et vanskelig problem, som vi rapporterte, kan det faktisk ha en stor og rask innvirkning på å redusere oppvarmingen samtidig som det gir økonomiske muligheter som kan brukes som en erstatning for fossilt brensel. Så er det også konvertering av metan fra dyreavfall til energi for BTC‑mining, som representerer enda en unik og lønnsom løsning som adresserer den energikrevende naturen til Bitcoin‑mining samtidig som alt avfallet omdannes til økonomisk verdi. Disse innsatsene kan effektivt bane vei for en bærekraftig fremtid.