Växthusgaser – Identifiera och återanvända metan

Växthusgaser är oerhört viktiga för att göra vår planet beboelig. Men den höga koncentrationen av dessa värmefångande gaser höjer nu markens temperatur avsevärt, vilket leder till global uppvärmning och klimatförändringar.

Medan koldioxid är den viktigaste antropogena växthusgasen, är metan (CH4) mycket kraftfullare. Denna relativt kortlivade gas fångar 80 gånger mer värme än CO2 under en period av två decennier. Enligt FN:s miljöprogram har metan sedan förindustriella tider stått för cirka 30 % av klimatförändringarna.

Denna näst mest förekommande växthusgas är huvudkomponenten i naturgas och biogas.

Metan är färglös, luktfri och mycket brandfarlig. Naturlig metan finns under marken, där våtmarker är dess största källa. Den finns också under havsbotten, under den antarktiska isen och i haven. Gasen produceras även av vulkaner samt nedbrytning av växt- och djurmaterial.

En viktig bidragande faktor till metans utsläpp i miljön är mänskliga aktiviteter, såsom deponier, jordbruksverksamhet, boskap, gödsel, kolbrytning samt olje- och gasproduktion.

När den släpps ut i luften reagerar metan på farliga sätt. Den släpper inte bara ut koldioxid genom oxidation utan bidrar också till bildandet av ozon. På så sätt minskar den luftkvaliteten, vilket leder till förtida mänskliga dödsfall, minskade skördar och orsakar hälsoproblem hos djur.

Hos människor kan denna kraftfulla växthusgas också orsaka problem som astma, hjärt- och kärlsjukdomar samt ökad risk för stroke. Metangasförgiftning kan dessutom leda till kvävning.

Höga nivåer av metan kan även orsaka problem som minnesförlust, sluddrigt tal, illamående, rodnad, huvudvärk, kräkningar, humörsvängningar och synproblem. Samtidigt kan kontakt med flytande metan som släpps ut under tryck orsaka köldskador.

Med tanke på metans skadliga effekt har man lagt större fokus på att bättre kvantifiera och drastiskt minska metanföroreningar för att förhindra de värsta klimatpåverkan.

Metanutsläpp från gödsel är mycket högre

Får- och boskapsdjur är en framträdande källa till metanutsläpp från jordbruket. Enligt den nuvarande uppskattningen från FN:s klimatpanel (IPCC) står de för 12 % till 14,5 % av alla mänskligt inducerade växthusgasutsläpp.

De nationella inventarierna för växthusgasutsläpp rapporterar samtidigt att utsläpp som kommer direkt från djurens matsmältningssystem (enterisk fermentation) är tre till nio gånger högre än de från gödselhantering, inklusive lagring och spridning av slam och gödsel. Emellertid kan utsläppen från dessa två fall vara mycket närmare 50:50.

Enligt ny forskning kan de faktiska metanutsläppen från slamlagring på mjölkgårdar vara upp till fem gånger högre än vad de officiella statistiken antyder.

Studien, som utfördes av University of East Anglia (UEA) och den ideella föreningen International Fugitive Emissions Abatement Association (IFEAA), baseras på beräkningar från två mjölkgårdar i England.

Forskningen antyder att de ‘Tier 2’-beräkningar som för närvarande används av länder för att rapportera sina utsläpp årligen till IPCC kanske inte är robusta, vilket förklarar underskattningen.

Mätningarna av utsläpp från slamlaguner analyserades av forskare under 2022‑23. För att fånga metan användes lufttäta lock för att omsluta slamlagunerna, vilket visade att de genererar mycket mer CH4 än tidigare föreslagits.

Enligt resultaten var den faktiska utsläppet 145 kg per ko per år på en gård och 198 kg per ko per år på den andra gården. Detta är 3,8‑5,2 gånger högre än den befintliga officiella siffran på 38 kg per ko som rapporterats i Storbritanniens nationella inventarie.

Även om den standardiserade internationella metodiken verkar underskatta metanutsläpp från slamlagring, säger forskningen att vi idag har tekniken som kan hjälpa till att ”omvandla detta problem till en affärsmöjlighet”. Metan kan faktiskt enkelt fångas och sedan användas som ett alternativ till fossila bränslen, vilket också skapar ”en extra inkomstkälla för gårdar”.

Genom att lyfta fram den enorma potentialen att omvandla metan till en förnybar energikälla påpekade professor Neil Ward vid Tyndall Centre for Climate Change Research på UEA att användning av metan som bränsle kan hjälpa jordbrukare att minska sina energikostnader och bli energiskt oberoende.

Att fånga och omvandla utsläppt metan till biogas kan spara en genomsnittlig mjölkgård cirka £52 500 i bränslekostnader. Totalt kan denna kostnadsbesparing uppgå till över £400 miljoner för mjölksektorn.

Befintlig teknik kan fånga gasen, och att använda den i EU:s mjölkboskap kan minska utsläppen med uppskattningsvis 5,8 % av budgeten för att begränsa den globala uppvärmningen till 1,5 °C, enligt forskningen.

Den betydande underskattningen av utsläpp från gödselhantering innebär att inte bara uppskattningarna är felaktiga, utan även prioriteringar kring minskningsalternativ kan vara förvrängda.

“Denna forskning utgör därför en akut uppmaning till handling och vidare arbete för att bättre förstå metanutsläpp från gödselhantering.”

– Prof Ward

Forskningen rekommenderar därför att regeringen ökar bidragen för täcklock på slamlaguner samt tillhörande gasbehandlingsutrustning, samt inför skatteincitament för investeringar i leveranskedjan för återvinning och användning av metan och förenklar planerings- och tillståndsprocessen.

“Tekniken finns för att fånga, bearbeta och utnyttja metan som för närvarande förloras till atmosfären och bidrar till ackumulering av växthusgaser, och ser ekonomiskt lovande ut, särskilt om ett incitamentsramverk för kapitalinvesteringar på gårdar, i kombination med regulatoriskt stöd, kan implementeras.”

– Prof Penny Atkins, CEO of IFEAA

Att minska metanutsläpp, samtidigt, enligt George Eustice, ordförande för IFEAA och tidigare minister för miljö, livsmedel och landsbygd, är ”kritiskt för vägen mot Net Zero”. Eftersom metan är en kraftfull men kortlivad växthusgas kan minskning av utsläppen också hjälpa till att begränsa den globala temperaturökningen till 1,5 grader.

Med detta slutsade studien att den samlade CH4‑bidraget från gödselhantering på mjölkgårdar är betydande och att det finns stora fördelar med att agera tidigare snarare än senare för att begränsa utsläppen.

Koldioxidavtrycket för LNG är också mycket högre

En ny Cornell-studie visar samtidigt att koldioxidavtrycket för flytande naturgas (LNG) är mycket sämre, 33 % mer än kol när dess bearbetning och transport också tas med i beräkningen.

Under utvinning, bearbetning, transport och lagring av LNG släpps CH4 och CO2 ut, och dessa utsläpp står för ungefär hälften av dess totala växthusgasavtryck.

När man analyserar jämförelsen av den atmosfäriska påverkan av olika växthusgaser visar det att koldioxidavtrycket för LNG är en tredjedel större än kol över en period av två decennier. Även på en århundradsskala är LNG:s koldioxidavtryck lika med eller fortfarande överstiger kol.

Både schaktgas och naturgas är dåliga för klimatet, enligt studiens författare Robert Howarth, men LNG är ”sämre”. Även om LNG tillverkas av schaktgas kräver processen att den kyls ner till flytande form (minus 260 grader Fahrenheit) och sedan transporteras med stora tankfartyg till marknaden, vilket kräver energi.

Detta transportsätt har en miljökostnad. Moderna tankfartyg med två- eller fyrtaktsmotorer har lägre CO2-utsläpp än ångdrivna fartyg, och de förbränner LNG under lagring och transport, vilket resulterar i att CH4 läcker ut i avgaserna.

När det gäller tankfartyg som drivs av ånga, släpper de nästan ingen metan i sina avgaser. Detta kan delvis kompensera för deras högre CO2-utsläpp.

Enligt studien varierar tankfartygens metanutsläpp mellan 3,9 % och 8,1 %, beroende på fartyget. Under processen för naturgasens förflytning närmar sig detta 8,8 % av totalen när man använder den globala uppvärmningspotentialen.

Enligt studien har fartygstypen relativt liten inverkan på LNG:s växthusgasavtryck eftersom de är mer bränsleeffektiva och därmed har lägre CO2-utsläpp men större metanläckage i sina avgaser.

När man diskuterar effekten av ett tankfartygs hastighet på utsläppen noterar författaren att lägre hastigheter leder till avsevärt större effektivitet, vilket minskar både CO2- och CH4-utsläpp. Artikeln konstaterade:

“Trots detta är utsläppen från tankfartyg en liten del av den totala för LNG.”

Det är de uppströms- och mellanstromsutsläpp som kommer från schaktgas som är mest ansvariga för koldioxidavtrycket för flytande naturgas som USA exporterar.

CO2 från förbränning av LNG i slutlig användning bidrar faktiskt med endast 34 % av det totala växthusgasavtrycket (GHG) för flytande naturgas, medan uppströms- och mellanstromsmetanutsläpp står för 38 % av de totala LNG-utsläppen. När man lägger till CO2-utsläpp från den energi som används för att producera LNG, utgör de totala uppströms- och mellanstromsutsläppen i genomsnitt 47 % av det totala GHG-avtrycket för LNG. Enligt Howarth:

“Nästan alla metanutsläpp sker uppströms när du extraherar schaktgasen och förflyttar den till flytande form. Detta förstärks bara för att få den flytande naturgasen till marknaden.”

Detta innebär att flytande naturgas ”alltid” har ett större klimatavtryck än naturgas, och med det ”slutar den vara avsevärt sämre än kol”.

Enligt forskningen har dessa resultat implikationer för produktionen av flytande naturgas i USA, som för närvarande är världens största exportör. Medan nationen förbjöd export av LNG, hävdes förbudet 2016, och sedan dess har exporten ökat dramatiskt. År 2023 stod USA för 21 % av all global LNG-transport, och president Biden införde bara ett moratorium för dessa ökande exporten tidigare i år.

Dessutom har nästan hela ökningen av naturgasproduktionen i USA under det senaste decenniet kommit från schaktgas. Produktion av schaktgas tillsammans med förflytning för att skapa LNG och den efterföljande LNG-transporten är energikrävande, vilket bidrar avsevärt till dess växthusgasavtryck.

Således, medan regeringar världen över uppmanar till ett snabbt avhopp från fossila bränslen, inklusive naturgas, som en del av deras globala klimatpolitik, har flytande naturgas ett mycket högre koldioxidavtryck än naturgas. Howarth sade, ”Att avsluta användningen av LNG bör vara en global prioritet”.

Därför är övergången från kol till LNG inte vägen att gå, enligt Howarth, på grund av dess behov av massiva infrastrukturutgifter. Han rekommenderar att använda finansiella resurser för att bygga en framtid utan fossila bränslen så snabbt som möjligt som ett mycket bättre tillvägagångssätt.

Ett kraftfullt alternativ: Använda metangas för att bryta BTC

Med Bitcoin-brytning som kritiseras för sin energikrävande natur, erbjuder omvandling av metangas från djuravfall till energi ett innovativt och proaktivt tillvägagångssätt för att minska växthusgasutsläppen.

Denna kombination av BTC-brytning med metanfångst möjliggör att dessa utsläpp omvandlas till en värdefull källa för banbrytande teknik istället för att bidra till den globala uppvärmningen.

Eftersom Bitcoin-brytare kan verka från praktiskt taget var som helst i världen, öppnar detta upp möjligheter även för de mest isolerade, avlägsna och förbisedda deponierna. Deponier är en stor källa till metan. I USA är de den tredje största källan till mänskligt relaterade metanutsläpp.

Bitcoin-brytningsföretag kan fånga metanet från deponiavfall och sedan omvandla det till elektricitet för att driva sina brytningsriggar, vilket effektivt omvandlar allt detta avfall till en värdefull resurs.

Ett annat sätt för Bitcoin-brytare att utnyttja denna energi är att etablera brytningsverksamhet nära oljefält, där metan ofta bränns av på grund av brist på infrastruktur för dess användning. Genom att fånga denna gas kan avfall och föroreningar ytterligare minskas.

Ett sådant projekt erbjuder ytterligare fördelar, inklusive att monetisera metan direkt på plats utan att kräva dyra investeringar, vilket innebär snabb implementering och intäktsgenerering. Med minimala investeringar kan Bitcoin-brytare dessutom få tillgång till låga kostnader för förnybar energi och minska sitt beroende av lokala elnät samtidigt som de omvandlar skadlig gas till energi.

På så sätt kan Bitcoin hjälpa till att främja en övergång till renare och mer hållbara energikällor. Samtidigt kan Bitcoin-brytare verka hållbart, vilket positionerar nätverket som en potentiell miljöfördel.

Chainergy är ett företag som aktivt arbetar med att omvandla metangas till energi för att bryta Bitcoin. Detta steg gav också företaget tillgång till elektricitet till konkurrenskraftiga priser och stärkte dess närvaro på energimarknaden.

Crusoe Energy Systems är ytterligare ett företag som fångar avfallsmetanutsläpp från olje- och gasoperationer och använder dem för att driva Bitcoin-brytningsdatacenter. År 2021 samarbetade ExxonMobil (XOM ) med Crusoe för att använda överskottsgas från ett av sina oljefält för att bryta Bitcoin.

#1. Mara Digital Holdings

Detta Bitcoin-brytningsföretag har utforskat hållbara och fristående energilösningar och har för detta arbetat med olika energileverantörer. En sådan satsning inkluderar experiment med att använda metangas från deponier för att driva sina verksamheter.

I november 2023 meddelade företaget ett partnerskap med Nodal Power, som utvecklar och driver förnybara energitillgångar, för att lansera sitt BTC-brytningsprojekt i Utah. Detta 280 kW pilotprojekt drivs helt av metangas från deponier och är redan fullt operativt. Marathon-VD Fred Thiel sade då:

“På Marathon söker vi ständigt innovativa sätt att diversifiera vår verksamhet, sänka våra energikostnader och utnyttja de unika aspekterna av Bitcoin-brytning för att förbättra de miljöer vi verkar i.”

Genom att fånga CH4 som släpps ut från deponier och sedan omvandla den till elektricitet för att driva företagets Bitcoin-brytare, noterade Thiel, gör det Marathon ”unikt positionerat för att hjälpa till att omvandla denna skadliga gas till en produktiv källa av ren, förnybar energi”.

Företagets aktier (MARA: NASDAQ) handlas för närvarande till $16, vilket är en nedgång med 31,93 % år-till-datum (YTD) jämfört med Bitcoins 61,4 % värdeökning under samma period, medan den handlas nära $62,300. Med ett marknadsvärde på $4,70 miljarder har Mara ett EPS (TTM) på 1,73, ett P/E på 9,22 och ett ROE (TTM) på 26,26 %.

Förra veckan rapporterade en av världens största publikt handlade bitcoin-brytare ogranskade uppdateringar för september, under vilka den ökade sin energidrivna hashrate till 36,9 EH/s, ett hopp på 5 % från föregående månad. Företaget förväntar sig att nå 50 EH/s vid årets slut. Samtidigt ökade BTC-produktionen med 5 % till 705 BTC.

“Vi är stolta över att ha överträffat ett maraton av bitcoin HODL i september och har för närvarande nästan 27 000 BTC i vår balansräkning.”

– CEO Fred Thiel

Mara lämnade också in en redogörelse till Climate Disclosure Project (CDP), vilket stödjer deras ”åtagande för miljömässig transparens och företagsansvar”.

Slutsats

Klimatförändringarna fortsätter att vara en akut utmaning då den globala genomsnittstemperaturen stiger med 0,175 °C per decennium. En betydande bidragande faktor till den nuvarande uppvärmningen är metan (CH4), som orsakar mycket mer uppvärmning än CO2.

Även om minskning av metanutsläpp från boskapsproduktion har betraktats som ett svårt problem, som vi rapporterade, kan det faktiskt ha en stor och snabb inverkan på att minska uppvärmningen samtidigt som det erbjuder ekonomiska möjligheter att användas som ett sätt att ersätta fossila bränslen. Dessutom finns omvandling av metan från djuravfall till energi för BTC-brytning, vilket representerar ännu en unik och lönsam lösning som adresserar den energikrävande naturen av Bitcoin-brytning samtidigt som allt avfall omvandlas till ekonomiskt värde. Dessa insatser kan effektivt bana vägen för en hållbar framtid.